Seyfert星系NGC4051的光变特性

为了配合EXOSAT对Seyfert星系NGC4051光变的观测,继1985年5月的多波段联测之后,我们又于1985年12月7日—9日对NGC4051进行了B波段及V波段的短时标光变的观测和研究,主要结果如下:(1)NGC4051在B波段有两个与X射线波段及U波段相对应的短时标光变,时标分别为4200秒和1800秒,振幅分别为ΔB≈0.21mag(±σ=0.04~m)和ΔB≈0.43mag(±σ=0.08~m),(2)V波段有一个时标为～2400秒,振幅为ΔV=0.07mag(±σ=0.07~m)的短时标光变,(3)结合X射线波段及U波段的观测,我们发现,NGC4051的光变时标随着波长的增大而增大。     

活动星系核的光学变化

活动星系核有两种主要的光变:不规则的闪耀和比较有规律的周期性光变,不规则光变的典型的时间尺度是10~4—10~5秒,周期性光变的典型的时间尺度是10~6—10~8秒。这篇综述主要讨论基于活动星系核黑洞吸积模型上的一些光变模型。这些讨论表明,活动星系核的短时标光变特征对厚吸积盘模型提供了强有力的支持。对时标较长的周期性光变,尽管现在已有不少模型(“亮斑”、薄盘的不稳定性、双稳定性、自引力吸积盘的脉动等等),但是所有这些模型都不够完善;当然也有些模型是很有希望的(如双稳定性)。     

BLazar天体的光变及多波段能谱特性

本文综述了活动星系核 ,特别是blazar天体的研究现状 ,对blazar天体的多波段与多波段能谱特性研究进行了较为详细的评述。主要的研究工作包括以下内容 :(一 )γ噪blazar天体的短时标光变研究 ,通过对 1 6个γ噪blazar天体 (其中包括全部已证认和观测到VHEγ射线爆发的可能甚高能γ射线源 )自 1 998年的光学观测及光变分析研究表明 ,短时标光变 (小时量级 )是GeVγ噪blazar天体的普遍特性 ,光变幅度通常可达 0 .6mag/h ,对PKS 1 51 0 -0 89类星体的观测发现在一个小时内对象变暗 2个星等 ,对如此激烈的光变变暗目前的理论还不能很好的解释 ,但它同样反映了辐射区域的内部结构 ;而对TBLs的监测表明 ,其光学波段的短时标光变没有其他对象激烈 ,出现的频度和振幅变化都较小 ;(二 )在研究γ噪blazar天体光变时 ,研究了寄主星系对光变的影响 ,得到了 1ES 2 3 44 + 51 4的光变与PSF的FWHM的关联 ,表明随着大气视宁度的下降 (即FWHM变大 ) ,对象变暗 ,即由于寄主星系的影响从而导致假光变的产生 ;(三 )引进两个多波段复合谱指数 ,αxox=αox-αx 及αoro=αor-αo。对样本的统计研究表明 ,RBLs是能谱特性界于XBLs和OVVs之间的一类中间态 ,所得结果支持了Sambrunaetal.( 1 996)大样本多波段能谱分布特性的统计研     

BLazar天体的光变及多波段能谱特性

本文综述了活动星系核，特别是blazar天体的研究现状，对blazar天体的多波段与多波段能谱特性研究进行了较为详细的评述。主要的研究工作包括以下内容：（一）γ噪blazar天体的短时标光变研究，通过对16个γ噪blazar天体（其中包括全部已证认和观测到VHEγ射线爆发的可能甚高能γ射线源）自1998年的光学观测及光变分析研究表明，短时标光变（小时量级）是GeV γ噪blazar天体的普遍特性，光变幅度通常可达0.6mag/h，对PKS 1510－089类星体的观测发现在一个小时内对象变暗2个星等，对如此激烈的光变变暗目前的理论还不能很好的解释，但它同样反映了辐射区域的内部结构；而对TBLs的监测表明，其光学波段的短时标光变没有其他对象激烈，出现的频度和振幅变化都较小；（二）在研究γ噪blazar天体光变时，研究了寄主星系对光变的影响，得到了1ES 2344 514的光变与PSF的FWHM的关联，表明随着大气视宁度的下降（即FWHM变大），对象变暗，即由于寄主星系的影响从而导致假光变的产生；（三）引进两个多波段复合谱指数，αXOX=αOX-αX及αoro=αor-αo。对样本的统计研究表明，RBLs是能谱特性界于XBLs和OVVs之间的一类中间态，所得结果支持了Sambruna et al.（1996）大样本多波段能谱分布特性的统计研究结果；（四）对地面探测器对blazar天体甚高能波段的观测做了较为详细的了解，由于blazar天体在全波段上都观测到光变，所以这类对象是多波段观测研究最完全的。地面望远镜对小时量级的光变很敏感，所以，对低流量源的直到10TeV或更高能谱的测量是多波段研究的重要扩展，特别是，如果γ射线的幅射是通过康谱顿散射提升低能同步辐射光子产生的，即SSC模型产生，那么，VHEγ射线的观测和低能同步辐射的观测就可能估计喷流内的磁场强度、Doppler因子等。对我们今后的光学波段的观测工作提出了新的课题。     

基于Chandra的活动星系核观测

活动星系核（AGN）是宇宙中最奇特的天体之一。它是真正意义上的全波天体，其中X射线波段的发射功率占到全波段功率的50％左右。AGN的X射线辐射研究涉及天体物理中的最基本问题，例如能量产生、辐射机制和宇宙论等，而Chandra X射线卫星的高分辨率图像和光谱对这一研究有着重要作用。以Chandra卫星的部分观测结果为例，简要介绍了几类不同类型AGN的X射线辐射研究进展：（1）宽吸收线类星体APM08279＋5255（z=3．91）的X射线谱分析，以及高红移类星体的观测概况；（2）Seyfert星系NGC 4151延展X射线发射问题的解决，及NGC 1068X射线辐射与光学波段的高激发态发射线（[OⅢ]λ5007）有很强相关性的发现；（3）6个BLLac天体样本的X射线环境分析；（4）射电星系X射线喷流的观测等。     

Blazars的聚束效应

本文对Blazars的聚束效应及相关的理论作了较全面的综述，指出了一 些有待进一步探讨的问题和需要进一步完善的理论，并对其中几个具体问题进行研究，得到了一些新结果。第一章简单介绍了活动星系核的特征、分类及其标准模型。第二章综述了Blazars的基本性质、对Blazars的谱特征、高光度、高偏振、激烈光变、超光速现象和高能辐射等作了介绍。第三章介绍了相对论喷流模型，以及利用相对论喷流模型解释Blazars的极端观测特性，如用相对论喷流模型从理论上解释了Blazars的高光度、剧烈光变及高能量转换率，偏振方向的快速变化，超光速现象，发射线和高能辐等能观测特性。同时介绍了喷流具有相对论性的观测证据并重点介绍了喷流的加速和减速两个理论模型。第四章是聚束效应的几项具体研究工作，首先分析了28个BL Lac天体，24个核优势高偏振类星体，29个核优势低偏振类星体，以及11个瓣优势低偏振类星体的射电和光学流量，证实具有相对论喷流的AGNs的Doppler提升效应确实存在，且很明显，光学和射电是高度聚束的。最小光变时标是一个及其重要的物理理，短时标光变能给人们提供大量的信息。但最小光变时标一般是在不同波段探测到的。利用加速模型，我们从理论上导出了一个联系各波段最小光变时标的公式，可把观测到的不同波段最小光变时标转换为同一波段的最小光变时标。利用该公式，把观测到的29个Blazars的不同波段最小光变时标转换为γ波段的最小光变时标，我们分析了这些对象光度与光变时标的关系，证实了Blazars的γ射线是高度聚束的。我们还研究了Blazars的偏振，发现偏振也是和聚束效应密切相关的，对Blazars的高能辐射也作了一些探讨，发现同步自康普顿模型能较好的解释Blazars天体的γ辐射。另外，提出一个新的喷流的电子注入模型，成功的解释了射电选Blazars天体在爆发时的谱硬化现象。     

一类X射线发射度在脉冲相具有显著指数增长特征的太阳耀斑

太阳耀斑脉冲相的X射线光变曲线的复杂性表明此阶段有多种物理过程参与其中.基于某些显著的观测特征对耀斑分类可以用来探索这些特征的物理起源.对GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite)卫星观测数据的分析表明有一类X射线发射度在脉冲相呈显著指数增长的耀斑.指数增长阶段的平均温度为正态分布.在此温度分布1σ之内的大多数耀斑属于B级或C级耀斑,其GOES低通道流量的峰值分布为对数正态分布.指数增长相的增长率和持续时间也遵循对数正态分布.持续时间分布范围大概为几十秒到几千秒.正如所预期的,增长时标同软X射线的衰减时标具有相关性.此外,指数增长相的增长率与持续时间呈强烈的反相关,而且随增长率的增大,对应的平均温度也有缓慢增大的趋势.     

M 87核区X射线辐射起源的研究

利用耦合的吸积-喷流模型,对巨椭圆星系M 87(NGC 4486)核区的高分辨率观测到的多波段能谱分布进行了研究,重点是核区的X射线辐射起源问题.研究结果表明,M 87核区的X射线辐射是由喷流主导的,而不是此前认为的由径移主导的吸积流(ADAFs)主导的.     

3C 454.3伽玛射线和近红外辐射延时分析

2008年秋天,3C 454.3在γ射线能段和光学波段呈现出非常大的爆发,在这次爆发过程中Fermi/LAT和SMARTS都对其进行了观测.通过对γ射线能段与SMARTS J及B波段在这次大爆发期间获得的光变数据进行细致的DCF分析发现:这段时期内3C 454.3的J波段光变落后γ射线光变大约2 d.在进行相关性分析过程中,对DCF做了稍许改进,得到一种改进的DCF-时间变换的离散相关函数(TDCF).TDCF的峰值在T=-1.66 d,无论是对TDCF取重心还是用非对称的高斯函数拟合,其结果都显示3C 454.3的J波段光变落后γ射线光变大约2d.FR/RSS Monte Carlo模拟结果也显示γ射线领先近红外(光学)光变.如果这个延时是由于电子辐射冷却产生的,那么逆康普顿散射的"种子"光子能量不能大于1.1 eV.这个延时也可能是由于辐射区域的大小不同引起的,2 d的延时反映了两个波段辐射区域的几何性质.高能与低能波段光变有较强的相关性证明这两个波段的辐射是由同一辐射区域产生的:γ射线辐射来自于辐射区域的内部,近红外辐射来自于包括γ射线辐射区域在内的更大区域.由于近红外的辐射区域大于γ射线辐射区域,引起光变的相对论激波传播到整个近红外辐射区域比传播到整个γ射线辐射区域所用的时间长;因此,观测到了J波段光变落后γ射线光变的现象.通过结构函数分析得到的两个波段的光变时标相差约2.5 d,这与大约2 d的延时符合得很好.     

Blazar天体的辐射特性研究

收集了47个Blazar天体的短时标光变资料,估算了中心天体质量和不同波段辐射区域,并对估算结果作了统计分析,发现Blazar天体中心黑洞质量在10~7M_☉到10~(10)M_☉之间,BL Lac天体与平谱射电类星体中心黑洞质量有很大差异,平谱射电类星体中心黑洞质量大于BL Lac天体中心黑洞质量;红外波段和γ射线波段辐射区域大小相似.同时,利用收集到Blazar天体的热光度分析了Blazar天体热光度与短时标光变之间的关系,证实了射电选BL Lac(RBL)天体和平谱射电类星体(FSRQs)的辐射是强成束的,但相对论聚柬效应对X射线选BL Lac(XBL)天体的辐射影响较小.     

BL Lac天体的γ射线和X射线辐射研究

收集了18个γ射线噪BL Lac天体的X射线流量密度和γ射线流量密度,以及X射线波段(1keV)和γ射线波段(＞100 MeV)的平均光谱指数,研究了它们之间的相关性.结果表明:1)X射线流量密度与γ射线流量密度在高态、低态和平均态均有较强的相关性.2)X射线波段和γ射线波段的平均光谱指数之间有较强的负相关性.3)X射线和γ射线波段的平均光谱指数与X射线和γ射线辐射流量密度在高态和平均态时均无显著的相关性.4)γ射线波段的平均光谱指数与X射线辐射流量密度的低态有较强的负相关性.X射线波段的平均光谱指数与γ射线波段的流量密度的低态之间也存在弱相关性.分析结果支持BL Lac天体的X射线和γ射线辐射可能来自同一相对论电子分布的同步辐射和同步自康普顿(SSC)辐射.     

X射线选射电噪活动星系核的多波段性质(英文)

基于被ROSAT全天区巡天观测和射电 4.85GHz巡天观测同时探测到的活动星系核的大样本 ,研究了X射线选的射电噪活动星系核的多波段性质 .通过分析该样本中的活动星系核的宽波段能量分布 ,确认了来自射电、光学和X射线波段的辐射光度之间的显著相关性 .这种相关性对于类星体、赛弗特、蝎虎座天体和射电星系是有区别的 .同时 ,探讨了从光学到X射线波段之间的谱指数与红移以及 50 0 0 和 4.85GHz处的单色光度的相关性     

X线选射电噪活动星系核的多波段性质

基于被ROSAT全天区巡天观测和射电4．85GHz巡天观测同时探测到的活动星系核的大样本,研究了X射线选的射电噪活动星系核的多波段性质．通过分析该样本中的活动星系核的宽波段能量分布,确认了来自射电、光学和X射线波段的辐射光度之间的显著相关性．这种相关性对于类星体、赛弗特、蝎虎座天体和射电星系是有区别的．同时,探讨了从光学到X射线波段之间的谱指数与红移以及5000A和4．85GHz处的单色光度的相关性．     

γ噪Blazar天体短时标光变的寄主星系影响

利用云南天文台1m光学望远镜2000～2001年对3个GeV和/或TeV γ噪Blazar天体的观测,发现γ噪类星体PKS 1510-089在R波段有一个光变时标为41min的星等变化为2.0mag的剧烈光变,这是迄今为止我们所观测到的变幅最大的一个γ噪Blazar天体短时标光变.对此光变,可估计限制光变辐射模型的一些参数,如辐射区半径R、多普勒因子δ以及吸积转化效率η等.η=59.6的值强烈预示着相对论聚束效应可较好解释γ噪Blazar天体的辐射机制.我们仔细考察了大气视宁度对光变的影响.发现对1ES 2344+514,观测到的光变与当地大气视宁度有一个弱相关,结果表明,对光变参数较小(C＜5)的光变,大气视宁度引起的假光变的贡献较大,需要选择较严格的光变判据.     

活动星系核连续谱辐射

连续谱辐射是研究活动星系核结构主要手段之一，谱型，光变，偏振是表征连续谱性质的最主要内容，活动星系是的最主要特征是几乎覆盖了整个电磁波波段，且有着大幅度和快速时标的光变，主要评述了活动星系核从射电到γ射线的全波段性质，观测对活动星系结构核的物理限制及现存的物理模型和解释，并指出了将来的课题。     

M51的观测研究进展

M51系统包含巨旋涡星系M51和相对较大且较近的伴星系NGC 5195。M51离银河系较近,由尘埃消光带来的观测不确定性也就不十分显著,从而可以得到较详细的星系结构。自M51被发现至今,从射电波段到X射线波段都已获得了丰富的观测资料。主要介绍了M51的多波段观测成果和数值模拟研究,并概述了对其伴星系NGC 5195的观测。     

Blazars的聚束效应

本文对blazars的聚束效应及相关的理论作了较全面的综述 ,指出了一些有待进一步探讨的问题和需要进一步完善的理论 ,并对其中几个具体问题进行研究 ,得到了一些新结果。第一章简单介绍了活动星系核的特征、分类及其标准模型。第二章综述了blazars的基本性质 ,对blazars的谱特征、高光度、高偏振、激烈光变、超光速现象和高能辐射等作了介绍。第三章介绍了相对论喷流模型 ,以及利用相对论喷流模型解释blazars的极端观测特性 ,如用相对论喷流模型从理论上解释了blazars的高光度、剧烈光变及高能量转换率 ,偏振方向的快速变化 ,超光速现象 ,发射线和高能辐射等观测特性。同时介绍了喷流具有相对论性的观测证据并重点介绍了喷流的加速和减速两个理论模型。第四章是聚束效应的几项具体研究工作 ,首先分析了 2 8个BLLac天体 ,2 4个核优势高偏振类星体 ,2 9个核优势低偏振类星体 ,以及 1 1个瓣优势低偏振类星体的射电和光学流量 ,证实具有相对论喷流的AGNs的Doppler提升效应确实存在 ,且很明显 ,光学和射电是高度聚束的。最小光变时标是一个及其重要的物理理 ,短时标光变能给人们提供大量的信息。但最小光变时标一般是在不同波段探测到的。利用加速模型 ,我们从理论上导出了一个联系各波段最小光变时标的公式 ,     

紫金山天文台太阳射电频谱仪定标

定标是射电天文观测中基础而重要的工作.定标工作可以得到太阳观测中的一个重要物理量:太阳射电辐射流量,可以扣除射电频谱仪的通道不均匀性,清晰显示射电频谱特征.结合紫金山天文台射电频谱仪的观测数据,详细介绍了定标的基本方法,分析了定标常数的变化情况,最后给出了定标结果,并与野边山射电偏振计以及RHESSI(The Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager)卫星硬X射线波段的几个太阳耀斑的观测结果进行了比较,结果符合耀斑的光变特征.其中对一个耀斑脉冲相硬X射线流量和微波光变的相关性的分析表明这些观测可以用来研究有关的辐射机制以及相应的能量释放和粒子加速过程.     

γ噪Blazar天体短时标光变的寄主星系影响

利用云南天文台1m光学望远镜2000－2001年对3个GeV和／或TeVγ噪Blazar天体的观测，发现γ噪类星体PKS 1510－089在R波段有一个光变时标为41min的星等变化为2．0mag的剧烈光变，这是迄今为止我们所观测到的变幅最大的一个γ噪Blazar天体短时标光变。对此光变，可估计限制光变辐射模型的一些参数，如辐射区半径R、多普勒因子δ以及吸积转化效率η等。η＝59．6的值强烈预示着相对论聚束效应可较好解释γ噪Blazar天体的辐射机制。我们仔细考察了大气视宁度对光变的影响。发现对1ES 2344＋514，观测到的光变与当地大气视宁度有一个弱相关，结果表明，对光变参数较小（C＜5）的光变，大气视宁度引起的假光变的贡献较大，需要选择较严格的光变判据。     

耀变体3C 273在2～10keV的光变特性研究

从RXTE(Rossi X-ray timing explorer)观测原始数据出发,分析了耀变体3C 273在X射线波段2～10 keV从1996年2月2日(MJD 50115)到2007年8月27日(MJD 54339)的数据.一共得到了1 010次观测数据的光子谱指数和相应的流量,平均每次观测时间为1 666.76 s.通过分析3C 273在观测期间2～10 keV硬X射线的能谱变化及光变行为,发现在2000年2月,2003年3、4月,2004年2、3、7月,2006年及2007年,其光子谱指数Γ与流量lgF_(2～10 keV)存在显著反相关.在1999年和2000～2007年观测期间,Γ与lgF_(2～10 keV)月平均行为也同样存在显著反相关.对整个观测期间的光变行为作定量的分析,发现几次较大的光变,并在部分光谱拟合中发现Fe发射线存在的证据,其平均宽度为93.85±21.49 eV.通过分析光变强度与Fe发射线特性,发现3C 273同时具有耀变体与Seyfert星系的一些性质.