紫外观测漫谈：机载天文台显身手

“国际紫外探测者”（IUE）把七十年代的紫外观测推上了顶峰。也许是IUE太过成功。导致八十年代该领域的航天活动相对沉寂。这十年里,唯一一颗成功的紫外卫星是苏联和法国合作的“天文1号”（Astron-1）。该卫星于1983年3月23日发射,工作到1989年夏天。其主要仪器是一架80厘米口径的紫外望远镜,同时兼顾X射线观测。进入20世纪90年代后,机载天文台开启了新的紫外观测纪元。     

NGC4151的光变周期分析(英)

本文利用地面光学望远镜对NGC4151进行国际联测所得的结果，通过周期日方法和逐步回归方法得到了该目标的一些较为明显的光变周期．结果表明，NGC4151存在两个主要光变周期．一个是所有光学波段存在约14天的周期，另一个是连续谱存在约30天周期，而对于Hα和Hβ则分别为24和38天的周期．     

功不可没的早期紫外天文卫星

从本期开始,我们将介绍历史上的紫外天文卫星。这里所谓的早期紫外天文,指的是从紫外天文诞生到“国际紫外探测者”（International Ultraviolet Explorer,简称IUE）发射之前的这一段时间。紫外天文学始于对太阳的研究,而对恒星等目标的紫外观测出现的较晚。本系列文章不涉及观测太阳和以日地空间关系为目的望远镜,也不涉及行星际探测器。     

国际紫外探测者IUE

二十世纪七十年代,紫外波段的天文研究异常活跃,一大批相关卫星被送上了太空（见上期介绍）。1978年,“国际紫外探测者”（International Ultraviolet Explorer,简称IUE,图1）的成功发射把这一时期的空间观测推上了顶点。     

高和低红移活动星系核C Ⅳ宽宽线区动力学

基于斯隆巡天的高红移类星体以及IUE和HST低红移活动星系核光谱样本,仔细分析C Ⅳ的等值宽度、半高全宽、蓝移不对称参数和活动星系核吸积状态之间的相关性。结果得到,当爱丁顿比L_(bol)/L_(Edd)0.1时,CIV发射线类似于低电离线,接近位力化状态;而L_(bol)/L_(Edd)0.1时,呈现出明显的外流特征。这表明L_(bol)/L_(Edd)0.1时,辐射压对宽线区云团运动状态的影响变得比较重要。     

NGC4151的长期光变行为

本文收集了NGC4151近90年的光学资料,并用Jurkevich分析方法对其进行了光变周期分析其光变存在一个14．04±0．8年的长周期,且该天体的谱型与源的亮度强烈相关。     

吸积盘边缘的质量和角动量损失与激变双星的演化

本文绘出了计算吸积盘边缘物质和角动量损失，以及它们对激变双星演化影响的理论模型.计算结果表明，紫外天文卫星（IUE）观测到的高速物质流是来源于吸积盘边缘，吸积盘边缘的角动量损失可以成为周期大于3小时的激变双星演化的物理机制．     

“哈勃”又发现一例星系碰撞

哈勃空间望远镜1999年10月25日拍摄的图像揭示了距地球3亿光年,位于金牛座的NGC1410(左)和NGC1409(右)之间有一条物质“管道”。     

IUE卫星和类星体的紫外光谱

本文介绍了“国际紫外探测器”卫星(International Ultraviolet Explorer,简称IUE),评述了IUE发射十年来在类星体紫外光谱方面的研究工作。类星体连续谱中的3000埃隆起,可用巴尔末连续的复合辐射来解释,但也不能忽略FeⅡ线,高阶巴尔末线及光厚云的贡献。对100—10000埃的大隆起,通常认为由类星体中央大质量黑洞周围吸积盘的热发射产生。类星体紫外谱指数随红移增大而变平,则可能暗示着大隆起的演化,但也可能是大红移类星体选择效应的影响。类星体紫外发射线CⅣ的等值宽度与连续谱背景光度之间存在的很好的负相关性,即所谓的Baldwin效应,是连续谱光度与电离参量相关的结果。在切仑柯夫线辐射理论的框架下,紫外发射线Lya相对于CⅣ线的微小红移,正是理论预言的切仑柯夫红移值。由此,估算出第二能级的粒子数布居R_2。对3C273及0916 558的具体估算表明,这两个源的宽线云中HI区温度分别为9000—12000K和10000K,这些温度产生的黑体谱的峰值波长位置恰好在3000埃附近,为解释3000埃隆起提供了一条新的途径。     

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。     

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。     

Intra-day variability of three Seyfert galaxies measured with XMM-Newton

We present and analyze the variability of three Seyfert galaxies on intra-day timescales. We have analyzed in a uniform manner the 38 longest( 30 ks) observations made for NGC 4051, MCG-06–30–15 and NGC 4151 by XMM-Newton between 2000 and 2015. The nuclei were quite active during essentially all of these observations and the overall X-ray fluxes(0.3–10 keV) varied by an order of magnitude. Most of the observations do appear to show characteristic timescales, estimated through their auto-correlation functions, ranging between ~2.9 ks and ~45.3 ks. The hard(2–10 keV) and soft(0.3–2.0 keV) bands are very well correlated but consideration of their hardness ratios shows that the sources typically soften during flares. We also provide new estimates of the central black hole masses for these three AGNs that support the hypothesis that Narrow Line Seyfert 1 galaxies have relatively small central black holes.     

Constraints on individual supermassive binary black holes using observations of PSR J1909-3744

We perform a search for gravitational waves(GWs) from several supermassive binary black hole(SMBBH) candidates(NGC 5548, Mrk 231, OJ 287, PG 1302–102, NGC 4151, Ark 120 and 3C 66B) in long-term timing observations of the pulsar PSR J1909-3744 obtained using the Parkes radio telescope.No statistically significant signals were found. We constrain the chirp masses of those SMBBH candidates and find the chirp mass of NGC 5548 and 3C 66B to be less than 2.4 × 10~9 M_⊙ and 2.5 × 10~9 M_⊙(with 95% confidence), respectively. Our upper limits remain a factor of 3 to 370 above the likely chirp masses for these candidates as estimated from other approaches. The observations processed here provide upper limits on the GW strain amplitude that improve upon the results from the first Parkes Pulsar Timing Array data release by a factor of 2 to 7. We investigate how information about the orbital parameters can help to improve the search sensitivity for individual SMBBH systems. Finally, we show that these limits are insensitive to uncertainties in the Solar System ephemeris model.     

NGC4051短时标光变的多波段同时性观测

探索活动星系的快速光变,是研究星系中心致密核结构及辐射机制的强有力手段。NGC4051是在X射线波段具有短时标(分—小时)光变的极少数活动星系之一。为进一验证X射线波段短时标光变的观测结果,也为了探索光学波段是否具有短时标光变及它们的相关性,我们于1985年5月13—15日分别在美国和中国对NGC4051进行了X射线波段及可见光波段的同时性联测。Martin博士和程福臻在美国利用EXOSAT卫星观测了NGC4051的X射线辐射;谢光中等人在云南天文台利用一米RCC望远镜及积分光度计进行了U波段的观测。结果如下:(1)软X射线的流量降低了13倍,而硬X射线的流量已小到探测不到(至少降低了203倍);(2)U波段在13日晚的观测表明NGC4051有一个时标～1200秒、振幅ΔU 0.11(±0.03)的短时标光变。这种光变共有四个事例,且光变曲线十分完整,由于标准误差σ=0.03,可信度已大于3σ。此外,这一结果还与P.E.Marshall等人在X—射线波段所得到的光变时标～1000秒相吻合,这似乎表明两个波段的光变可能具有相关性。     

卫星黑子衰减触发的喷流事件

详细分析了一次太阳低层大气磁场重联触发的喷流事件.这次喷流发生在2014年8月1日,爆发自美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)活动区12127边缘的一个卫星黑子处.该喷流爆发包括日浪、紫外喷流、极紫外高温和低温喷流.大熊湖太阳天文台(Big Bear Solar Observatory,BBSO)的Goode Solar Telescope (GST)高分辨率氧化钛(TiO)谱线的光球观测显示,喷流爆发过程中,卫星黑子一直衰减.到喷流结束,卫星黑子面积共减少了80%.在此过程中,太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory, SDO)日球磁场成像仪(Helioseismic and Magnetic Imager, HMI)的视向磁场观测表明,该卫星黑子对应的负极磁场与相邻的正极磁场发生明显对消,产生喷流足部亮点.根据SDO卫星太阳大气成像仪(Atmospheric Imaging Assembly, AIA)的多波段观测,该足部亮点首先出现在紫外1600?波段.待紫外(1600?)喷流从紫外足部亮点顶部向上喷发,在极紫外波段也观测到相应的亮源.随着足点源亮度突然增强,有明显的极紫外低温喷流和日浪从足部亮点侧面喷发.从GST的高分辨率Hα图像上,可见日浪由许多精细纤维组成,这些纤维扎根在足点源的东南侧.根据从光球层过色球层再到日冕层的多波段高分辨率观测,色球中下层的磁场对消触发了这次喷流事件.向上喷发的物质流可以携带能量进入上层大气,并加热上层大气.研究结果表明,低层大气磁重联可能对解决日冕加热问题起重要作用.     

M32：M31的致密伴星系还是普通的背景星系？

我们的银河系,是一个称为本星系群的星系部落中的第二大成员。这个星系部落中最大的星系就是我们熟知的旋涡星系—仙女座大星云,M31（或称NGC224）,一般认为,它至少被四个“早型星系”所环绕：M32（或称NGC221）、H110（或称NGC205）、NGC185和NGC147①,以及一些没有NGC编号（因为它们的发现时间相对比较靠后）的更小的卫星星系。     

Seyfert星系核大蓝包特征

借助HST高分辨率观测图像所分离的Seyfert星系核的光学光度,以及IUE观测的紫外流量,来推算Seyfert星系核的大蓝包特征谱指数(α)(Fν～ν-α)并进行统计。发现样本的平均谱指数是-0.55,比Sloan数字天空巡天(SDSS)类星体合成谱幂律拟合谱指数(0.46)要小,更接近于经典吸积盘理论所预测的光学—紫外谱指数(-0.3)。尽管谱指数分布仍然较宽,但与星系总辐射所推测的大蓝包谱指数αT相比,大多数天体都有所降低。另外发现,相比Ⅰ型来说,SeyfertⅡ型星系核大蓝包特征谱指数的降低有异常的大,可能与星系盘上紫外辐射在Ⅱ型总辐射中占有相当大的份额有关。     

哈勃空间望远镜摄象木卫一和木星

在寻找木卫一上的羽状物时,哈勃空间望远镜拍摄了这颗如火如荼的卫星掠过木星表面的图象。这三张重叠的图象是1997年7月22日花了18小时用两个波长———3400埃(紫外)和4100埃(紫)拍摄的。广角和行星照相机2拍摄的这些照片是为纪念哈勃空间望远镜发射(1990年4月24日)九周年...     

Optical monitoring of the Seyfert galaxy NGC 4151 and possible periodicities in its historical light curve

We report B,V and R band CCD photometry of the Seyfert galaxy NGC 4151 obtained with the 1.0 m telescope at Weihai Observatory of Shandong University and the 1.56 m telescope at Shanghai Astronomical Observatory from 2005 December to 2013 February. Combining all available data from literature,we have constructed a historical light curve from 1910 to 2013 to study the periodicity of the source using three different methods(the Jurkevich method,the Lomb-Scargle periodogram method and the Discrete Correlation Function method). We find possible periods of P1= 4 ± 0.1,P2= 7.5 ± 0.3 and P3= 15.9 ± 0.3 yr.     

NGC2023的NH_3谱线观测

以NH_3转动—反演谱线NH_3(1.1);NH_3(2.2)观测了分子云NGC2023。谱线呈现的超精细结构有利于分子云物理参量的导出。 再次确认恒星HD37903为NGC2023的唯一能量激发源。灼热的尘埃是分子激发的中介。 经分析,判断星位于分子云表面,与Zuckerman提出的起泡(Blister)模型相似。若HD37903诞生于NGC2023,则该星生存时间已长到足以将分子云驱于0.1pc之外。 NGC2023中可能存在密度相对高的团块(Clump)。