活动星系核中的喷流形成

对活动星系核中的喷流加速机制、观测特征有目前研究近况进行了评述。磁场在喷流加速过程中起重要作用，对磁场加速喷流模型中喷流加速区域的大小进行了估计。比较了不同的磁场加速喷流模型，并讨论了有序吸积盘磁场的形成与维持过程。简要地评述了活动星系核中吸积盘与喷流存在内在联系的观测证据，及中央黑洞与活动星系核的射电辐射特征的关系。     

视超光速运动与加速模型

用相对论加速喷流模型对48个具有视超光速的射电源进行了分析，结果不但支持流行的喷流模型而且说明加速模型是合理的。     

射电展源与喷流现象

近年来宇宙喷流现象的普遍发现,对于展源形成的束模型给予了很大的支持。在此模型的理论框架下,主要传能机制是通过从星系中心喷射出的气流。根据这一模型,本文介绍了对喷流的能源,扩张,热斑形成和喷流弯曲等问题的研究情况;并从观测角度介绍了对展源性质的统计分析和喷流的一些观测性质。尽管喷流的物理状态还不很清楚,但不少观测事实显示着喷流中磁流体动力学不稳定性的存在。这种不稳定性并不总使喷流瓦解,但能够改变喷流的形态,并通过对非热粒子的加速,增强喷流的光度。近几年来对喷流中不稳定性的研究所取得的较大进展,加深了我们对展源形成的理解。     

BLO0716＋71非热辐射的喷流模型：从射电到γ射线

本文探讨用相对论喷流模型解释ＢＬ Ｌａｃ天体０７１６＋７１从射电到γ射线的整修电磁波段的非热辐射。喷流的结构分两个区域描述：内区具有抛物线结构，喷流是加速的；外区具有圆锥形结构，喷流速度恒定。相对论电子的密度和最高能量，以及磁场等参数随距离向外按幂律下降。在此模型中，射电至紫外线起源于相对论电子的同步辐射，而高能的Ｘ射线和γ射线则起源于自康普顿散射。辐射的频率越高，产生区域越靠近中央能源机器。辐射     

活动星系核的喷流

本文首先对由活动星系核中发出的喷流的研究历史和观测特征作了概括介绍。然后着重评述关于喷流的产生(即最初的加速和准直机制)的两类基本模型。辐射压支持的流体厚吸积盘模型已经得到比较多的研究,看来存在一些难以解决的问题。电磁流体吸积盘模型似乎更有吸引力,但还需要大量的工作进一步详细探讨。     

射电喷流中的物理条件和相对论电子的磁流体湍流再加速

根据几个低光度射电星系中的射电喷流的观测特性及内部物理条件,讨论了相对论电子的再加速,假定加速机制为费米型,我们得到射电喷流内的加速系数为～10~(-15)秒~(-1),从而可以较好地解释喷流的射电亮度分布和频谱特性。进一步讨论了磁流体力学湍流提供加速的可能性,并表明湍流的能谱指数应限制在窄的范围内(v～1.6—1.7)。     

由对FRⅡ射电星系的X射线观测试预言射电噪活动星系核的X射线喷流

在早期的文章中，基于耀变体（Blazar)的知识，我们预言了在射电噪活动星系核（AGN）中心10kpc范围内X射线喷流的存在。钱得拉（Chandra)卫星最近对低功率射电星系的X射线观测与我们的预言相一致。在本文中我们研究了kpc尺度喷流中的电子加速，并建议通过对强的FRⅡ射电星系中所预言的X射线喷流的钱得拉卫星的X射线的观测，来研究红的耀变体中的康普顿冷却以及在内部致密喷流和大尺度延伸喷流间环境的不同。以上的研究可以进一步检验我们的关于射电噪活动星系核中kpc尺度X射线喷流的模型。     

由对FRⅡ射电星系的X射线观测试预言射电噪活动星系核的X射线喷流

在早期的文章中,基于耀变体(Blazar)的知识,我们预言了在射电噪活动星系核(AGN)中心10 kpc范围内X射线喷流的存在.钱得拉(Chandra)卫星最近对低功率射电星系的X射线观测与我们的预言相一致.在本文中我们研究了kpc尺度喷流中的电子加速,并建议通过对强的FR Ⅱ射电星系中所预言的X射线喷流的钱得拉卫星的X射线的观测,来研究红的耀变体中的康普顿冷却以及在内部致密喷流和大尺度延伸喷流间环境的不同.以上的研究可以进一步检验我们的关于射电噪活动星系核中kpc尺度X射线喷流的模型.     

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 ,     

非均匀喷流模型及其在BL Lac天体中的应用

在非均匀锥形喷流模型中,电子数密度、磁场强度随着到喷流顶点的距离呈幂律分布.该模型能成功解释活动星系核喷流核心区域的平谱射电辐射,但已有的模型计算只适用于喷流运动方向与视线夹角很大的情况,所以需要建立适用于任何视角情况的非均匀锥形喷流辐射计算公式.普遍认为BL Lac天体中喷流的运动方向与视线夹角很小,推广后的非均匀喷流模型拟合了3个BL Lac天体的射电观测谱,确定了它们喷流中电子数密度、磁场强度等物理参数.研究结果表明观测辐射谱拐折频率确定出锥形喷流离黑洞最近距离,对于这3个BL Lac天体,它们的锥形喷流离黑洞最近距离约为Schwarzschild半径.     

赫比格-哈罗天体高分辨观测研究进展

赫比格－哈罗天体（ＨＨ天体）包含了有关原恒星吸积和抛射过程的许多重要信息,ＨＨ天体高分辨观测研究取得了一系列新进展：分辨出激波峰面、马赫盘和辐射冷却区;分辨出喷流节点的结构,发现它们大多是内工作面,而不是由Ｋｅｌｖｉｎ－Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ不稳定性所产生的斜激波;发现喷流宽度随到激发源距离的减小仅缓慢减小,对喷流的准直和加速模型提供了限制条件;ＨＨ天体在小尺度上尚有复杂的激发结构。对这些进展进行了评     

BLO 0716＋714的射电至γ射线辐射的喷流模型

射电源BLO0716＋714是一个相当特殊的天体，它在整个电磁波段上（从射电、毫米波、红外、光学、紫外、X射线到γ射线）都发生激烈的变化，本文提出了一个加速喷流模型来解释这种现象。     

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。     

M87光学-射电喷流中节点的等离子体团模型

本文根据M87中射电喷流的观测特性和内部物理条件讨论了光学-射电节点的等离子团模型,假定在膨胀(绝热)耗损,费米型加速和同步辐射耗损三种效应联合作用下,研究了它的频谱的演化。得到费米型加速的加速系数为～10~(-9)秒,以再加速光电子。并且表明,在节点的演化过程中频谱断折频率发生在～5×10~(14)Hz,并随时间变化很慢,这与观测事实相一致。     

耀变体喷流性质研究

利用锥形喷流模型(conical jet model)拟合了55个费米耀变体的准同时性多波段观测数据,并研究了耀变体喷流的物理性质.通过卡方估计来找到模型的最优参数,与收集的其他参数进行统计分析.源的参数统计分析结果如下:(1)模型拟合得到的喷流功率要比利用延展射电光度得到的喷流功率大;(2)多普勒因子δ与磁感应强度B之间没有相关性;(3)喷流功率与吸积盘光度间存在相关性,Blandford-Znajek(BZ)机制能够很好地解释BL Lacs的喷流能量来源却不能解释平谱射电类星体(Flat Spectrum Radio Quasars,FSRQs);(4)喷流功率与黑洞质量之间有显著相关.     

γ射线暴X射线耀发的研究进展

射线暴是宇宙中恒星尺度的最剧烈爆发现象。γ射线暴瞬时辐射结束后,进入余辉辐射阶段。X射线耀发是γ射线暴X射线辐射衰减过程中出现的短时标闪耀现象。X射线耀发的脉冲轮廓具有不对称性,其上升时标小于下降时标。在部分γ射线暴中,X射线耀发的亮度达到瞬时辐射的亮度。X射线耀发的持续时间与峰值时间具有线性关系。X射线耀发的光谱比X射线余辉的光谱硬。早期X射线耀发与晚期X射线耀发相比,其脉冲轮廓较窄,光谱较硬。X射线耀发产生的物理过程类似于γ射线暴瞬时辐射的物理过程。在火球(fireball)模型中,内部壳层之间发生碰撞,产生的内激波加速电子,电子的同步辐射产生X射线耀发。当火球扫过星际介质,外激波加速电子时,电子的同步辐射也可产生X射线耀发。在光球(photospere)模型中,能量耗散发生在光学厚的区域,热辐射的光谱峰值落在X射线能段附近,γ射线暴的喷流在光球半径处会产生X射线耀发。如果γ射线暴喷流由坡印亭能流主导,喷流就会与星际介质相互作用,磁场的不稳定性使磁场发生耗散,产生的能量形成X射线耀发。γ射线暴的喷流具有几何效应。一部分同步辐射可能发生在喷流辐射面的高纬度处。由于曲率效应(curva...     

耀变体的喷流物理研究

<正>活动星系核(AGN)是一类特殊的活动星系,核心存在着猛烈的活动现象和剧烈的物理过程.耀变体(blazar)是活动星系核的一个子类,其具有相对论性喷流且喷流视角很小,因此集束效应较强,观测到的辐射基本都来自于喷流.相对论性喷流物理还很不清楚,如喷流的形成、喷流的准直和喷流的物质成分等.耀变体多波段辐射为喷流主导,为研究喷流物理提供了理想的实验室.本论文第1章介绍了AGN和blazar研究的部分进展.第2章进一步介绍了blazar常用的喷流模型.     

活动星系核射电延展区观测和理论研究

随着探测设备角分辨率和灵敏度的提高,喷流、喷流节点和热斑等活动星系核延展结构在射电、红外、光学、X射线等越来越多的波段被探测到,分辨出其更细致的结构,促进了理论研究热潮的兴起,使该领域成为当今天体物理研究的活跃领域之一。喷流是由活动星系核中心产生的准直等离子体外流,由中心黑洞驱动。至今,对喷流的成分、产生、准直原理和加速机制等基本问题并不清楚。另一方面,对于喷流、喷流节点和热斑等活动星系核延展区的辐射机制,一般认为其射电和光学辐射由相对论电子的同步辐射产生,但X射线的起源就存在着一定的争议。简单概述该领域近年来观测和理论研究进展。     

Blazar喷流节点运动视速度的统计研究

VLBI观测表明,TeV伽马射线Blazar(耀变体)的喷流运动视速度远小于MeV/GeV伽马射线Blazar,然而TeV伽马射线辐射流量的快速变化却要求这些Blazar的相对论喷流速度与MeV/GeV Blazar的相当.对于这一矛盾,目前有多种解释.为了检验这些模型,我们收集了VLBI对Blazar喷流运动的监测数据,样本包括86个FSRQs(平谱射电类星体)、22个BL Lac天体,共108个Blazar;从统计上研究了,该样本中各Blazar最大视速度喷流节点的位置与射电光度相关关系.结果表明,Blazar最大视速度喷流节点的位置与射电光度有较强的相关关系,随着Blazar射电光度的减小,喷流中最大视速度VLBI节点的位置到VLBI核的距离逐渐变小.这意味着,TeV伽马源(低光度Blazar)的喷流减速区距离VLBI核较近,喷流从高能辐射区到VLBI可分辨尺度已经减速,支持减速喷流模型对TeV伽马射线Blazar上述矛盾的解释.     

为什么喷流只见于一部分活动星系？

本文提出，原则上所有活动星系核都能产生喷流，但是星系核心区域介质的渗入可能使得一部分喷流被减速以至于消失。这为喷流只见于一部分活动星系的事实提供了一种可能解释，也可能是建立活动星系核结构统一的模型的一个有意义的步骤。