应用先进技术迎接哈雷彗星1985/6的回归

本文主要综述三个问题:1.国外应用威尔逊山天文台1910年哈雷彗星(简称哈彗)回归所拍摄的多幅照片,怎样加以计算机处理,获得哈彗核的自转轴指向、周期以及核上三处发生喷流的速度和形成彗发等情况;2.近年来哈彗观测研究的进展;3.美、苏、西欧、日本发射六艘宇宙飞船近距探测哈彗以及美国航天飞机观测哈彗的计划。     

Vega飞船对哈雷彗星的电视观测

1984年12月份,苏联发射了两艘飞船——Vega-1和Vega-2,观测哈雷彗星。这两艘飞船都载有电视摄像系统.它们的主要任务是:(1)查明彗核是一个整块,还是由一些碎块组成的;(2)测定彗核的大小、形状和自转参数;(3)估测彗核表面的成份和结构;(4)探查彗核表面物质发射的特征:(5)确定活动区域的位置;以及(6)研究近核区域彗发的形态结构和运动。     

彗核的冰石胶结模型

匈牙利的T.I.Gombost和H.L.F.Houpis根据在哈雷彗星最近一次回归期间Vega和Giotto宇宙飞船取得的观测资料,提出了一种新的彗核模型。他们把这种新模型称为“冰石胶结模型”。这种模型与经典的Whipple冰冻团块模型的主要差别在于,经典模型把彗核看作完全由冰粒和尘粒的混合物构成,对于彗核的不同部分来说,仅仅在混合比例上可能有所不同;而新模型认为,彗核由两类不同的基本物质构成:一类是几乎不含或者完全不含易挥发物质的多孔难熔的砾石,其大小为数十厘米至数百米,成份上类似外小行星带天体和巨行星的外层     

1997年3月4日海尔-波普彗星的小规模分裂

１　引言彗核分裂是彗星的最重要特征之一．至１９８２年止文献记录共观测到２２个彗核分裂,３３个次核［１］．１９８６年哈雷彗星回归时观测到彗核的分裂［２］．１９９６年紫金山天文台２００ｍｍ赤道望远镜和青岛观象台同时观测到百武彗星的分裂［３］．海尔波普彗星从１９９５年８月到１０月曾爆发５次［４］．１９９６年３月至１２月不断有喷流射出,彗核活动日趋剧烈［５］．１９９７年３月４日我们观测到彗核的小规模分裂及喷流特征,３月３日我们观测到海尔波普彗星近核照片上有喷流,这可能是３月４日彗核小块分裂的前奏．３…     

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.     

在1986年3月哈雷彗星可能发生了彗核分裂

从1986年3月16日至4月22日我们在新西兰约翰山天文台对哈雷彗星进行了近核区照相观测.所用望远镜是61cm反光镜(f/14.2),底片比例尺23.″8/mm.底片和滤光片组合分为三种:Kodak IIaO,Kodak2415,2415+RG610.IIaO底片用氮烘烤敏化,2415胶卷用氢烘烤敏化.一共得到96张底片,记录到彗核区很多丰富多彩的活动,在此暂不赘述. 在1986年3月25日晚,透明度很好,宁静度小于1”,当晚共得到10张底片:1(IIaO),2(2415),7(2415+RG610).在所得底片上可看到两个彗核,两核之间的距离(在天空平面投影)大约为5000公里,其中比较暗弱的彗核也有自己的喷流存在.这可能是哈雷     

Hale-Bopp彗星的短期非引力效应与彗核活动

对于Hale-Bopp彗星在1997年2月底到4月初的几次彗核活动中，分析了它的同时期天体测量资料，发现它有活动时的观测位置与由彗星历表计算的位置偏差明显地超过观测误差，也超过彗星质心与光心的偏差。因此，这些结果表明彗核活动的确造成了可观测的短期非引力效应，对几次彗核活动及其相应的非引力效应作了讨论。     

短周期彗星表面水冰升华分布研究

彗星是太阳系遗留的原始星子,研究彗星彗核的演化对理解太阳系其他天体的形成和演化历史具有重要意义.在太阳的辐射作用下,彗星携带的挥发性成分会发生升华,并带动尘埃运动,造成彗核物质的损失.因此,彗核的升华活动对其表面形貌甚至整体形状演化都会产生影响.从IAU (International Astronomical Union) MPC (Minor Planet Center)获取轨道数据,并考虑了彗核的自转以及进动,利用MONET (Mass lossdriven shape evolution model)形状演化模型对短周期彗星做数值模拟,计算得到了短周期彗星1P/Halley、9P/Tempel 1、 19P/Borrelly、 67P/C-G (Churyumov-Gerasimenko)、 81P/Wild 2和103P/Hartley 2在一个轨道周期内的太阳辐射能量以及表面侵蚀深度的分布,结合其动力学参数讨论了自转、进动和公转等特性对其表面水冰升华分布的影响以及造成南北侵蚀差异的可能性.     

S5 2007+777的射电性质研究

S5 2007+777是一个典型的低峰值频率的蝎虎天体,该天体具有kpc尺度的X射线喷流,文献中利用模型估算的方法,得出X射线波段的多普勒因子达到13.0,从而喷流尺度可以达到Mpc量级.在此,搜集了有关S5 2007+777的欧洲甚长基线射电干涉网(European VLBI Network, EVN)高分辨率档案数据、美国甚长基线射电干涉网(Very Long Baseline Array, VLBA) 15 GHz观测数据等,研究了喷流的射电结构、亮温度、自行等方面的性质,发现该源的甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry,VLBI)不同波段的喷流方向一致,但与文献中给出的kpc尺度的X射线喷流和甚大阵(Very Large Array, VLA)射电喷流方向存在一定的差异,说明该源的喷流辐射存在多普勒增亮效应.由VLBI观测得到的亮温度,估算了该源的射电多普勒因子的平均值及中值均为5.0,此值小于文献中X射线波段的多普勒因子,但与文献中利用其他方法得到的射电波段多普勒因子是一致的;另外,对多历元观测数据的拟合发现此源相同波段的各个成分在长历元上没有明显的自行,短历元上的自行甚至是视超光速运动.这可能是由低表面亮度成分中心位置的转移造成的.这同时也验证了之前估算的射电多普勒因子不是很大,小于X射线波段多普勒因子的结论.利用所得到的射电多普勒因子,发现该源具有较大尺度的本征射电喷流,可达到0.5 Mpc,由于这里使用的是均值,因此说明该源也有可能具有接近巨射电星系尺度的喷流.     

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.     

海尔—波普彗星喷流的一次成功检测

上海天文台余山观测站1．56m望远镜于1996年9月23日北京时间19点40分拍摄了海尔-波普彗星的CCD图象。使用的滤光片是R，露光时间为45s。经过偏流（bias）、暗流（dark）以及平场（flat）改正的图象上可以看出彗核附近有5条喷流，但是并不十分清楚（见图1）。这主要是由于喷流叠     

哈雷彗星的彗核分裂

彗核分裂是最重要的彗星性质之一。这是因为,不仅这一性质是支持P.L.Whipple的冰冻团块模型的强有力的证据,而且,对彗核分裂现象的理解亦将为研究彗星本质提供大量的信息。迄今为止,发现有彗核分裂的彗星总数已超过20。至于关于哈雷彗星的彗核分裂,上一次回归(1910年)提供的报告极少。国际天文界对此将信将疑,并无定论。     

第十三届国际天文与天体物理奥林匹克竞赛理论试题(下)

(接上期)10.南→东→北假设地球是一个半径R=6378 km的刚性正球体,表面为平滑的刚体。在地球表面存在一些这样的点,我们从那里出发先向南6378千米,再向东6378千米,再向北6378千米,就会回到出发的位置。找到这些点和路径。计算这些转向点的地理坐标,并画出路径。     

射电噪类星体黑洞的质量和自旋与喷流能量的相关性

喷流的形成与黑洞质量及黑洞自旋之间存在着很大关系.讨论黑洞质量及黑洞自旋与喷流能量的关系对喷流形成及结构的研究有着重要的意义.从文献资料中收集了65个射电类星体源.这些源包含了35个陡谱射电类星体(SSRQs),30个平谱射电类星体(FSRQs).通过样本数据研究黑洞质量及黑洞自旋与喷流能量的相关性.研究结果表明:(1)65个射电类星体的黑洞质量与喷流能量存在明显的相关性,这与Zensus所得出的结论相同;(2)65个射电类星体的黑洞自旋与喷流能量存在相关性.尤其在爱丁顿磁场条件下(B=BEDD),黑洞自旋与喷流能量的相关性最为明显,其相关系数要比黑洞质量与喷流能量的相关系数高;(3)陡谱射电类星体与平谱射电类星体的自旋数据分布存在一定差异;(4)研究结果进一步证明了喷流能量不仅与黑洞质量有关,同时也很可能与黑洞的自旋能量存在关系.黑洞喷流的形成很可能是黑洞质量与黑洞自旋共同作用的结果.这些研究结果与其他方法获得的结果是一致的.     

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.     

费米耀变体喷流功率与多波段光度的相关性研究

耀变体的喷流辐射机制是一个非常重要的问题。从文献中收集了442个耀变体的数据,这些耀变体包括215个平谱射电类星体(Flat Spectrum Radio Quasars, FSRQ)和227个蝎虎天体(BL Lac),通过数据研究了耀变体的喷流功率与多波段光度的相关性。研究结果表明:(1)对于平谱射电类星体,喷流功率与射电波段、光学波段、X射线和γ射线的光度都有强相关性,且光度分布顺序为logL_γ logL_O logL_X logL_R。(2)对于蝎虎天体,喷流功率与射电波段、光学波段和γ射线的光度都有强相关性,但是喷流功率与X射线的光度只有弱相关性;蝎虎天体的光度分布顺序为logL_O logL_γ logL_X logL_R,而且蝎虎天体的各波段光度都小于平谱射电类星体。我们认为这些差异是由于平谱射电类星体与蝎虎天体的内禀属性不同导致的,即吸积模式不同和喷流辐射机制不同等。     

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.     

黑洞吸积率与喷流能量相关性讨论

喷流的形成与黑洞吸积向来密不可分。分析黑洞吸积率与其喷流能量的相关性对研究黑洞内部结构以及喷流形成的具体原因具有重要的意义。从文献资料中收集了24个数据源,这些源包含了13个射电选BLLac天体(RBL)和11个平谱射电类星体(FSRQs)。通过样本数据研究黑洞吸积率与喷流能量以及γ射线流量密度的相关性。研究结果表明:(1)24个活动类星体的吸积率与喷流能量存在明显的相关性,这与Allen等得出的结论相同;(2)射电选BLLac天体与平谱射电类星体的喷流能量分布存在一定差异;(3)射电选BLLac天体的吸积率与γ射线流量密度相关性并不明显,但平谱射电类星体的吸积率与γ射线流量密度之间具有一定的相关性;(4)研究结果进一步证明了喷流能量不仅与黑洞质量有关,同时也很可能与黑洞的吸积存在关系。黑洞喷流的形成很可能是黑洞质量与吸积共同作用的结果。这些研究结果与其他方法获得的结果是一致的。     

从IAU168学术讨论会彗星物理未来发展：1998年5月18—22日,南京

在南京召开的国际天文学联合会第１６８次学术讨论会《空间和时间中的彗核》反映了当前国际丰硕彗星领域取得的生大成果,研究倾向以及未来发展趋势,彗星物理各个领域的很多重要的成果,包括对海尔－波普彗 星的最新研究成果,未来空间彗星探索计划等,都在此次会议上发表。可以说,未来的一,二十年中,慧 物理的最重要的发展将在于空间研究,人类将可直接取得彗星样口在实验室内进行分析和实验它必将有助于弄清发生于彗星内部分     

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.