切仑科夫线状辐射与类星体的宽发射线起源探讨

当具有各向同性速度分布的相对论电子穿过稠密气体区,或者轰击稠密气体区的表面时,切仑科夫效应将会产生1种特殊的原子或离子发射线,称做切仑科夫线状发射.这一预言在光学波段已由实验室的实验所证实.研究指出了切仑科夫线状辐射在类星体和赛弗特1星系的宽发射线研究中的重要性,利用此新机制有可能解决类星体研究中的一些重大且长期没有解决的疑惑.例如宽氢线之间存在的反常强度比,特别是反常Lyα/Lyβ强度比的问题.并且进一步估计了相对论电子穿过宇宙气体时所产生的各种效应的能耗的数量级,并对各种能耗进行比较,证实了切仑科夫线状发射机制在类星体和塞弗特1型星系中的有效性.     

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。     

切仑科夫铁Kα和Kβ发射线的强度比和本征红移比的计算及其在活动星系核中的可能应用

当具有各向同性速度分布的相对论电子穿过稠密气体区,或者轰击稠密气体区的表面时,切仑科夫效应将会产生一种特殊的原子或离子发射线,称做切仑科夫线状发射.这一预言在光学波段已由实验室的实验所证实.把线状发射理论推广到X射线波段,给出计算切仑科夫铁Kα和Kβ发射线的强度比和本征红移比的基本公式,列出了不同价次铁线的强度比和本征红移比.这一计算结果在活动星系核中有可能找到潜在的应用.最近观测发现源NGC3783,除存在着6.4 keV的铁Kα发射线,还存在着很强的7.0 keV的铁Kβ发射线,且两者等值宽度之比为EW_(Kα)/EW_(Kβ)≈3.43,这很难用传统的"光电吸收-莹光机制"来解释.切仑科夫线状发射机制可为解决这一困惑提供一条新途径.此外,期待切仑科夫铁Kα和Kβ线的本征红移比也会在以后的观测中能得到检验.假如切仑科夫线状辐射的设想得到观测的进一步支持,则对中央大质量黑洞周围物理环境的传统认识将有大的修改-活动更加剧烈,而且更加高能,其中气体也更加稠密.     

高红移类星体吸收线光谱的研究

作者用英-澳四米望远镜的RGo卡焦摄谱仪及其附属的IPCS系统获得了分辨率为2的四个高红移类星体的光谱,并利用这些光谱讨论了:(Ⅰ)由PKS0805 046和PKS1442 101的L_α/L_β对及L_α/L_γ对的强相关证实了,大量存在于高红移类星体L_α发射短波区的吸收线是氢云吸收的结果;(Ⅱ)吸收线分布和L_α/L_β对相关函数的分析反映了PKS0528-250可能是一个例外,需要进一步的观测来证实这种特殊性;(Ⅲ)由类星体抛射出来的物质的吸收,或与类星体成协的星系团或插入星系的吸收都可造成含有金属线的吸收线红移系统;(Ⅳ)由L_α/L_β对的生长曲线定出的柱密度和弥散速度的随机性,支持了纯Lα的吸收来自大爆炸宇宙早期原始氢云的假说;(Ⅴ)单位红移的氢云密度随红移的分布取决于Z>3的类星体的吸收线资料。     

SDSS J101108+553407吸收线红移大于发射线红移的Lyα吸收系统

对于具有吸收线红移大于发射线红移的吸收体,如果吸收体具有比较大的多普勒速度,吸收体有可能是正在向类星体中心移动.在SDSS J101108 +553407的光谱中认证了3个Lyα吸收体,其吸收线红移均大于发射线红移,吸收线红移分别是:3.3442、3.3496和3.3553,对应的多普勒速度分别是401 km/s、773 km/s和1166 km/s.这3个吸收体的运动情况和起源均不相同:具有最大多普勒红移的一个吸收体,可能起源于类星体物质外流的回落,而另外两个吸收体很可能起源于绕天体中心转动的云团,并且这些云团位于寄主星系中.     

类星体Lyα吸收线密度与其发射线红移的关系

本文利用７２个具有中等分辨率的类星体Ｌｙα线资料，研究了Ｌｙα吸收线数密度Ｎ（Ｚａｂｓ）与类星体发射红移Ｚｅｍ的变化关系，结果表明：对于Ｚｅｍ越大的类星体其全部Ｌｙα吸收线的平均数密度Ｎ（Ｚａｂｓ）也越大，但对于相同的吸收红移值而言，Ｎ（Ｚａｂｓ）在统计意义上与Ｚｅｍ并无关系。本文还将所得结果与其他的有关工作作了比较及讨论。     

类星体Lα森林吸收线密度与发射红移相关性的再考察

继文[1]之后,本文利用15个中—高红移类星体的Lα森林构成统计样本,再度考察了Lα森林吸收线密度N(Z_(abs))与发射红移Z_(em)的相关性。本文的统计样本包含的红移范围比文[1]更大:类星体的发射红移值从1.715到3.750,Lα森林吸收线红移范围从1.501到3.780;统计方法亦与文[1]略有差异。统计结果再度表明,Lα森林吸收线密度N(Z_(abs))明显依赖于类星体自身的发射红移Z_(em),这不仅在于Z_(em)越大的类星体其全部吸收线的平均数密度N(Z_(abs))也越大,更重要的是,对于相同的吸收红移值Z_(abs)而言,N(Z_(abs))在统计意义上明显地随Z_(em)的增大而增大。文末对所得的结果作了讨论。     

类星体吸收线红移的研究

在此工作中,分析了一个类星体样本的吸收线红移和发射线红移之间的关系。结果表明这两类红移之间存在显著的相关。主要结论:a)反常吸收线红移的主要部分是宇宙学红移;b)吸收体相对于类星体的运动是弱的;c)结果表明产生这些反常吸收线红移的吸收体位于类星体寄主星系或者类星体内部并且朝着类星体运动。     

部分遮蔽类星体SDSS J151653.22+190048.2的紫外波段中等宽度发射线起源

类星体SDSS J151653.22+190048.2 (简称J1516+1900)在紫外-光学-近红外波段展现出奇特的光谱性质:其光学Hα、Hβ和近红外的Paα、Paβ等发射线的半高全宽(full width at half maximum intensity, FWHM)均超过5000 km/s,等值宽度接近类星体平均值;而紫外波段光谱的常见发射线Lyβ、OVI、Lyα、NV、Si IV和CIV等,由FWHM1700 km/s的中等宽度成分主导.这种现象很可能是由于紫外发射线的宽线成分经尘埃消光,强度严重削弱,从而使得中等宽度成分凸显出来;在光学和近红外波段,尘埃消光减弱,发射线由宽线成分主导,潜在的中等宽度成分不容易被看到.根据中等宽度成分的线宽和J1516+1900中央超大质量黑洞的质量MBH5.75×108M⊙,在维里化假设下,估计中等宽度发射区到中央黑洞的距离约为1.6 pc.另一方面,利用J1516+1900丰富的观测谱线,结合光致电离模型计算,可以限定J1516+1900的中等宽度发射线区气体密度1012cm-3、电离参数10-0.65.据此估计该发射线区到中心黑洞距离0.016 pc,只有维里化距离的1%.这一矛盾结果预示着中等宽度发射区可能具有较为复杂的物理结构,未来需要观测更多类似J1516+1900的部分遮蔽类星体并进行系统的分类和研究.     

类星体SDSS J2220+0109中特殊吸收线系统的发现与研究

斯隆数字巡天光谱数据中发现,类星体SDSS J2220+0109光谱中同时出现如下极为罕见的吸收线:氢巴尔末线Hα和Hβ,亚稳态He I* λλ3889、3189tt,CaⅡH、K,以及来自FeⅡ*能级的波数分别为7 955 cm~(-1)、13 474 cm~(-1)和13 673 cm~(-1)的众多吸收线.上述吸收线具有相似的速度结构,线宽达1 500 km·s~(-1),相对于发射线表现出蓝移.研究结果表明,这些吸收线很可能来自部分电离区,密度n_E≈10~6cm~(-3),柱密度N_(H I)≈10~(21) cm~(-2),Lyα共振散射对氢原子的激发起重要作用.SDSS J2220+0109斯隆r星等为16.56 mag,是探索活动星系核中特殊吸收线起源的理想实验室.将来的紫外光谱观测可以更加准确决定吸收气体的密度、柱密度、电离参数等物理性质;光学光谱监测有助于限定吸收线的产生机制.此外还发现,SDSS J2220+0109中的FeⅡ发射线显著区别于典型的窄线赛弗特Ⅰ型星系ⅠZw 1,很可能来自低密度气体,进一步研究有助于理解类星体中FeⅡ发射线的起源.     

引力常数变化对地球自转长期变化的影响

探讨和估计了各种引力常数变化理论对地球角速度和日长变化的影响。各种引力常数变化理论包括了引力常数G随时间、空间以及速度变化等几个方面的影响。另外也估计了对地球自转角速度和日长变化产生的效应。其中有些研究对探讨地球自转变化也有启发意义。     

近地小行星轨道演化的研究

本文主要阐述了近年来我们在近地小行星轨道演化研究所获得的一些基本结果,即合理的力学模型和相应的有效算法,并以实际预报算例与有关权威性的结果作了比较,证实这些研究结果确实是可信的。     

表面边界位置对太阳ρ模本征振荡频率的影响

本文研究了表面边界位置对太阳ρ模绝热本征振荡频率的影响。数值计算结果表明，对于ｖ４０００μＨｚ的中低阶ｐ模，表面边界置于温度极小点所引起的本征振荡频率的计算误差随着ｖ和ｌ的增大，表面边界点位置对太阳理论振荡频率的影响增大，色球结构对太阳ｐ模振荡频率的影响已变得不可忽略。     

对钱德勒摆动椭率及长轴方向的检测

证明地球的三轴性对钱德勒摆动椭率的影响只有１．８Ｅ５,,可以被忽略．假定极潮为平衡潮,求出由于海陆分布的影响,将使钱德勒摆动有０．０１３的椭率,主轴方向大约指向东经６°．采用傅里叶反卷积方法对ＳＰＡＣＥ９２和ＢＩＨ的极移资料进行分析,求出逐年的长期极移、周年极移和钱德勒摆动的参数,然后将钱德勒摆动归算到同一历元,证明钱德摆动椭率约为０．０１１,长轴方向约为东经９°,与理论结果十分符合．     

日长变化预报中BP神经网络拓扑结构的选择

日长变化的预报具有重要的科学意义和实际应用价值。非线性的人工神经网络技术中的反向传播模型（BP网络）可用于预报日长变化。BP网络的拓扑结构决定了神经网络解决问题的能力，针对不同的问题需要采用不同的网络结构。该文分析了神经网络的拓扑结构算法，选用最小均方误差法确定网络的拓扑结构，并将此应用于日长变化预报。结果表明，该方法是可靠和有效的。     

银河系运动学参数的确定

利用 2 0 2个太阳附近疏散星团的视向速度和自行观测资料 ,对太阳的运动和银河系的运动学参数进行了研究。其中 ,距离在 0 .5kpc到 2kpc之间的 12 8个疏散星团对平均太阳运动分量的解算结果是 (u0 ,v0 ,w0 ) =(- 13.8± 1.4 ,- 5 .0± 1.6 ,- 11.6± 2 .9)km/s ;Oort常数和银河系径向运动参数的解算结果分别为 (A ,B) =(16 .9± 1.1,- 11.6± 2 .6 )km·s- 1·kpc- 1及 (C ,D) =(2 .5± 1.1,- 2 .1± 0 .9)km·s- 1·kpc- 1。     

关于土卫八运动的轨道解

为了适应星际探测的需求,本文建立了在新的精度要求下土星卫星运动对应的力学模型,具体讨论了土卫八的运动,并针对主要摄动源土卫六的引力作用,建立了轨道变化的分析解,以此表明建立了土卫运动理论该采取的途径和精密定轨宜采用以轨道根数作为状态量的数值定轨方法。     

埃尔塔宁小行星质量的下限估计

埃尔塔宁小行星是一颗２１５ 万年前在南太平洋撞击地球的小行星,它也是目前唯一的深海区与地球碰撞的小行星。根据埃尔塔宁号和Ｐｏｌａｒｓｔｅｒｎ 号海洋调查船在陨击海区勘查的小行星残骸分布密度,我们估计埃尔塔宁小行星质量为２ ．３ ×１０１３ｇ ,对应于它的直径为０ ．２３ 公里。这比Ｋｙｔｅ 等人（１９８８） 估计的质量小了１０ 倍,然而它更接近埃尔塔宁小行星撞击事件的实际情况,可以作为埃尔塔宁小行星质量下限和半径下限更合理的估计值。