用WWZ变换分析类星体3C 345的光变周期

介绍了一种全新的基于小波分析原理的处理非等间隔数据的方法:加权小波Z变换(Weighted Wavelet Z-transform,WWZ).收集了类星体3C 345光学B波段100多年来较为完整的观测数据,获得了其长期光变曲线.利用WWZ变换对3C 345 B波段28 yr的光变数据进行分析,通过研究发现3C 345的光变曲线中包含有624～941 d、4.54～5.23 yr和9.59～11.51 yr的周期成分,并分析了它们随时间演化的情况.其中后两个周期成分属于稳定周期,而前一个周期成分波动比较大,可以推测它并不是一个稳定周期.     

基于EMD-AR谱的3C 273光变周期分析

光变是Blazar最显著的观测特征之一,有的光变呈准周期性. Blazar周期光变可能为其中心黑洞和吸积盘等内部物理结构提供重要信息.因此,周期分析对于讨论Blazar的光变有重要意义.结合经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)和自回归(Auto-regressive, AR)模型谱估计方法的优点,提出了一种基于EMD-AR谱的组合光变周期分析新方法.先对观测数据进行EMD分解,得到各阶模态分量,并计算其与原始光变曲线的相关系数,再取相关度高的分量求和后估算AR谱,最后将此功率谱的周期分析方法用于天体的光变数据分析.讨论了EMD-AR谱方法的原理和应用步骤,并用此方法对类星体3C 273在1887—2016年的观测数据进行了分析,得到3C 273的长时标周期分别为:21.23、13.51、11.02、5.51、4.69、3.79、2.76 yr,与文献中常用方法的分析结果有很好的一致性;短时标周期分别为:(30±1)、(15±0.3)、(7.5±0.2)、(10±0.1)、(5±0.6)、(6±0.4)和(3±0.5) min,此结果未见相关...     

OJ 287,0716+714与BL Lacertae的光变分析

OJ 287是存在着剧烈活动的低峰频BL Lac天体,其低频段的能谱与另两个TeV BL Lac天体(0716+714和BL Lacertae)在低频段的能谱很相似,但是切仑科夫望远镜却没能探测到它的TeV射线.利用这3个天体的观测数据,比较它们在22 GHz、37 GHz和B波段的最小光变周期及延迟的异同,进一步寻找没有观测到OJ 287的TeV伽马射线的可能原因.分析结果显示:(1)最小光变周期方面,OJ 287在37 GHz和B波段的周期偏小,在22 GHz,OJ 287与0716+714的结果相当,但与BL Lacertae相比要小很多,OJ 287的周期更短表明其活动性更强,却没有探测到来自OJ 287的TeV伽马射线,这表明OJ 287在TeV波段的辐射与这3个低能波段最小光变周期之间可能没有联系;(2)延迟方面,OJ 287在B波段相对于37 GHz的延迟要长于0716+714,短于BL Lacertae;在37 GHz相对于22 GHz的延迟要短于0716+714,而BL Lacertae在37 GHz相对于22 GHz的时延为负值,表明22 GHz要超前于37 GHz.通过对延迟的比较分析,并没有发现OJ 287与0716+714和BL Lacertae之间存在明显的差异;从能谱来看,很可能是由于OJ 287在TeV波段的能谱较陡造成切仑科夫望远镜没有探测到来自OJ 287的伽马辐射,但TeV能段较陡的能谱对低能段光变的影响目前还不是很清楚.     

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.     

基于自回归方法的Blazar天体3C 279和OJ 287光变周期研究

探索Blazar光变资料中的周期或准周期变化是1个有待深入研究的领域.由于光变资料的复杂性,目前寻找周期的算法还不够完善.文中以现代谱估计为基础,详细论述了自回归(Auto-regressive,AR)模型谱估计方法和最大熵谱估计的基本原理,分析了阶数选择对模型的重要影响,并把这些方法应用到类星体3C 279和BL Lac天体OJ287的光变周期分析中,得到它们的光变周期分别为7.14和11.76yr.通过验证,自回归 模型谱估计方法由于其分辨率高,可以作为1种较好的分析周期的方法.最后指出在应用谱估计分析Blazar天体的光变周期注意事项.     

Blazar天体3C 66A光学波段准周期光变分析

研究了Blazar天体3C 66A光学波段的准周期光变行为.收集了3C 66A光学V波段将近18 yr (2003—2021年)的测光数据,观测数据主要来源是:上海天文台(ShAO)、 AAVSO (The American Association of Variable Star Observers)数据库、Steward天文台.使用了Jurkevich和Lomb-Scargle两种方法分析了光变数据.Jurkevich方法得到了(850±90) d (～2.3 yr)和(1150±140) d (～3.2 yr)的光变周期,而Lomb-Scargle方法在充分考虑了“红噪声”效应之后同样得到了(869±70) d和(1111±90) d的光变周期,它们的置信水平分别为>99%和> 95%.通过与之前的研究结果比较,发现～2.3 yr的光变周期在3C 66A的历史光变数据中是一个稳定的周期,而～3.2 yr的周期则是不稳定的.     

低峰频blazars的射电光变分析

从大量文献资料中收集了6个低峰频blazars(BL Lacertae、0235+164、OQ530、0716+714、3C 345及3C 273)最近30多年来在4.8 GHz、8 GHz、14.5 GHz、22GHz和37 GHz最完备的光变数据.利用离散相关函数法对这6个源的相关性及延迟进行分析,利用结构函数法对6个源的光变曲线的光变周期和光变时标进行分析并对其光变幅度进行比较分析.分析结果显示:在光变幅度方面,0716+714和0235+164在6个blazars中的光变幅度相对较大,3C 345和OQ 530次之,3C 273和BL Lacertae的光变幅度相对较小;多波段的延迟分析显示0235+164在相邻两波段之间都显示高频波段要超前于低频波段的变化趋势,3C 345整体呈现出高频波段滞后于低频波段的变化趋势.其余blazars分析结果显示在部分射电波段之间呈现出高频波段要超前于低频波段的变化趋势,而在其余射电波段之间却呈现出高频波段滞后于低频波段的变化趋势;结构函数法的分析结果显示3C 345的光变时标、拟合斜率及光变周期与其它5个低峰频blazars相比都偏大,这表明3C 345的活动性与其它5个源相比较弱,这表明在3C 345内部可能存在与其它5个低峰频blazars不同的物理过程.     

3C273的光学光变周期

收录了类星体3C273约110年的光学资料，并在此基础上讨论了光变周期性.当用两种不同方法(Jurkevich方法及DCF(离散相关系数)法)分析时，发现光变曲线中存在周期为2.0年、(13.65±0.20)及(22.5±2.0)年的周期性.同时也讨论了这种周期的可能机制.     

类星体3C 446射电光变非线性特性分析

类星体有剧烈、大幅度的光变现象, 光变研究有助于建立与观测相符的理论模型. 这篇文章从密歇根大学射电天文台数据库收集了类星体3C 446射电4.8、8.0和14.5GHz波段的长期观测数据. 传统的线性方法难以分析复杂的光变现象, 文章采用了集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition, EEMD)方法和非线性分析方法相结合, 从混沌动力学特性、分形特性和周期性多角度对类星体光变随时间演化的规律进行了较全面的分析, 并重点对比分析了除去周期成分或混沌成分前后, 光变的周期性和非线性特性是否存在明显区别. 分析结果表明, 类星体3C 446射电波段光变资料由周期成分、趋势成分和混沌成分组成, 光变具有周期性、混沌性和分形特性. 除去混沌成分和趋势成分后的光变周期与原始光变资料的周期完全相同, 而两者的混沌和分形特性有明显不同. 从饱和关联维数来看, 重构动力学系统时, 除去周期成分和趋势成分后的光变资料比原始光变资料需要更多的独立参量, Kolmogorov熵值表明前者信息的损失率比后者大, 系统的混沌程度更高, 系统也更复杂, Hurst值表明后者自相似性和长程相关性比前者略强.     

高红移耀变体4C 38.41光学多波段光变性质

4C 38.41是一颗红移为1.813、可分类为平谱射电类星体的耀变体,使用一台85 cm望远镜在2018年2月22日至26日期间对其进行了光学V和R波段测光观测,得到两个波段的准同时数据.基于这些数据分析了该源在不同光变时标下的光变特性.结果表明:这颗源在观测期间处于较弱的活动状态, V和R波段星等(V, R)总变化均约为0.20等.在天内时标下,其中3晚探测到了该源的天内光变,另有一晚可能存在天内光变.此外,通过色指数和时延分析发现4C 38.41在不同时标下都展现越亮越红行为,与大多数平谱射电类星体类似,但在最后一晚4C 38.41在颜色-星等图上呈现出v字形,即首先展现越亮越红行为,然后转变为越亮越蓝行为,这可能是由该源的辐射在吸积盘主导和喷流主导之间的转换造成的.此外在第2晚探测到了V、R波段之间的时延,这是首次在高红移耀变体中探测到不同光学波段光变之间的时延,可以用随机同步辐射小结构模型来解释.     

类星体3C273的近红外光变性质

收集了类星体3C273的近红外资料,许由此讨论了该天体的光变性质.我们发现3C273的最大红外光变分别为△J=1.0m,△H=0.90m,△K=0.82m,而平均色指数分别为     

The infrared variability of QSO 3C 273

The near-infrared data of the quasar 3C273 are collected from available literature and are used to analyze its variability properties. The largest amplitudes of variations are ΔJ = 1.0, ΔH = 0.9, and ΔK = 0.86. The color indices are J − H = 0.82, J − K = 1.96, and H − K = 1.13. Analysis with the discrete correlation function (DCF) method indicates that the variability between any two infrared bands is correlated without any time lag. The relation between the color index and brightness is also investigated and the result indicates that the spectrum steepens when the source first dims, while it flattens after the source has dimmed to a some extent, suggesting that the emission of 3C 273 at near-IR consists of at least two components. Some discussions are presented.     

Simultaneous X-ray and IR variability in the quasar 3C 273

From a combination of high-quality X-ray observations from the NASA Rossi X-ray Timing Explorer ( RXTE ) and IR observations from the UK Infrared Telescope (UKIRT) we show that the medium-energy X-ray (3–20 keV) and near-IR fluxes in the quasar 3C 273 are highly correlated. It is widely believed that the X-ray emission in quasars like 3C 273 arises from Compton scattering of low-energy seed photons, and our observations provide the first reliable detection of correlated variations in 3C 273 between the X-ray band and any lower energy band. For a realistic electron distribution we demonstrate that it is probable that each decade of the seed-photon distribution from the mm to IR wavebands contributes roughly equally to the medium-energy X-ray flux. However, the expected mm variations are too small to be detected above the noise, probably explaining the lack of success of previous searches for a correlation between X-ray and mm variations. In addition, we show that the IR leads the X-rays by  0.75±0.25 d  . These observations rule out the 'External Compton' emission process for the production of the X-rays.     

Host galaxy contribution to the colours of 'red' quasars

We describe an algorithm that measures self-consistently the relative galaxy contribution in a sample of radio quasars from their optical spectra alone. This is based on a spectral fitting method which uses the size of the characteristic 4000 Å feature of elliptical galaxy spectral energy distributions. We apply this method to the Parkes half-Jansky flat-spectrum sample of Drinkwater et al. to determine whether emission from the host galaxy can significantly contribute to the very red optical to near-infrared colours observed. We find that at around 2σ confidence, most of the reddening in unresolved (mostly quasar-like) sources is unlikely to be the result of contamination by a red stellar component.     

A Periodicity Analysis of the Light Curve of 3C 454.3

We analyzed the radio light curves of 3C 454.3 at frequencies 22 and 37 GHz taken from the database of Metsahovi Radio Observatory, and found evidence of quasi-periodic activity. The light curves show great activity with very complicated non-sinusoidal variations. Two possible periods, a very weak one of 1.57±0.12 yr and a very strong one of 6.15±0.50 yr were consistently identified by two methods, the Jurkevich method and power spectrum estimation. The period of 6.15±0.50 yr is consistent with results previously reported by Ciaramella et al. and Webb et al. Applying the binary black hole model to the central structure we found black hole masses of 1.53×109M⊙and 1.86×108M⊙, and predicted that the next radio outburst is to take place in 2006 March and April.     

Spectral Reversal and Stratification of the Jet in 3C 273

Quasi-simultaneous VLBI observations at 15-86 GHz have shown that in the classical superluminal radio source 3C 273, the spectral index α(Sv∝v^α) has a systematic variation along the jet. For epoch 1995.15, a spectral reversal was observed at core distance -1.5mas, where the superluminal knot C12 Located. Similarly, for epoch 1997.18, two spectral reversals wrer observed at core distances of -1.8 mas and -4.2 mas ,where superluminal knots C11 and C14 were, respectively. These spectral reversals are associated with local maxima of the jet width. We suggest that this phenomenon may be related to a stratification of the jet structure, i.e., its physical parameters (flow velocity, Doppler factor, electron density and energy, magnetic field strength,etc.) are substantially dependent on the distance from the jet axis. These properties may be naturally formed through gasdynamic processes when the jet expands into a lower pressure ambient medium.