平谱射电类星体3C 454.3的中长周期光变特性研究

耀变体具有明显的、剧烈的大幅度光变,中长时标的光变研究对于揭示耀变体的光变特征和光变机理有重要作用。通过选取平谱射电类星体3C 454.3的光学B, V, R和红外J, K波段2008年6月～2017年7月的原始光变数据,采用功率谱方法研究3C 454.3的中长周期光变特性,得出光变主周期为1.25年,4.57年的周期为1.25年周期的叠加。3C 454.3在光学、红外以及射电波段的光变有一定的关系。研究显示,3C 454.3的红外光度比光学波段更为明亮,红外光变比光学波段更为剧烈。     

平谱射电类星体B30307+380的15GHz射电光变分析

欧文斯谷射电天文台(Owens Valley Radio Observatory, OVRO)的长时间监测数据显示,平谱射电类星体B3 0307+380的15 GHz射电光变曲线中表现出多个爆发过程。基于双指数函数拟合12个爆发过程,得到了每个爆发过程的光变幅度和上升、下降时标,进而估算了亮温度T_b和光变多普勒因子δ_V。多普勒因子范围为(9.12±0.58)～(35.38±3.34),平均值■为18. 65±7. 11 (sd)。这个结果表明,此源的射电辐射存在明显的聚束效应,支持主流的相对论性喷流模型。利用Lomb-Scargle周期图方法和加权小波分析方法,探讨了B3 0307+380是否存在周期性光变,发现存在一个较高置信度( 99%)的约244天的周期,并简要讨论了周期存在的可能原因。     

蝎虎类星体Mrk 421的宽带能谱光变特性分析

搜集了Mrk 421的光变宽带光谱能量分布(Spectral Energy Distributions, SEDs)数据,共有73个态作为研究样本,使用电子能谱为稳态拐折幂律谱的单区轻子模型进行拟合,进而研究Mrk 421在光变时喷流的物理性质。主要结果如下：(1)样本中磁场B和多普勒因子δ之间显著反相关,说明B和δ在汤姆逊(Thomson)区相互依赖。(2)电子谱指数p₁支持Mrk 421光变时的激波解释或磁重联等解释。(3)同步峰值频率logν_syn^pk和峰值光度logν_syn^pkL_syn^pk之间存在正相关关系,意味着Mrk 421在光变时存在反耀变体序列。(4)根据均分参数ε=U_e/U_B(相对论电子能量密度与磁场能量密度的比值),有26%的态电子能量和磁场能量接近均分,63%的态电子能量比磁场能量大一个数量级,11%的态电子能量远大于磁场能量,这说明Mrk 421在光变过程中更可能出现...     

平谱射电类星体3C 454.3中长周期有效谱指数特性研究

耀变体是一种非常活跃的活动星系核,研究它的有效谱指数是认识其内部结构和辐射机制的有效方法。文中数据来源于目前已公布的SMARTS(Small and Medium Aperture Research Telescope System)数据库,共682组具有B, V, R, J和K波段的准同时性的观测数据,用LSP(LombScargle Periodogram)方法研究了其有效谱指数的特性,研究结果表明,3C 454.3光学和红外波段光变之间呈正相关;光学和红外波段光变存在两个主导周期,分别约为1.2年和4.5年;双黑洞结构模型中双黑洞质量比约为2∶1。     

类星体3C345的光变周期特性研究

从大量文献资料中,收集了类星体3C345光学B波段的有效观测数据点共1642个,获得了从1896年至1993年的历史光变曲线．用Jurkevich方法计算分析3C345的光变周期,结果表明3C345的长光变周期为10．1±0．8年（或21．8±1．5年）,预期2002年1月应该为再次爆发期．     

类星体3C273的多波段光变周期分析

从文献中收集了类星体3C273射电、毫米、红外、光学、紫外和高能波段1963年至2006年的观测数据,获得各波段的长期光变曲线。用Jurkevich方法和离散相关函数(Discrete Correlation Function,DCF)方法分别研究了多波段的光变周期。研究结果表明:(1)3C273在所研究波段内的辐射流量都表现出周期性变化的特征;(2)用Jurkevich方法和离散相关函数方法分析得到的多波段变化周期的结果非常一致;(3)3C273在射电和毫米波段可能存在8.0年左右的固有周期成分,在红外、光学和紫外波段可能存在2.0年和11.0年左右的固有周期成分,在高能波段可能存在1.0年左右的固有周期成分。简要探讨了引起3C273各波段周期光变的可能原因,研究结果表明用激波加速模型(shock-in-jet)能较好地解释引起3C273多波段光变的原因。     

类星体光变特性的统计分析

对有光变资料的34个类星体及9个活动星系统计了它们的平均光变速率与红移的关系,发现平均光变速率有随红移增大而减小的趋势,而活动星系的平均光变速率比类星体要大.从宇宙演化的角度来看,类星体的光变随着宇宙时愈演愈烈,最后与活动星系相接.     

3C 273、3C 279与3C 345光变的比较与分析

Blazar 3C 345的红移以及从射电到X射线波段的能谱等方面与伽玛射线源3C 279很相似,但是EGRET却没有探测到来自3C 345的辐射.从光变幅度(8GHz、22GHz,37GHz和B波段),光学最小光变时标和不同波段间的时间延迟3个方面,比较3C 345与伽玛射线源3C 279和3C 273的异同,寻找3C 345没有伽玛射线的可能原因.分析结果显示:光变幅度,在射电波段,3C 345与3C 279的更相似,在光学波段,3C 279、3C 345和3C 273依次递减并观测到了天量级的光变;还发现3C 345的时延要比3C 279长很多,而与3C 273相近.基于3C 345与3C 273的其他观测特征的相似性,如都观测到了大兰包,红外光度相当,那么3C 345的伽玛辐射能谱可能与3C 273相似,伽玛光度也相当.简单计算表明,若3C 273处于3C 345的红移处时,即使处在爆发态EGRET也探测不到3C 273,这可能正是EGRET从未探测到3C 345的原因.     

平谱射电类星体在逆康普顿机制中软光子来源的研究

为了验证逆康普顿机制的主导过程以及主导过程中软光子的起源,通过文献收集了75个平谱射电类星体(Flat-Spectrum Radio Quasar, FSRQ)多波段的(准)同时数据,并利用对数抛物线函数拟合了频谱能量分布,分析同步峰流量与逆康普顿峰之比和多普勒因子的关系,运用自举法(Bootstrapping)计算了样本的种子因子(Seed Factor, SF)分布,用于调查软光子的起源。分析结果如下:(1)在轻子模型框架下,整个样本与子样本log[U_B(νF_ν)_(EC)/U_(ext)(νF_ν)_(syn)]和logδ的显著相关性表明,平谱射电类星体的高能辐射优先由外康普顿过程主导。(2)对于相对低同步峰的峰频种群,观测的种子因子分布与理论上尘埃环(Dust Torus, DT)的种子因子范围相交,表明逆康普顿过程中的软光子很可能由尘埃环主导;而对于相对高同步峰的峰频种群,观测的种子因子超过了宽线区(Broad-Line Region, BLR)或尘埃环种子因子的范围,因此无法确定软光子的来源。     

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.     

射电类星体黑洞质量和射电特性的研究

收集了117个类星体(20个射电宁静类星体和97个射电噪类星体)的红移、热光度、H_β发射线宽度、5 100 A的单色光度、射电噪度.利用反响映射法计算了样本的黑洞质量和爱丁顿比,利用总的5 GHz流量密度计算出射电光度.分析了它们之间的相关性,得到的结论如下:(1)射电宁静类星体的黑洞质量和热光度、射电噪度、射电光度之间具有弱相关性,而射电噪类星体黑洞质量和热光度、射电噪度、射电光度之间具有强相关性;(2)射电宁静类星体热光度和射电光度、5 100 A的单色光度之间具有弱的相关性,而射电噪类星体热光度和射电光度、5 100 A的单色光度之间具有强的相关性;(3)射电宁静和射电噪类星体的黑洞质量、发射线宽度和爱丁顿比分布有差异.基于这些结果得到:射电宁静和射电噪类星体发射线宽度的差异可能是导致它们黑洞质量不同的原因;射电宁静和射电噪类星体本质的不同是由于内秉物理性质的不同造成的;黑洞质量、黑洞自旋、爱丁顿比和寄主星系形态是解释射电噪度起源和双峰状分布的重要参量;射电喷流和盘的吸积率之间具有紧密的关系.     

类星体3C 273的射电流量和偏振度关系

利用UMRAO数据平台,研究了类星体3C273的射电流量密度与偏振度的关系（包括4.8GHz,8GHz和14.5GHz3个频段）,结果发现偏振度与射电流量在3个频段都具有很强的负相关性。这些结果可能表明3C273的射电流量密度和偏振度的变化与聚束效应无关。一般,偏振度与流量密度的强负相关现象可以用喷流成分＋激波成分的双成分模型来解释：在喷流成分与激波成分的偏振角相互垂直并且偏振度基本相同的情况下,激波在喷流中的传播产生了这些偏振度与流量密度的强负相关性。     

射电类星体B3 1637+436A双峰轮廓宽发射线的光变研究

通过对比间隔17yr (静止系12.5yr)的Sloan Digital Sky Survey (SDSS)、Keck LRIS (Low-Resolution Imaging Spectrograph)和Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS)的光学光谱, 对宽线双峰射电类星体B3 1637+436A的吸积盘性质做了初步研究.该类星体的SDSS (2001年5月21日)和Keck LRIS (2003年6月28\lk 日)的连续谱没有明显差异, 而BOSS (2018月6月17日)连续谱在V波段比SDSS暗了约1.2星等.这3条光谱的Hα宽发射线均表现出明显的双峰轮廓. 和连续谱一样, 宽线双峰的发射线轮廓也被认为是来自于吸积盘.通过上述3条光谱的Hα宽线双峰的盘模型拟合发现: BOSS光谱的Hα宽线双峰可以用单个盘模型很好地拟合,谱线发射区距离中心黑洞约900--3000引力半径. 而SDSS和Keck LRIS的Hα双峰轮廓需要用两个盘模型拟合, 对应的吸积盘发射区有两个区域,其中一个发射区(``外盘'')与BOSS类似, 另一个发射区(``内盘'')位于约400--900引力半径范围内, 到中心黑洞的距离显著小于外盘. 结合连续谱的光变特征,推测内盘消失是造成SDSS/Keck LRIS光谱和BOSS光谱在连续谱和发射线轮廓上同时发生光变的主要原因.     

类星体3C279和双类星体0957 561A、B的红移和质量

本文提供一种新方法、以求某天体的引力红移、速度红移和质量,只要事先知道它的红移观测值和偏转角观测值(指的是它的发射线掠过折射天体如太阳所弯曲的角度或者引力透镜中的有关数据)。 所要用的基本公式如下:(一)光线弯曲与光谱频移关系式式中φ为偏转角,GM/c~2R为折射天体无量纲表面引力势,z_(v1)和z_(v2)分别为射线掠过折射天体之前和之后的引力红移。(二)引力红移相加法则 z_v=z_(v1) z_(v2) z_(v1)·z_(v2)。式中Z_r为总的引力红移。(三)引力红移变换式△c/c=z_λ z_v z_λ·z_v。式中△c/c为光速变化率,只要它为已知,则引力红移的两种表示式z_λ和z_v可以相互交换得到。通过这种变换,式(二)可以变成z_λ=z_(λ1) z_(λ2) z_(λ1)·z_(λ2),而形式完全相同.我们叫它为引力红移相加法则是变换不变的。(四)光速变化率。它是根据广义相对论的公式c=c_0(1-2U)(1 2U)~(-1)推得的。式中c_0为真空中光速,c_A、c_C和U_A、U_C分别为场中A、C两点的光速和无量纲引力势。(五)引力红移和速度红移相加法则。Z_λ=z_(λ0) z_λ z_(λ0)·z_λ 式中z_(λ0)为速度红移,Z_λ为红移观测值。我认为波λ和频率v在描述自然规律方面应有同等作用,即通过类似的红移变换,此红移相加法则的形式仍然不变。     

3C 345和3C 273的光变分析

用结构函数法,对两个经典的blazar 3C 273和3C 345的22 GHz、37 GHz和光学波段的数据进行了周期分析.结果显示,3C 273的周期性比较明显,22 GHz经分析存在7.0年和14.7年的周期,37 GHz存在7.2年和14.5年的周期,同时它的光学波段可能存在0.7年和8.7年的周期.3C 345的37 GHz存在比较明显的8.8年的周期,22 GHz和光学波段分别存在不太明显的9.3年和10.2年的周期.     

4C 21.35的γ射线光变特征及其与射电光变的相关性

利用从2008年8月5日到2013年10月23日Fermi-LAT的观测数据,对4C 21.35的100 MeV到300 GeV的γ射线数据进行了分析,总结了1天bin情况下的光变特征,并在3小时bin的基础上详细研究了所选的11个大的爆发,得到了5.4 h的最短光变时标。先用对射电光变曲线减去一个线性增长,再通过相关分析得到100 MeVE300 GeV的γ射线光变领先于15 GHz射电光变351.2_(38.0)~(13.8)d,并用γ射线辐射区对于射电辐射是光学厚对其加以解释,从而在辐射区匀速运动的假设下得到,这样的时延对应着γ射线辐射区到射电光学薄区域的距离为△r≈44.4 pc。通过与VLBA观测得到的15 GHz射电核的半径相比较,得到辐射区向外运动过程中可能存在减速的结论。     

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.     

光学选类星体样本的光变

本文报导光学选类星体样本的光变研究结果。利用ＣＣＤ 测光资料,本文研究中等亮类星体样本的长期光变行为。结果表明,大约４０ ％ 的光学选类星体在１８ 年的研究期间内有光变;变光类星体的光变同光度负相关,即愈亮的类星体的光变愈小;光变同红移也可能存在负相关。     

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.     

类星体长周期光变分析方法的研究

给出了4种分析类星体长周期光变的方法,用一个模拟的周期信号y=sinθ检验这4种分析方法,结果表明:(1)天体光变采样的数据点个数相对少到一定值时,Jurkevich方法、时间补偿离散傅里叶变换分析方法(DCDFT)、离散相关分析方法(DCF)和功率谱密度分析方法(PSD)的分析结果不一样,获取最短的连续数据点后,Jurkevich方法分析结果在4种方法中可能最为精确可靠,且计算方法简捷实用;(2)获得了Jurkevich分析方法的最佳参数,当m=9时分析结果最佳;(3)用m=9时的Jurkevich方法分析了类星体3C 279及3C 454.3的光变周期,得出3C 279的可能光变周期为(2.81±0.54)年,3C 454.3的可能光变周期为457 d。