耀变体中红外日内光变特征研究

光变是耀变体(Blazars)最基本的观测特征之一,其日内光变(Intra-Day Variability,IDV)的产生仍然是一个存在争议的问题。将4LAC-DR2目录与第5期Roma-BZCAT目录相结合,利用ALLWISE项目的数据研究了不同类别耀变体的中红外日内光变的特征。结果显示:(1)低峰频耀变体(Low Synchrotron Peaked Blazars,LSPs)的日内光变相比于中峰频耀变体(Intermediate Synchrotron Peaked Blazars,ISPs)和高峰频耀变体(High Synchrotron Peaked Blazars,HSPs)展现出更大的光变幅度;(2)平谱射电类星体(Flat Spectrum Radio Quasars,FSRQ)的日内光变相比蝎虎座BL型星体(BL Lacertae objects,BL Lacs)也展现出更大的光变幅度,而且两者的颜色变化都有变亮变蓝的趋势;(3)与非费米(Fermi)探测到的耀变体相比,费米卫星探测到的耀变体的日内光变展现出更小的光变幅度。基于上述结果研究认为,观测到的耀变体中红外波段辐射可能来自于~10-4 pc的空间尺度范围,其日内光变的产生可能与喷流内部的物理过程有关,日内光变的光变幅度可能与光谱能量分布(Spectral Energy Distribution,SED)的同步峰存在紧密联系。

耀变体的宽波段谱指数分布及其分类作用

耀变体(Blazar)的光谱能量分布(Spectral Energy Distribution,SED)中显示有两个明显的峰,其中低能峰为同步辐射峰。耀变体同步辐射峰的峰值功率与峰值频率存在反相关关系,因此与光谱能量分布峰值有关的多波段复合光谱指数构建的谱指数平面可以作为耀变体的两个亚类(平谱射电类星体(Flat Spectrum Radio Quasar,FSRQ)和蝎虎座BL型天体(BL Lac))的分类器。通过斯特拉斯堡天文台的数据库为费米4期目录(4FGL-DR3)中的耀变体进行了多波段数据的交叉匹配,得到多波段数据样本。在此基础上发现,耀变体的8个宽波段谱指数(α_(rw1),α_(rw2),α_(rw3),αro,αrγ,α_(w1w2),α_(w1w3)和α_(w3x))分布具有双峰结构,且明显区分耀变体的两个亚类。通过机器学习中的支持向量机(Support Vector Machine,SVM)模型,进一步分析了谱指数平面对耀变体亚类的分类作用,发现大部分谱指数平面分类的准确率在80%以上。

RGD及NLSY1伽马波段的流量分布及RMS-Flux关系研究

研究了Fermi-LAT第4期目录中的射电星系(Radio galaxy,RDG)以及窄线型赛弗特星系1(Narrow-line Seyfert 1,NLSY1)的γ射线流量分布特征及均方根-流量(RMS-Flux)的线性关系。基于这两类活动星系核的γ射线流量数据处理,用高斯函数和对数正态函数对其流量分布进行了拟合。通过K-S检验(Kolmogorov-Smirnov test)、S-W检验(Shapiro-Wilk test)及约化卡方(Reduced χ^(2))发现,射电星系及窄线型赛弗特星系1的分布都更加符合对数正态分布而非高斯分布,这表明其光变可能具有非线性和乘法性质。此外,还分别对这两类源的两种不同分组的均方根-流量关系进行了线性拟合,发现了均方根-流量有极强的线性相关性且斜率都为正。

耀变体PKS 1424-41的多波段光变特性研究

光变是耀变体(Blazar)的重要观测特征。为了研究耀变体的多波段光变特征,收集了Fermi(LAT),中小型口径研究望远镜系统(Small and Moderate Aperture Research Telescope System,SMARTS),SWIFT(XRT)和亚毫米波阵列(Submillimeter Array,SMA)发布的PKS 1424-41在γ波段(0.1~100 GeV)、光学R波段、近红外K波段、X波段和射电波段的流量或星等值。用离散相关函数(Discrete Correlation Function,DCF)对各个波段光变曲线间进行相关性分析,结果表明,γ波段、X波段、光学R波段、近红外K波段和射电波段彼此间存在强相关性,各波段之间存在时间延迟。该结果支持同步辐射模型。利用LSP(Lomb-Scargle Periodogram)方法分析了PKS 1424-41的γ波段在一个爆发时间段(MJD 56100-56500)的光变曲线准周期振荡(Quasi-Periodic Oscillations,QPO),发现它在这个时间段具有~75天和~50天两个准周期振荡,比值为3∶2。喷流自身的螺旋结构及在其中运动的高能等离子体团块的辐射,可能是这类月量级准周期振荡的起源。

TeV耀变体在光学和γ射线波段的相关性研究

多波段相关性分析对研究耀变体(Blazar)的物理模型和辐射机制具有重要意义。为了研究TeV耀变体的物理模型,依据4FGL-DR3目录中78个TeV耀变体的对应体的名称及坐标,对他们的γ射线波段数据和光学波段数据进行了搜索和整理,发现同时具有光学波段和γ射线波段数据的TeV耀变体共56个。利用离散相关函数计算每个耀变体光学和γ射线的相关性,计算结果显示,有20个源表现出弱的γ射线-光学相关性,有30个源表现出强的γ射线-光学相关性,有6个源没有表现出相关性。在表现出强相关性的源中,光学波段和γ射线波段间还表现出不同程度的时间延迟。这些结果支持了TeV耀变体高能光子主要来自轻子模型的同步自康普顿辐射。但是同时还发现不管是光学波段还是γ射线波段,均存在一些“孤峰”,这些“孤峰”可能暗示了低能光子的来源不是唯一的。