HADAR实验对活动星系核伽马射线辐射观测的预期研究

HADAR(High Altitude Detection of Astronomical Radiation)是一个基于大气切伦科夫成像技术的地面望远镜阵列,其采用大口径折射式水透镜系统来收集大气切伦科夫光,以实现对10 GeV—10 TeV能量段的伽马射线和宇宙线的探测.HADAR具有低阈能和大视场的优势,因此可以对天区进行连续扫描和观测,在观测活动星系核(Active Galactic Nuclei,AGN)等银河系外伽马射线源方面具有明显优势.本文研究了HADAR实验对AGN的探测能力.基于费米望远镜(Fermi Large Area Telescope,Fermi-LAT)的AGN源能谱信息,将观测能量外推至甚高能能段,同时加入河外背景光的吸收效应,以计算HADAR对AGN源观测的统计显著性.研究结果显示,HADAR运行一年时间,预计将有31个Fermi-LAT AGN源以高于5倍显著性被观测到,其中大部分为蝎虎状天体类型.

活动星系核中的准周期振荡现象

近年来,在活动星系核的光变曲线中越来越多的准周期振荡现象被发现并报道,而对此类现象的研究很有可能成为一种探索超大质量黑洞物理机制的特殊且有效的手段。首次收集了报道出的准周期振荡事例,并对其分不同波段进行了整理;此外还介绍了不同波段上显著事例的特点并阐明其相关的物理过程。根据所搜集的事例,讨论了它们的整体特点,其中所探测的周期具有很强的观测选择效应,并且至今高可信度的事例不多。目前考虑的准周期振荡的产生机制都与Lense-Thirring效应或双黑洞系统有关。相信在不久的将来,随着各类大型巡天项目的开展,会有大量的活动星系核准周期振荡现象被发现,这将有助于对该现象的深入研究。

活动星系核的喷流

本文首先对由活动星系核中发出的喷流的研究历史和观测特征作了概括介绍。然后着重评述关于喷流的产生(即最初的加速和准直机制)的两类基本模型。辐射压支持的流体厚吸积盘模型已经得到比较多的研究,看来存在一些难以解决的问题。电磁流体吸积盘模型似乎更有吸引力,但还需要大量的工作进一步详细探讨。

一种新的活动星系光谱红移自动测量方法

星系红移的自动测量对进行大样本天文学研究如宇宙学大尺度结构研究具有重要意义。星系一般分为正常星系和活动星系两种,活动星系光谱一般具有较明显的发射线特征。文章提出了一种不用精确提取谱线而快速测量活动星系光谱红移的方法。该方法包括步骤:(1)对待测光谱进行去噪;(2)利用小波变换提取低频成分光谱,并用去噪后光谱减去低频谱得到残差谱;(3)计算残差谱的均方差,并保留大于阈值的波长集合(4)根据标准谱线表计算所有候选红移;(5)利用Parzen窗估计方法计算红移密度最大点,并在邻域内求均值确定最终红移。对模拟数据和SDSS DR7部分实测数据的测试表明,该方法是鲁棒的并且具有较高的红移测量正确率。

活动星系核中黑洞质量与宇宙学红移的研究

收集了209个活动星系核(46个平谱射电类星体,78个BL Lac天体,85个射电星系)样本,估算出爱丁顿吸积率,讨论了黑洞质量、热光度、红移量和爱丁顿吸积率之间的关系,得出了以下结论:(1)活动星系核的一个演化序列为:平谱射电类星体(FSRQ)——BL Lac天体——射电星系(RG)的演化;(2)三类星体的中心黑洞质量、红移量和热光度有较大差异:皆为FSRQ>BL Lac>RG;(3)吸积率与热光度之间的相关性很强,吸积率的变化将导致热光度的变化。

活动星系核的演化与宇宙学红移

通过搜集了457个活动星系核样本,根据活动星系核的演化实质是指宇宙时标上的变化,讨论了红移量与活动星系核演化的关系,最终证明了活动星系核的演化分为两个序列:(1)从类星体到Seyfert星系之间的演化;(2)平谱射电类星体(FSRQ)—BL Lac天体—射电星系(RG)的演化。

活动星系核伽玛辐射流量的计算(英文)

基于伽玛射线辐射的幂律谱规律,讨论了将观测的伽玛辐射积分光子流量转换成γ辐射总流量、E GeV处流量密度、平均流量密度、总光度、平均光度及E GeV处光度的计算方法,并给出了详细计算公式.用得到的公式计算了4个Fermi Blazars的γ辐射流量、光度等参量.如果在其他波段(如:射电、X射线)的辐射也是幂律的,则其流量和光度也可以用类似的方法计算.

活动星系核能谱演化的研究

活动星系核的高能辐射占了它们总辐射的相当大的比例。搜集了活动星系核的样本98个,通过分析谱指数、红移、流量密度来探讨活动星系核能谱演化。

大样本“变脸”活动星系核多频射电巡天观测结果的统计研究

光学波段的“变脸”AGN (changing-look Active Galactic Nucleus, CL AGN)是光谱类型发生变化AGN的统称.近年来,越来越多观测证据表明这类现象与中央超大质量黑洞吸积活动有关.而黑洞吸积率的变化可能会引起喷流的增强或者减弱,进而导致射电波段观测性质的变化.在已发表的文献中,收集了74个光学波段证认的“变脸”AGN、90个“变脸”AGN的候选体.基于这个目前最大并且选源方式多样化的非完备样本,探讨了“变脸”AGN在射电波段的观测性质.从澳大利亚平方公里阵先导设备(Australian Square Kilometre Array (SKA) Pathfinder, ASKAP)和美国甚大阵甚大阵(Very Large Array, VLA)的4大射电巡天观测中,发现了51个“变脸”AGN (含21个候选体)在0.9–3 GHz存在射电波段的对应体,样本的射电探测率约为41%,与一般AGN的射电探测率无显著区别.此外,分析了这些源的射电谱指数,发现在1.4 GHz和3 GHz频段“变脸”AGN相对于一般射电源有较平的射电谱.该统计结果或可解释为“变脸”AGN存在一些较年轻并且在毫角秒尺度上结构致密的射电喷流活动.

活动星系核中同步辐射的研究

目前,人们普遍认为在活动星系核中心区域存在很强的稳定的激波,电子被其加速就会在这个区域发生同步辐射。基于该模型求解电子和光子随时间和洛伦兹因子的变化方程,通过讨论电子及光子的能谱分布以了解活动星系核致密区域的同步辐射过程。

活动星系核水脉泽源的谱能量分布(英文)

收集目前发表的与活动星系核相关的所有水脉泽源,以及它们各个波段(从射电到X射线)的观测资料.在66个这类星系中,有40个源的观测资料较全,得到的谱能量分布图较好,便于进一步分析.它们的谱能量分布形态相似,最强辐射位于远红外波段(峰值出现在-60μm处).对它们的谱能量分布图进行拟合积分,估计得到它们的热光度.热光度范围从1042到1046ergs.s-1,且大多数(26/40)为-1044ergs.s-1,平均值为1044.4±0.1ergs.s-1.对这40个源的子样本,进一步分析其脉泽辐射强度与脉泽寄主星系热光度间的可能的相关.结果显示,虽然弥散比较大,但脉泽辐射随热光度增加趋向于增强.对影响这一相关性的可能因素做进一步讨论.

活动星系核中的射电喷流(英文)

简要介绍了近几年上海天文台活动星系核研究的某些进展。其中包括EGRETAGNs子样本 ,中等BLLacs (IBLs)源和宽吸收线类星体的VLBI观测研究 ,以及关于活动星系核中射电喷流与吸积盘联系的若干统计研究结果。

活动星系和类星体中的喷流(Ⅰ)(英文)

自从人们获得河外射电源的第一个结构图像以来，30多年时间已经过去了。在这段时间的后半期，人们对许多源中的喷流状结构作了大量研究。目前，我们正在分析所获得的有关喷流的第一代结果，这包括高分辨率观测、效植模拟和理论研究等诸方面的成就。在本文中将详细地讨论河外射电源中的喷流。整个题目由两部分组成：第一部分将阐述一些基本概念，即喷流的定义、形式、产生和传播等方面；喷流的不对称性及其统一的解释模式也将在这一部分内讨论。有关喷流的形态和用VLA、MERLIN、VLBI和毫米波／亚毫米波VLBI观测所得到的高分辨率结果，将放在第二部分内阐述。

活动星系核统一模式的统计检验

本文对视超光速源样本的有关数据进行统计分析，检验活动星系核统一模式。给出各类视超光速源的Ｒ（核光度与扩展区光度之比）分布和喷流与视线的平均夹角 。分析源样本的Ｒ、洛伦兹因子ｒ、喷流的投影尺度ｄ和线性尺度ｌ间的关系，发现Ｒ和ｄ之间存在反相关、ｒ和ｌ之间存在相关的特性，这些结果有利于说明活动星系核统一模式的取向效应。

活动星系核喷流与吸积盘辐射的相关性研究

对于稳态的、几何薄光学厚的标准盘,在考虑到喷流存在时吸积物质角动量的损失的情况下,根据黑洞吸积盘系统的能量守恒与角动量守恒,把吸积盘和喷流作为一个整体,推导出了标准薄盘的辐射通量的解析表达式。研究结果表明,存在喷流时吸积盘的辐射通量会明显降低;同时吸积盘的辐射通量F随着黑洞的自转参数a*的增大而明显增大,黑洞自转a*=0.998时的通量值比a*=0时的值高出3个数量级;该结论能很好地被天文观测所拟合。

EGRET活动星系核的VLBI观测研究

ＥＧＲＥＴ空间望远镜已检测到６６颗高置信度的γ射线活动星系核．这些活动星系核都是 射电强的，具有很高的光度，迅速的光学变化，有相当的比例是机超光速源。对γ射线活动 星系核的研究是目前世界上最活跃的前沿课题之一．为了完备ＥＧＲＥＴ活动星系核的射电观 测图像样本，以便进行更可信的统计研究．对一些缺少射电图像观测的ＥＧＲＥＴ活动星系核 进行了多历元的ＶＬＢＩ和ＶＬＡ的观测研究，得到了它们的射电结构图像．

活动星系核中的铁线起源于Cerenkov线状发射的再论证——光薄情况下的模型计算

详细讨论了流行的"反射盘-光电吸收-荧光线"模型在解释活动星系核(AGN)的中、低价铁的Kα线起源时面对观测的困难,进一步指出新认识的谱线发射机制 -Cerenkov线状辐射有可能是产生AGN铁Kα线的主要机制.并论证等离子体中氢对折射率的负影响可以忽略不计.计算了光薄情况下的Cerenkov铁Kα线发射,并与观测做了比较.进一步证实了新机制的合理性,并由此给出黑洞附近物理状态的新图景.

ROSAT巡天X射线选活动星系核的光学证认

获得完备的样本一直是类星体统计分析工作中至关重要的第一步。类星体巡天选择候选体的方法主要有射电波段筛选、色指数筛选、无缝光谱筛选、X射线波段筛选、对红外源或变源进行筛选和零自行的方法。单独运用任一方法都有选择效应,采用多波段方法可以极大地提高样本的完备性。阐述了使用多波段方法选择活动星系核样本的研究现状,提出多波段类星体巡天方法和选源判据,给出ROSAT巡天中F.1002,F.Coma,F.836和F.Leo 4个天区以及空源的15年来X射线选活动星系核的选源和光学新证认的AGN结果,表明多波段类星体巡天方法能有效地提高观测效率。

基于Chandra的活动星系核观测

活动星系核(AGN)是宇宙中最奇特的天体之一。它是真正意义上的全波天体,其中X射线波段的发射功率占到全波段功率的50%左右。AGN的X射线辐射研究涉及天体物理中的最基本问题,例如能量产生、辐射机制和宇宙论等,而Chandra X射线卫星的高分辨率图像和光谱对这一研究有着重要作用。以Chandia卫星的部分观测结果为例,简要介绍了几类不同类型AGN的X射线辐射研究进展: (1)宽吸收线类星体APM 08279+5255(z=3.91)的X射线谱分析,以及高红移类星体的观测概况; (2)Seyfert星系NGC 4151延展X射线发射问题的解决,及NGC 1068 X射线辐射与光学波段的高激发态发射线([OⅢ]λ45007)有很强相关性的发现; (3)6个BL Lac天体样本的X射线环境分析; (4)射电星系X射线喷流的观测等。

中红外选活动星系核中水脉泽辐射的搜寻（英文）

之前的研究显示水超脉泽辐射更倾向位于被物质严重遮掩的活动星系核中,因此,作者选择了一个活动星系核样本,开展水超脉泽的搜寻工作.该样本主要基于它们的中红外辐射特性(谱和颜色特性)而被证认为活动星系核,并由于被严重遮掩而未能在之前的光学观测中被证认.作者申请并获准应用德国Effelsberg 100 m口径望远镜,于2014年1月开展了水超脉泽的搜寻工作.观测结果显示只有几个源的谱存在可能的脉泽辐射,根据观测结果的噪声水平和这些星系的距离,作者估算了每个源的水脉泽辐射光度的上限值,这将对以后更高灵敏度的搜寻工作提供指导.