蝎虎天体的有效谱指数研究(英文)

搜集了一个含20个BLLac天体的样本,计算了样本的射电、X射线及γ射线之间的宽带谱指数(αRX,αRG,αXG),并讨论了这些谱指数之间的相互关系.

蝎虎天体的射电辐射与寄主星系亮度的关系（英文）

选取了52个蝎虎天体,计算了它们的射电光度(包括核光度,延展光度及总光度)和寄主星系的绝对星等。分析各光度与亮度的相关知,其相关系数为0.008<|r|<0.154;当考虑射电谱指数的差异时,发现在不同的谱指数范围里,它们的相关系数为0.014<|r|<0.722。利用伽马射线多普勒因子(ΔT=6 h),计算了本征光度Lcin和Ltin,发现它们与寄主星系绝对星等相关的相关系数分别为0.093与?0.341。

蝎虎天体S5 0716+714的多波段光变

对Swift/UVOT望远镜的观测数据进行处理,得到了蝎虎天体S5 0716+714从2005年到2016年的光学B和V波段历史光变曲线,并计算了其色指数B-V.对该源的光变特性进行研究,结果表明:(1)S5 0716+714光变活动十分剧烈,V和B波段光变有强相关性;(2)S5 0716+714在中等时标上存在BWB(bluer-whenbrighter)和RWB(redder-when-brighter)的颜色变化特性,在长时标范围上没有明显的颜色变化.

3FGL J1959.8-4725:蝎虎天体候选体

依据费米大面积巡天望远镜的第三期活动星系核数据,收集了1 419个耀变体的4个参量:光子谱指数Γph,光变指数VI,射电流量FR和同步峰峰值频率νspeak.耀变体的γ射线谱通常呈现为单一幂律(PL),而在第三期活动星系核样本中,有部分源的γ射线谱呈现为对数正态(称为对数抛物线,LP)形状.通过对LP和PL型γ射线谱的blazars分布的统计分析,我们发现所有的LP型γ射线谱的平谱射电类星体(FSRQ)具有:光子谱指数Γph>1.8,光变指数logVI>1.8,射电流量log FR>1.8,同步峰峰值频率logνspeak<15.然而,一个未知其光学分类的blazars:3FGL J1959.8-4725,具有Γph=1.524、logVI=1.695、log FR=1.377、logνspeak=15.355,与LP型FSRQ的分布不同,因此3FGL J1959.8-4725很可能是一个候选蝎虎天体.

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p_(1)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^(pk)_(syn)和峰值光度logν^(pk)_(syn)L^(pk)_(syn)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电子能量比磁场能量大一个数量级的情况,同时也意味着Mrk 421中的喷流是以粒子为主导;P_(e)>P_(B)的关系进一步表明Mrk 421的喷流是以粒子为主导,P_(B)P_(r)意味着坡印廷通量不能解释辐射功率,P_(r)/P_(e)的范围为0.01~0.51,说明相对论电子能量中的一小部分可能用于观测到的辐射。(5)3C 279和Mrk 421的一些物理参数范围可能比较接近,但这两个源喷流内的物理过程可能是不一样的。

用小波分析方法计算BL Lac天体S5 0716+714的光变周期

介绍了一种用小波分析寻找BL Lac天体S5 0716+714光变周期的方法.收集了BL Lac天体S5 0716+714光学B、V、R、I四个波段较完备的观测数据,获得了10天平均的长期光变曲线.使用此光变曲线数据进行小波分析计算,结果表明小波分析方法能较好地分析和认证BL Lac天体的光变周期值.从小波变换系数实部的等值线图,可以准确证认BL Lac天体S5 0716+714有光变周期波动变化.由B,V,R,I四个波段的小波方差曲线分析发现BL Lac天体S5 0176+714有一个1160天的稳定周期,这个结果与Raiteri等人发现的3.3年周期是一致的.预测在2011年8月将有一次大的爆发.

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11.76 yr.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天体的辐射特性研究

收集了47个Blazar天体的短时标光变资料,估算了中心天体质量和不同波段辐射区域,并对估算结果作了统计分析,发现Blazar天体中心黑洞质量在10~7M_☉到10^(10)M_☉之间,BL Lac天体与平谱射电类星体中心黑洞质量有很大差异,平谱射电类星体中心黑洞质量大于BL Lac天体中心黑洞质量;红外波段和γ射线波段辐射区域大小相似.同时,利用收集到Blazar天体的热光度分析了Blazar天体热光度与短时标光变之间的关系,证实了射电选BL Lac(RBL)天体和平谱射电类星体(FSRQs)的辐射是强成束的,但相对论聚柬效应对X射线选BL Lac(XBL)天体的辐射影响较小.

用周期图谱分析方法计算Blazar天体的光变周期

对适用于等间隔时间序列的周期图谱分析方法进行了研究,用模拟信号进行了检验,证实了它适用于有噪声的时间序列.并把这种方法应用到类星体3C 279、3C 345,BL Lac天体OJ 287、ON 231的光变周期分析中,得到它们的光变周期分别为7.14年、10.00年、11.76年、6.80年.结果表明用周期图谱分析方法得到的结论和其他文献用Jurkevich方法得到的结论一致.获得的周期对进一步研究Blazar天体的物理机制很有帮助.还分析了窗函数的影响,指出它们的优缺点,便于在实际工作中做出正确选择.

Blazar天体的红外偏振和变化研究

利用多波段同时性观测数据,研究了Blazar天体的近红外波段偏振与光学波段偏振的关系,发现两个波段的偏振度和偏振角之间都存在着很强的线性相关性．另外,两个波段的辐射流量也强烈相关．结果表明Blazr天体的近红外辐射主要来自于相对论电子的同步辐射,且与光学波段辐射来自于同一辐射区域．另外,利用2MASS数据还研究了近红外波段3个色指数J-H、H-K和J-K之间的相关性,发现J-H和H-K都与J-K强相关,但J-H与H-K之间没有相关性．最后研究了色指数-星等关系,表明在近红外波段Blazar天体变亮时谱形变平．

BL Lac的光学多普勒因子估算

蝎虎天体(BL Lacertae object,BL Lac)是一类特殊的活动星系核,表现出极端的观测特征,如高光度和偏振、快速光变、超光速运动、射电核主导、极高能辐射等,极端观测特性可能都与喷流效应有关,而表征喷流效应的物理量是多普勒因子(Doppler factor).多普勒因子有助于了解BL Lac的辐射物理和本征特性.基于BL Lac和Fanaroff-Riley typeⅠ/Fanaroff-Riley typeⅡ(G)的统一模型思路,提出BL Lac的本征视星等与红移(哈勃图)的分布应该与FRⅠ/FRⅡ(G)的观测视星等与红移的分布相似,并提出了估算BL Lac的光学多普勒因子的方法.该方法所估算的多普勒因子与前人的光学多普勒因子比较具有很好的相关性,说明该光学波段估算BL Lac多普勒因子的方法是可靠的.

BL Lac天体的γ射线和X射线辐射研究

收集了18个γ射线噪BL Lac天体的X射线流量密度和γ射线流量密度,以及X射线波段(1keV)和γ射线波段(>100 MeV)的平均光谱指数,研究了它们之间的相关性.结果表明:1)X射线流量密度与γ射线流量密度在高态、低态和平均态均有较强的相关性.2)X射线波段和γ射线波段的平均光谱指数之间有较强的负相关性.3)X射线和γ射线波段的平均光谱指数与X射线和γ射线辐射流量密度在高态和平均态时均无显著的相关性.4)γ射线波段的平均光谱指数与X射线辐射流量密度的低态有较强的负相关性.X射线波段的平均光谱指数与γ射线波段的流量密度的低态之间也存在弱相关性.分析结果支持BL Lac天体的X射线和γ射线辐射可能来自同一相对论电子分布的同步辐射和同步自康普顿(SSC)辐射.

利用MUSIC算法分析BL Lac天体S5 0716+714光变周期

将基于多重信号分类的MUSIC谱估计算法引入BL Lac天体光变周期分析中.给出了MUSIC算法的基本原理,利用模拟信号检测了算法的频谱分辨率.从大量文献中收集了BL Lac天体S5 0716+714光学V、R、I 3个波段从1994年到2008年的有效观测数据,用MUSIC算法和平均周期图算法分别计算了它们的光变周期,发现存在两个主要光变周期:一个是(3.33±0.08)yr的周期,另一个是(1.24±0.01)yr的周期.对这两种算法的周期估计性能进行了比较,结果表明,MUSIC谱估计算法对样本长度要求较低,具有良好的分辨特性和抗噪声能力,能提高在样本长度较短情况下光变周期分析的准确性.

BL Lac天体1ES 1959+650的长周期光变研究

根据芬兰Tuorla天文台的光学观测数据,采用功率谱方法、DCF(Discrete Correlation Function)方法和Jurkevich 3种方法,获得BL Lac星系1ES 1959+650的长期光变周期是P=1.4±0.3 yr.假定该周期来源与吸积盘有关,可以得到该源的不稳定性发生的区域是R=9.65R_g(R_g是席瓦西半径).

Mrk 421天体的多波段辐射机制

电子在激波上游通过扩散和对流获得能量,然后漂移到激波下游辐射区经过冷却损失能量并形成电子能量分布,利用上述过程中形成的电子能量分布,基于同步自康普顿模型计算了蝎虎天体Mrk 421的多波段辐射能谱.计算结果表明:(1)由于低能电子冷却时标较长,形成的电子分布的低能部分对辐射能谱没有贡献;(2)选取合理的模型参数,模型计算结果与Mrk 421天体四个不同观测时期的多波段观测结果一致.推测电子分布的高能部分对辐射能谱的贡献和电子能量损失过程中临界能量的改变都可能导致Mrk 421天体的能谱变化.

费米耀变体和射电噪类窄线赛弗特1星系之间的关系

通过分析所收集到的费米耀变体(FSRQs和BL Lacs)和射电噪类窄线赛弗特1星系(RLNLS1s)来研究它们之间的关系.利用射电噪度参数将RLNLS1s分为低射电噪窄线赛弗特1星系(L-RLNLS1s)和高射电噪窄线赛弗特1星系(V-RLNLS1s),结果表明:(1)将logRv作为聚束效应的指标,与BL Lacs和L-RLNLS1s相比较,V-RLNLS1s具有较高的logRv,这说明V-RLNLS1s具有更高的聚束效应;(2)根据FRI和FRII的分界线(logPjet-logMBH),发现V-RLNLS1s和FRSQs大体上与BL Lacs分离,这些结果支持了FSRQs、V-RLNLS1s和FRII射电星系的统一性;(3)V-RLNLS1s遵循费米blazars中的logPjet-logLdisk相关关系,这一结果表明V-RLNLS1s喷流的形成机制与费米blazars相似;(4)大多数L-RLNLS1s、V-RLNLS1s和FSRQs具有logPjet<logLdisk,说明L-RLNLS1s、V-RLNLS1s和FSRQs具有较强的吸积盘.

基于经验模态分解的OJ287光变周期分析

针对传统周期分析方法的不足,应用处理非线性、非平稳信号的经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)方法对Blazar天体OJ 287从1891年到2010年的光学V波段流量进行了多时间尺度分析,获得了10个代表不同时间尺度的本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)分量和1个趋势项.研究结果表明,OJ 287光学V波段流量的主要光变周期是12.34 yr,方差贡献率也以12.34 yr的为最大,证实了OJ287光学V波段具有长光变周期12.34 yr,且平均流量随时间呈递减的趋势.

Mkn501长期光变性质

在R和I波段对Mkn 501进行了测光观测,并结合历史文献得到Mkn 501在近30年间的光学、红外和射电等多个波段的光变曲线;讨论了光变与色指数之间的关系,发现色指数(B—V)与(B—R)之间有强相关,相关系数r=0.73.利用DCF方法分析了多波段光变的相关性,发现B波段与4.8GHz和红外波段的光变存在一定的正相关,利用CLEANest方法对B波段的光变曲线进行频谱分析,结果表明Mkn 501的光变曲线存在2个可能的周期,即(10.06±0.04)年和(21.60±0.17)年.

Fermi耀变体的γ射线多波段辐射与射电辐射的关系

从Fermi 3期源表(3FGL)中选择了一个含935个耀变体(blazar)的样本,包括415个平谱射电源(Flat Spectrum Radio Quasar, FSRQ), 520个蝎虎天体(BL Lac object, BL Lac),其中高同步峰BL Lac (HBL) 233个,中同步峰BL Lac (IBL) 144个,低同步峰BL Lac (LBL) 143个.研究了总样本、FSRQ、BL Lac及其子类HBL、LBL的射电1.4 GHz与γ射线在0.1、0.3、1、3、10 GeV处辐射流量密度的关系.结果显示:所有样本的射电1.4 GHz与5个波段γ射线的辐射流量都有强相关,相关系数在0.48–0.81之间,机会概率均小于10^(-4);对于不同的样本相关系数随着γ射线辐射频率的变化有不同的变化趋势,所有样本在5个波段的相关系数平均值随γ射线频率的增加而减小.该结果暗示,随着频率的升高, blazar的γ射线辐射主导机制在发生变化,在相同频率处,不同类型天体的辐射主导机制存在差异;HBL的γ射线辐射主要由同步自康普顿主导,而LBL的其他成份比HBL的更复杂;FSRQ的γ射线起源较BL Lac的复杂.

费米伽玛射线空间望远镜最初3个月观测Blazar的射电和伽玛射线辐射研究(英文)

以费米伽玛射线空间望远镜运行来最初3个月观测的Blazar为样本,给出了74个(46个平谱射电类星体,28个BL Lac天体)伽玛射线噪Blazar天体的射电(5 GHz)和伽玛射线流量,计算了射电到伽玛射线辐射的有效谱指数αRγ.研究了有效谱指数及射电光度与伽玛射线光度的关系.结果表明:对于射电和伽玛射线光度都有一个相同序列,即:FSRQs、RBLs、XBLs,RBLs似乎为FSRQs和RBLs的中间状态.发现射电和伽玛射线光度强线性相关,相关系数r=0.93,或然概率p<0.000 1.表明伽玛射线辐射和射电辐射有很好地关联,伽玛射线辐射应来自同步自康普顿辐射.我们还发现,在αRγ对νLγ图中,能用直线log(νLγ)=46 erg·s-1较好地将FSRQs和BL Lacs分离.