HBL天体中X射线和γ射线辐射研究

利用幂律函数关系F_(γ-ray)∝F_(X-ray)^(c/s)研究了HBL天体Mrk 421的X射线和γ射线辐射流量间的相关系数.研究结果表明:(1)对HBL天体而言,X射线和γ射线的辐射机制可以用均匀自康普顿(SSC)模型来解释,即X射线源于同步辐射,同步辐射过程中产生的软光子和高能电子之间发生逆康普顿散射,产生了γ射线;(2)X射线能段范围会影响到幂律关系式中指数c/s的大小.

BL Lac天体GeV-TeV能谱分析

收集了126个BL Lac天体在高能段和甚高能段的观测谱指数,利用数学模型ΔΓ_(obs)=αz+β分析其能谱拐折(甚高能与高能观测谱指数之差),目的是确定河外星系背景光(EBL)吸收是否是导致大红移BL Lac天体能谱拐折的主要原因。统计分析结果为α≠0,β≠0。结果表明,BL Lac天体能谱拐折不仅起源于河外星系背景光吸收,还与其它物理过程有关。

Blazar天体的多普勒因子和聚束效应研究

多普勒因子对研究Blazar天体的聚束效应具有重要意义,但是多普勒因子的确定比较困难,现有的几种估算方法都有很大的近似性。从欧文斯谷射电天文台40米望远镜发布的数据中,筛选出48个Blazar天体样本的射电流量密度数据,计算得到相对应的亮温度并据此估算出其多普勒因子,将其与已有文献中的结果进行了比较分析,发现二者相关性是比较好的。随后,对Blazar天体的两个子类BL Lac和FSRQ的亮温度与多普勒因子进行了对比分析。

Fermi耀变体能谱分布曲率特性研究

收集了172个Fermi耀变体多波段准同时性观测数据,同步辐射成分和逆康普顿(IC)散射成分的多波段能谱通过对数抛物线拟合.研究了Fermi耀变体能谱分布的曲率特性,主要结果如下:平谱射电类星体(FSRQ)和蝎虎座BL型天体(BL Lac)的同步峰值频率和曲率有显著的负相关,但它们的相关关系是不同的.比较观测结果和不同理论模型预测,FSRQ加速机制与分数变换加速增益模型(The model of fluctuation of fractional acceleration gain)一致,而BL Lac则与能量依赖加速概率模型(The model of energydependent acceleration probability)一致;FSRQ同步曲率的平均值大于BL Lac的平均值,暗示了BL Lac的粒子加速效率高于FSRQ的粒子加速效率.这归因于FSRQ在宽线区(BLR)的喷流较强.此外FSRQ和低能峰蝎虎座BL型天体(LBL)具有相似的能谱分布特性.这与先前的研究结果一致;对于FSRQ和BL Lac,没有发现IC峰值频率与其曲率之间存在相关性.

耀变体喷流性质研究

利用锥形喷流模型(conical jet model)拟合了55个费米耀变体的准同时性多波段观测数据,并研究了耀变体喷流的物理性质.通过卡方估计来找到模型的最优参数,与收集的其他参数进行统计分析.源的参数统计分析结果如下:(1)模型拟合得到的喷流功率要比利用延展射电光度得到的喷流功率大;(2)多普勒因子δ与磁感应强度B之间没有相关性;(3)喷流功率与吸积盘光度间存在相关性,Blandford-Znajek(BZ)机制能够很好地解释BL Lacs的喷流能量来源却不能解释平谱射电类星体(Flat Spectrum Radio Quasars,FSRQs);(4)喷流功率与黑洞质量之间有显著相关.

与耀斑双带重合的一对共轭电流带

利用SDO (Solar Dynamics Observatory)/HMI (Helioseismic and Magnetic Imager)观测到的矢量磁图,研究了与活动区AR12673上爆发的一个X9.3级耀斑(2017年9月6日)的相关电流分布和演化.结果显示,在该活动区的磁中性线两边存在一对方向相反的电流密度约为0.4 A/m^2的长电流带,可称其为一对共轭电流带.这对共轭电流带在耀斑发生之前、期间以及之后一直存在;并且观测到,该耀斑的两个亮带的位置几乎刚好与两个电流带重叠,它们的形状也极其相似. 9月6日电流总强度演化曲线表明,电流强度在X9.3级强耀斑爆发期间出现快速增加的现象,这种现象持续了几个小时.这一研究结果有力支持了磁准分界面(Quasi-Separatrix Layer, QSL) 3维重联模型.

与活动区AR11158中的一个X2.2级耀斑相关的视向电流密度的计算

太阳高能活动爆发与活动区内的电流结构有着密切的联系,安培(Ampere)定律j_(z)=1/μ_(0)(▽×B)_(z)是测量活动区内视向电流密度的理论基础。由于实测的矢量磁场中不可避免地存在随机噪声,因此,应用安培定律的不同形式计算的电流密度存在显著的差异。为了比较不同形式计算结果的差异并从中探索一种实用的电流计算方法,基于太阳动力学天文台(Solar Dynamic Observatory,SDO)/日震学与磁场成像仪(Helioseismic and Magnetic Imager,HMI)在2011年2月15日测量的活动区AR11158的矢量磁图,利用安培定律的微分算法和积分算法分别计算了活动区内视向电流密度的分布图。结果显示,微分算法获得的视向电流密度分布图受随机噪声的影响要远比积分算法获得的结果大,电流分布图中的电流结构没有积分算法获得的结果清晰。另外,在扩大积分环路半径的情况下,所计算的电流分布图中的噪声信号快速降低,视向电流分布图中的电流结构更清晰。但是当继续扩大积分环路半径时,在获得清晰电流分布图的同时,部分精细结构也随之失真。该研究结果论证了适当扩大积分环路计算视向电流分布图可以降低计算结果受随机噪声的影响,从而获得清晰真实的视向电流分布图,但是积分路径的半径过大在消除噪声影响的同时会丢失电流分布中的一些精细结构。因此在实际计算电流的过程中,应该利用高分辨率的矢量磁图,选定合适的积分路径,利用安培定律的积分算法来计算活动区的视向电流,从而帮助我们探索耀斑爆发与活动区内电流结构的关系。

Ca波段下黑子本影振荡的统计特征

Hinode望远镜于2014年3月4日在Ca II H(396.85nm)线下观测到了一组连续的黑子演化图像.应用Jurkevich(JK)方法计算出本影中样本点的振荡周期为149.75 s.在选定光强轮廓线的一个合适的平均值作为稳恒背景辐射后,应用统计方法分析了该本影振荡极值的分布.结果显示:谷值成正态分布,而峰值成偏正态分布,这种极值的分布特征表明本影3 min振荡可能是由一种周期约为5 min的行波在本影里面传播时引起的,由行波引起的光强变化可能与行波的位移平方成正比关系,从而导致光强的变化周期为行波周期的一半,结果在光强变化上出现一种3 min的周期.

耀斑爆发期间电流的突然增加

利用太阳动力学天文台(Solar Dynamic Observatory,SDO)/日震磁像仪(Helioseismic and Magnetic Imager,HMI)观测到的矢量磁图,运用安培(Ampere)定律的积分形式计算2014年11月7日活动区AR12205发生X1.6级耀斑期间的垂直电流密度。通过分析光球层上垂直电流密度的时间演化,发现它在耀斑爆发期间突然增加,增加的区域对应于耀斑双带的辐射增强位置。然后将强电流密度轮廓叠加在AIA160 nm波段的观测图像上,发现电流密度的形态和分布与耀斑带有强相互关系。这些观测结果与三维标准耀斑模型的理论预测一致,我们的研究为三维磁准分界层(Quasi-Separatrix Layer,QSL)重联模型提供了有力的观测证据。

费米耀变体喷流功率与多波段光度的相关性研究

耀变体的喷流辐射机制是一个非常重要的问题。从文献中收集了442个耀变体的数据,这些耀变体包括215个平谱射电类星体(Flat Spectrum Radio Quasars,FSRQ)和227个蝎虎天体(BL Lac),通过数据研究了耀变体的喷流功率与多波段光度的相关性。研究结果表明:(1)对于平谱射电类星体,喷流功率与射电波段、光学波段、X射线和γ射线的光度都有强相关性,且光度分布顺序为log Lγ>log L O>log L X>log L R。(2)对于蝎虎天体,喷流功率与射电波段、光学波段和γ射线的光度都有强相关性,但是喷流功率与X射线的光度只有弱相关性;蝎虎天体的光度分布顺序为log L O>log Lγ>log L X>log L R,而且蝎虎天体的各波段光度都小于平谱射电类星体。我们认为这些差异是由于平谱射电类星体与蝎虎天体的内禀属性不同导致的,即吸积模式不同和喷流辐射机制不同等。

一种根据亮度确定耀斑分布的方法

利用SDO/AIA在1700A波段对活动区AR12673在2017年9月6日8∶00-12∶00UT的观测数据得到观测图像,将图像分别增亮3倍、6倍和9倍确定耀斑分布.结果表明,将图像增亮9倍来确定耀斑分布较为可靠.

平谱射电类星体QSO B507+179的光变特性分析

基于Owens Valley Radio Observatory (OVRO) 40米望远镜观测数据库,研究收集了平谱射电类星体QSO B507+179在15 GHz射电波段的数据.其射电光变曲线(约12年)表明QSO B507+179在射电波段流量变化是比较剧烈的.利用历元折叠法和加权小波Z变换(Weight Wavelet Z-transform,WWZ)方法,分析了QSO B507+179天体15 GHz射电波段的光变周期,发现该天体具有2.08±0.11年的光变周期.用DCF方法对多波段流量Fγ与FO、Fγ与FR的相关性进行分析,发现Fγ与FO之间具有很强的相关性,而Fγ与FR之间无相关性.最后利用薄吸积盘理论估算了其中心黑洞质量的下限为M≈4.6×10^8M⊙.