高能Gamma-ray AGNs的射电观测和研究

【摘要】：在能谱大于100MeV的γ-ray波段上,空间的高能γ-ray实验望远 镜(EGRET)和地面的Whippleγ-ray观测站已经检测到80多个活动星系核。 它们都是射电噪源,属于blazar天体。在γ-ray爆发时,常在低频的射电波段 上检测到爆发。该类源的射电喷流具有视超光速运动的比例甚高。由于所有 的γ-rayAGNs都具有强的射电辐射,所以人们一直在努力研究γ-ray辐射和射 电辐射之间的联系。 VLBI技术是现代天文观测中能获得最高分辨本领的观测手段,利 用VLBI技术对γ-rayAGNs的相对论射电喷流结构、视超光速运动和喷流的 弯曲进行研究,将有助于我们探索该类源的γ-ray和射电辐射的关系。 本文主要致力于进一步完备γ-rayAGNs的射电图像样本,利用VLBI技术 对一些缺少射电图像的高能AGNs进行观测,获得它们的致密结构图像研究它 们的形态结构和辐射特性。 在第1章中,我们简单概述了AGNs的基本特性,并收集了87颗具有高能辐 射的AGNs样本,以进行统计分析。 在第2章,介绍了我们对一个γ-rayAGNs子样本的射电观测。并给出了利 用欧洲VLBI网观测的13颗源的射电图像。其中1604+159和2022?077是首次获 得VLBI图像。观测结果表明这些源在毫角秒尺度上大部分呈现核–喷流结构, 只有两颗源较致密,尚未分解。通过比较两个历元的欧洲VLBI观测结果,我 们检测到三颗AGNs(0827+243,0829+046,1604+159)的视超光速运动,它们的 视横向速度分别为18.5c,6.9c,2.2–3.5c。其中1604+159是首次被证认为视超 光速源。同时我们还研究了该子样本中,喷流从毫角秒到角秒尺度的弯曲情 况。 在第3章,我们介绍对γ-ray类星体0202+149进行多历元多波段的射电 观测。给出了该源在5GHz的MERLIN图像和在1.67,5GHz和15GHz多历元 的VLBI观测结果。在这些研究中,我们发现了该源在亚角秒尺度上有一强核 和准对称双瓣结构。主瓣较强且离核较远。在毫角秒尺度上,我们发现该源的 喷流有明显的弯曲,这可能意味着该源的喷流在一圆锥面上沿螺旋状运动。 从0202+149的亚角秒形态分析,它极象致密对称源(CSO)。通过研究该源的射 电流量变化,喷流的弯曲,以及其视超光速运动,我们判断该源并非致密对称 第ix页 WP=13 摘要 源。 第4章给出类星体DA193四个历元的VLBI观测和模型拟合结果。我们检测 出其喷流自行速度为0.105±0.02masyr?,相应的视横向速度为4.5±0.86c。 计算出的多普勒因子和亮温度确认DA193的辐射靠近视线方向。我们测出的速 度是以前观测给出速度的四倍,这可能有两种原因。其一,该喷流正在加速, 可能是由于弯曲喷流靠近视线的投影效应引起的。其二,是两个不同分量, 来自两次不同的射电爆发。在本章我们也给出了致密对称源(CSO)OQ208的5 GHz和8.4GHz的VLBI观测结果。我们发现它的膨胀速度在减缓,原因可能是 受到周围介质的冲击。同时发现在靠近核的热斑分量在低频波段上受到更多的 自由–自由吸收,我们解释为是靠近核的地方的电子密度更高的缘故。 在第5章研究了γ-rayAGNs的喷流方向从毫角秒尺度到角秒尺度的弯 曲(?PA)。在洪晓瑜等人研究样本的基础上,我们利用本文的观测结果, 扩大了?PA统计的样本源。我们的统计结果支持洪晓瑜等人的结论:γ-ray类 星体具有较小的?PA。而γ-rayBLLac天体的?PA分布在较大的范围内。由 于BLLac天体被认为其喷流很接近视线,大的?PA可能是投影效应造成的。 因此说明较准直的AGNs有利于人们检测到它们的γ-ray辐射。我们同时分析 了VLBI高频(22,43GHz)观测结果,发现γ-rayAGNs在亚毫角秒尺度上喷流弯 曲是很普遍的。