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Blazar天体的光变特性及演化研究

周曙白  
【摘要】:本文对活动星系核的基本性质及主要特征作了较全面的综述,特别是对blazar天体的光变观测、时标特征、周期分析及blazar研究的若干理论模型进行了较为详细的评述。介绍了活动星系核演化研究的相关进展,并对blazar的演化进行了研究,得到了一些新的结果。 主要的研究工作包括以下内容:(一)blazar天体的短时标光变研究。通过对31个blazar天体的光学观测及光变分析研究,表明短时标光变是blazar天体的一重要观测特性,可测量到数小时内变化0.5星等以上的光变幅度,对部分blazar天体(例如PKS 1510-089),甚至发现了几十分钟内变化1个星等以上的光变。对这样激烈的光变现象,尽管目前的理论解释还不十分完善,但观测结果仍反映了辐射区域的内部结构,给出了中心巨型黑洞存在的强有力的证据;(二)部分blazar天体表现出光变时标为几天至几十天的中等时标的光变,对3C 66A的监测表明,该BL Lac天体具有63±5天的光变周期,与Lainela et al。(1999)的结果一致;(三)blazar天体的长时标光变特征。对多个blazar天体的观测资料的分析,表明长时标光变的周期性很可能具有普遍性,对四年观测的光学激变(OVV)类星体PKS 1510-089资料的详尽分析,证实了理论预言的可能的观测周期,首次对大幅度突然变暗的光变现象进行了重复观测,并提出了双黑洞模型的理论解释,得到的主、次黑洞的质量分别为10~(8.0)M_⊙和10~(6.2)M_⊙,距离为10~(15.81)cm,系统的寿命为10~(6.0)yr;(四)光变时标的结构函数分析及光变周期的多种分析方法的研究。对短时标光变的时间特性分析,总结其结构函数的主要几种特征,即无峰值,单峰值及多峰值结构函数曲线及与之对应的光变特征;结构函数的多样性,反映了短时标光变的不规则性和物理过程的复杂性;对观测数据的周期性分析的J-K方法、功率谱方法、结构函数分析和折叠法的综合使用,更加准确地揭示光变的周期的存在值:(五)blazar的演化的研究。本文首次用Eddington吸积率为参数,通过对39个blazar样本的分析研究,得到了平谱射电类星体(FSRQ)和BL Lac天体的质量分布、质量-内禀光度关系、内禀吸积率-光度关系,二者有相同的质量-内禀光度关系: Bla二rs天体的光变特性及演化研究 fog(吞。/L。)=l .225 fog(州M。)+l .500,揭示了活动星系核从FSRQ到BL Lac天体 的演化序列;结合具有光学和红外观测数据,并导出其质量的射电星系样本,研 究了椭圆星系的一演化序列—从FSRQ至BL LaC天体再到射电星系的演化规律 性,结果支持与PunSly(1996)的定性的理论结果十分吻合,证明了Pun:ly的 猜想。 全文共分为五章,第一章介绍活动星系核的基本性质及其主要特性;第二章 介绍 blazar天体的光变时标、多波段能谱分布和偏振等主要特性;第三章对 blaZar天体研究的理论模型进行综述;第四章讨论对blazar天体的光变观测及 时标研究;第五章介绍blazar天体的演化和所完成的研究工作。 关键词:活动星系核,Blazar天体,光变,观测,统一模型,演化


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