耀变体辐射区和光变机制的研究

论文摘要

耀变体是活动星系核（AGXs）中一类喷流与观测者的视线方向很接近的天体,具有快速光变和高偏振等特征。喷流中的辐射主要是非热辐射,低能和高能部分辐射则分别由同步辐射过程和逆康普顿散射过程主导。本文主要研究耀变体喷流中的不同波段的辐射区位置和光变机制。射电观测能直接通过图像对喷流中核区的结构和演化进行监测,光学和伽马波段由于仪器分辨率不够,无法直接获知辐射区位置,所以光学和伽马辐射区需要利用其他手段获取。本文采取的方法是通过不同频率的光变曲线之间的时间延迟,计算两个波段辐射区之间的相对位置,并且估计相关性的置信度水平。伽马、光学和射电波段光变曲线的相关分析发现平谱射电类星体（FSRQ）PKS 1502+106的伽马、光学辐射区距离喷流基底分别为1.38-0.88+1.32pc和1.61-0.88+1.25pc,且置信水平都超过3σ。光学辐射区和伽马射线辐射区都相对15GHz射电核更位于喷流上游。除喷流中辐射区位置的确定,本文还对PKS 1502+1(06的光变机制进行了研究。首先对光学和伽马波段流量是由哪种因素主导进行了判断。PKS 1502+106的光学V波段和伽马波段流量存在强相关,即log E2dN/dE∝（0.78±0.14）logvFv,Pearson系数为0.71。结合解析公式分析可知多普勒因子是造成伽马波段流量变化的主要原因。伽马射线辐射可能来自同步自康普顿过程,也可能来自外康普顿散射。对于光学V波段和偏振数据的相关性,结果为log∏∝（0.45±0.03）log vFv,Pearson系数是0.77,也呈现显著相关。文献给出偏振度的经验公式∏～sin2 θ’,结合PKS 1502+106的非准直喷流信息,我们认为视向角的变化引起多普勒因子的变化,最终导致偏振的变化。PKS 1502十106在耀发态时色指数整体呈现变亮变红趋势,当流量接近最高时有轻微的变亮变蓝趋势。除了多成分模型和激波模型,曲率效应也能解释变亮变红趋势。目标的伽马谱指数随流量增大而减小的现象也能用曲率效应解释。说明喷流中不同位置辐射区的视向夹角是不同的。耀变体不同子类的辐射区位置是认识AGN分类的重要探针。参与耀变体小样本的光学辐射区研究共13个源,数据包括KAIT的光学数据和OVRO的射电数据。由每个目标这两个波段的时间延迟,结合视向速度和红移等信息可得到光学辐射区相对射电辐射区的位置,再根据射电核的位置,可得到光学辐射区相对于喷流基底的位置。结果表明样本中平谱射电类星体的光学辐射区都比射电核更位于喷流上游。我们分别对辐射区位置和红移、黑洞质量进行统计分析。光学辐射区与射电核的相对位置和红移呈强相关,这可能是真实的物理现象,但也可能是选择效应造成的。光学辐射区相对于喷流基底的距离和红移的相关性很弱,这可能由于样本数据太少,或者这两个参量本身没有相关。另外,光学辐射区相对喷流的位置与黑洞质量没有显著相关。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 第二章 数据处理和分析方法
•   2.1 数据处理
•     2.1.1 伽马射线数据处理
•     2.1.2 光学波段IRAF流量定标
•   2.2 分析方法
•     2.2.1 离散相关函数
•     2.2.2 局域化相关函数
•     2.2.3 互相关峰位置的误差估计
•     2.2.4 置信度的估计
•   2.3 理论框架
• 第三章 辐射区位置的确定
•   3.1 PKS 1502+106的辐射区位置的研究
•     3.1.1 PKS 1502+106的概况
•     3.1.2 对LCCF结果的平台问题的分析
•     3.1.3 PKS 1502+106的辐射区的计算
•   3.2 小样本的研究
•     3.2.1 样本的时间延迟和光学辐射区位置
•     3.2.2 统计分析
•     3.2.3 小结
• 第四章 辐射机制
•   4.1 色指数
•   4.2 非热辐射
•     4.2.1 同步辐射
•     4.2.2 逆康普顿散射
•     4.2.3 考虑相对论效应的辐射机制
•     4.2.4 相对论辐射的数值化结果
•   4.3 光变模型
•     4.3.1 喷流几何模型
•     4.3.2 喷流中的激波模型
•     4.3.3 光变机制分析
•   4.4 PKS 1502+106的光变研究
•     4.4.1 光学V波段和伽马射线
•     4.4.2 偏振和V波段
•     4.4.3 色指数和伽马射线谱指数的变化
•     4.4.4 小结
• 第五章 总结和展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阐及答辩情况表

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 邵曦

导师: 姜云国

关键词: 耀变体,辐射区,光变机制

来源: 山东大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 天文学

单位: 山东大学

分类号: P157.6

总页数: 61

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