耀变体VLBI核的光变研究

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耀变体是活动星系核(Active Galactic Nuclei,AGN)的一个重要子类,它由平谱射电类星体(FSRQs)与蝎虎天体(BL Lac objects)组成。光变是耀变体最为显著的特征之一,耀变体在从射电波段到伽玛波段的几乎整个电磁波段都显示了极强的光变。甚长基线干涉测量(VLBI)是天文学中最重要、最有效的研究工具之一,它为活动星系核研究提供了非常高的空间分辨率。利用VLBI技术,耀变体通常能被分解为一个非常致密的核与一条单边喷流。本文重点开展耀变体VLBI核的结构与光变研究。文章的布局如下:第一章简单介绍了活动星系核的分类与统一模型;第二章介绍了VLBI技术原理与数据处理;第三章简要回顾了耀变体的光变研究;第四、第五两章重点对攻读博士学位期间的研究工作作了详细的论述;最后一章对研究工作作了总结与展望。  本文在第四章首先考察了50耀变体核在15GHz波段的长期峰值流量密度与内喷流位置角演化的相关性,重点分析了三个典型的耀变体S50716+714、S41807+698、[HB89]1823+568。统计分析表明大约百分之二十的耀变体核,其峰值流量密度与主轴位置角具有相关性,包括正相关、反相关及延迟相关。基于几何柬效应,我们提出了内喷流模型解释各种相关性。进一步的研究分析表明,对于一个包含78个耀变体的更大的样本,大约四分之一的耀变体核,其峰值流量密度与主轴位置角具有显著的线性相关。  我们也考察了长期的耀变体子类核的峰值流量密度与主轴位置角的变化,研究表明Fermi LAT(Large Area Telescope)证认的伽玛噪耀变体,其核具有更强的光变且内喷流的位置角改变量大于Fermi LAT未证认的伽玛噪耀变体。利用功率谱密度函数法,我们也对59个耀变体的光变曲线进行了周期分析,结果表明这59个耀变体的光变曲线显示了从2.6年到11.1年的可能的光变周期。  第五章探讨了一个典型的耀变体S40917+624的长期的IDV光变与VLBI结构的演化。S40917+624是乌鲁木齐IDV监测项目的目标源之一,从2005年8月到2010年1月,利用南山25米射电望远镜在5GHz波段对该源进行了长达约4.5年的观测,积累了丰富的观测数据。在我们的观测中,类星体0917+624显示了熄灭的抑或有时非常弱的IDV,而在2000年前,该源是最显著的IDV源之一,我们新的观测数据没有显示0917+624强的IDV。结合历史的IDV观测数据,我们考察了0917+624长期的IDV光变,结果表明,从2000年至今,0917+624强的IDV已经熄灭。利用MOJAVE15.3GHz的观测数据,我们考察了类星体0917+624长期的VLBI结构变化。通过高斯模型拟合,我们获得了该源VLBI核与内喷流成分的流量密度及去卷积的角尺寸,分析了VLBI核的流量密度、角尺寸、谱指数、亮温度等性质,同时研究了5GHz与.15GHz之间光变的时间延迟。该射电源许多内喷流成分的出现能够部分消减其IDV,特别是成分C5、C6、C8和C9。2000年之后,类星体0917+624强的IDV的熄灭至今令人困惑且此强的IDV熄灭不能通过VLBI结构变化(角尺度增大)引起的IDV减弱效应来解释,但很可能该源强IDV的消失是由于星际闪烁介质偏离了我们的观测视线引起的。未来多波段IDV及VLBI观测以及其它星际介质的观测将有助于研究引起S40917+624强IDV消失的星际介质的性质。
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