Blazar3C 345的MeV/GeV射线辐射机制研究

Blazar3C 345的MeV/GeV射线辐射机制研究

论文摘要

活动星系核自上世纪40年代被发现以来就以其快速光变,高光度,高红移等极端特性成为天体物理最活跃的研究领域之一,与这些特性相关的高效产能、辐射机制、空间分布和极端条件等成为竞相驱逐的研究热点。这些问题的研究将揭示活动星系核的起源、结构和演化等未解之谜。Blazar是活动星系核的一个子类,它是喷流沿视线夹角很小的一类活动星系核,它的一系列独特性质如高光度,快速光变和视超光速运动等都认为起源于相对论喷流,因此对blazar的研究就是对喷流的研究。通过对blazar以及其它射电噪活动星系核的研究将有助于最终解决喷流从黑洞吸积系统提取能量的物理机制。上世纪90年代,康普顿伽玛射线天文台(CGRO)的发射成功为blazar的研究开辟了一个新的研究领域,CGRO在服役期间共探测到了66个高置信度的blazar以及27个可能的blazar,它们的能谱大多呈现双峰结构,对此的解释一般认为低能峰来源于相对论电子的同步辐射,而高能峰可能为同步自康普顿(SSC),也可能是外康普顿(ERC),外康普顿的种子光子可能来源于吸积盘、宽线区、尘埃环等,此外还有可能是强子产生的,目前尚无定论。将于今年8月份升空的另一高能伽玛射线望远镜-GLAST与EGRET相比探测能力有了大大的提高,有可能对blazar喷流的研究获得突破性进展。因此在未来几十年这一领域有着广阔的发展前景。全文共分四章,第一章主要介绍活动星系核的基本性质及其分类,并简单介绍了活动星系核标准模型的发展史以及对标准模型最近的研究情况;第二章主要介绍blazar的几个著名的巡天样本及blazar的相对论喷流模型,以及相对论喷流模型的一些性质;第三章主要介绍了blazar在全波段能谱分布的特征以及在高能波段辐射模型的解释;并对两类特殊的blazar-MeV blazar和GeV blazar作了简要的介绍;第四章是我们近期已经发表的一项研究工作。EGRET源的辐射机制是一个非常值得研究的课题,但是历史上一些研究的非常多的天体(如:3C 345)EGRET却没有探测到它们的伽玛射线辐射,这样通过对这些非EGRET源与EGRET源的比较分析,从侧面也说明了EGRET源辐射机制的特性。我们的工作正是以此为出发点,主要从光变幅度,光学最小光变时标及时间延迟三个方面对3C 345、3C 273和3C 279作了一系列的比较分析,发现3C 345的伽玛辐射能谱可能与3C 273相似,即伽玛辐射的能谱峰在MeV能区,GeV能区的谱较陡,很可能正是此因EGRET在服役期间没有探测到3C 345。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 活动星系核的性质及其分类
  • 1.1 活动星系核的基本特征
  • 1.2 活动星系核的分类
  • 1.2.1 Seyfert星系
  • 1.2.2 射电星系
  • 1.2.3 类星体
  • 1.2.4 BL Lac天体
  • 1.2.5 Blazar
  • 1.2.6 活动星系核的统一模型
  • 1.3 活动星系核的能源机制及标准模型
  • 第二章 Blazar巡天样本及相对论喷流模型
  • 2.1 Blazar巡天样本
  • 2.2 GeV blazar样本
  • 2.2.1 康普顿伽玛天文台简介
  • 2.2.2 GeV blazar样本
  • 2.3 相对论喷流存在的证据
  • 2.3.1 Blazar中的Gamma-Ray具有大幅度短时标光变
  • 12 K'>2.3.2 射电亮温度超过1012K
  • 2.3.3 喷流的节点存在视超光速运动
  • 2.3.4 观测到了非对称的射电喷流
  • 2.4 Blazar的相对论聚束效应
  • 2.4.1 喷流节点的超光速运动
  • 2.4.2 喷流的相对论聚束效应
  • 2.4.3 喷流的多普勒增亮
  • 2.5 Blazar的相对论喷流模型
  • 2.5.1 Blandford-K(o|¨)nigl喷流模型
  • 2.5.2 激波喷流模型
  • 2.5.3 加速喷流模型
  • 2.5.4 减速喷流模型
  • 第三章 Blazar的能谱分布及模型解释
  • 3.1 Blazar的多波段能谱
  • 3.1.1 Blazar多波段能谱的基本特征
  • 3.1.2 Blazar多波段能谱的研究意义
  • 3.2 两类特殊的blazar
  • 3.2.1 GeV blazar
  • 3.2.2 MeV blazar
  • 3.3 Blazar的高能辐射模型
  • 3.3.1 轻子模型
  • 3.3.2 强子模型
  • 第四章 3C 273、3C 279和3C 345光变的比较与分析
  • 4.1 引言
  • 4.2 数据整理及光变分析
  • 4.2.1 数据
  • 4.2.2 光变幅度的比较与分析
  • 4.3 光变时延的比较与分析
  • 4.3.1 时延分析方法-离散相关函数法
  • 4.3.2 3C 345、3C 273和3C 279在8GHz、22GHz、37GHz和B波段的延迟分析
  • 4.4 最小光变时标的比较与分析
  • 4.5 讨论
  • 第五章 结束语
  • 参考文献
  • 发表文章目录
  • 致谢
  • 附录
  • 相关论文文献

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