Blazars多波段辐射机制研究

基于均匀同步自康普顿模型,用双幂率电子谱分布对Fermi-LAT观测到的有高能辐射的TeV Blazar源Mark 421、3C 273、PKS 2155-304的辐射能谱进行计算,并考虑了河外背景光(EBL)的吸收,对谱形做了修正。计算结果与TeV Blazar源Mark 421、3C 273、PKS 2155-304宁静状态下的多波段准同时性观测结果符合得很好,由此得到TeV Blazar源宁静状态下喷流磁场、多普勒因子,电子数密度等几何参数和物理参数。     

喷流内粒子同步加速辐射数值解研究

同步加速辐射是活动星系核低能辐射的主要辐射机制。研究喷流内粒子的同步加速辐射过程对认识活动星系核内部辐射机制,能谱分布、光变时标等热点问题非常重要。文章研究活动星系核喷流内粒子的同步辐射过程,用数值的方法得到喷流内粒子的同步辐射谱分布情况,用得到的粒子谱分布计算了BL Lac天体PKS 2155-304低能辐射。结果表明,PKS 2155-304低能辐射能用同步辐射很好地解释。     

BL Lac天体PKS2155-304光变特性分析

从文献中收集了BL Lac天体PKS 2155-304在光学R、V和I波段历史光变数据.利用功率谱方法对PKS 2155-304在三个波段的光变曲线进行周期性分析,结果表明PKS 2155-304在光学波段存在约311.8d的光变周期,该结果可以被螺旋喷流模型解释.利用离散相关函数法分析了三个波段间的相关性,结果显示三个波段具有较强的相关性,这表明他们的辐射过程是一致的.     

耀变体1ES 0229+200的GeV强伽玛射线辐射

利用次级伽玛射线辐射模型解释耀变体1ES 0229+200的GeV强伽玛射线辐射.在该模型中,源内初级光子和源外次级光子都对观测到的高能伽玛射线辐射有贡献.假定一个合适的电子能谱和星际磁场(IGMF),获得了耀变体1ES 0229+200的能谱.研究结果表明:GeV强伽玛射线辐射来源于正负电子对(e±)散射宇宙微波背景(CMB)光子产生的次级伽玛射线.     

TeV BL Lac天体同步自康普顿过程的理论分析

观测表明BL Lac天体具有明显的双峰结构,引起双峰结构的主要原因可能是由于喷流中相对论电子的同步自康普顿过程.在理论上对同步自康普顿过程进行分析的同时,通过数值计算方法对典型的BL Lac天体PKS 2155-304进行能谱拟合,讨论BL Lac天体的高能辐射过程.     

脉冲星风云G21.5-0.9的多波段非热辐射

运用含时演化理论模型研究脉冲星风云G21.5-0.9的多波段非热辐射.在这个模型中,考虑2种不同成分的注入电子,低能成分电子和高能成分电子.其中低能成分电子形式为具有幂律谱,而高能成分电子形式为Maxwellian加上一个高能幂律谱.通过理论计算,发现该模型能很好地解释脉冲星风云G21.5-0.9的多波段观测数据,射电到X射线段的辐射主要通过电子同步辐射产生,而伽玛射线主要通过逆康普顿散射产生.     

PKS 0447-439的γ-射线辐射起源

利用单区的轻强子模型,在模型中假设质子和电子稳定的注入辐射区,并用一组自洽的包含了质子同步辐射、光子-光子相互作用、正/负电子对的同步辐射、逆康普顿散射以及同步自吸收的非线性方程描述质子、电子和光子随时间的演化,重建了PKS 0447-439的多波段能谱.计算结果表明,PKS 0447-439的能谱分布可由该模型很好的重建.在本文的模型参数下,γ-射线的辐射几乎全部来自质子的同步辐射,而逆康普顿过程产生的光子几乎可以忽略.     

Blazars光变和喷流效应研究进展

活动星系核是当代天体物理研究中最活跃的领域之一.它们对人们探讨星系的形成和演化、宇宙常数的确定、大尺度结构,甚至宇宙各种背景辐射的起源等方面具有非常重要的意义.耀变体是活动星系核的特殊子类,具有极端的观测性质,包括高光度、高而变化的偏振、大幅度激烈光变、视超光速运动和高能伽玛射线辐射.文章将主要介绍光变和喷流效应的研究进展.密集采样捕捉到很短时标,如OJ 287,3C 273,0716+714在光学波段都获得历史最短的光变时标,200 s的快速光变短时标光变发现在PKS 2155-304的Te V波段,而光变周期的分析,多方法加去除伪周期使得结果更加可靠.光变时标在伽玛波段的Doppler因子估算方面取得进展.     

费米耀变体源多波段辐射流量的相关性分析

利用收集的195个高置信度费米耀变体源（116个FSRQs和79个BL Lac天体）平均态的多波段辐射流量数据,研究了射电、红外、光学、X射线和伽玛射线辐射流量（FR、FIR、FO、FX、Fγ）之间可能存在的相关性,发现伽玛射线与红外K波段和射电5GHz流量之间存在较好的正相关性,据此推测伽玛射线可能是由多种不同的辐射机制产生。     

Mrk 421天体的多波段辐射机制

电子在激波上游通过扩散和对流获得能量,然后漂移到激波下游辐射区经过冷却损失能量并形成电子能量分布,利用上述过程中形成的电子能量分布,基于同步自康普顿模型计算了蝎虎天体Mrk 421的多波段辐射能谱.计算结果表明:(1)由于低能电子冷却时标较长,形成的电子分布的低能部分对辐射能谱没有贡献;(2)选取合理的模型参数,模型计算结果与Mrk 421天体四个不同观测时期的多波段观测结果一致.推测电子分布的高能部分对辐射能谱的贡献和电子能量损失过程中临界能量的改变都可能导致Mrk 421天体的能谱变化.     

BLLac天体PKS2155-304的光变周期分析

从文献中收集了BLLac天体PKS2155-304在光学R波段从2004年至2011年共6310个观测数据点,获得了天体光学R波段的变化曲线。用Jurkevich方法分析了PKS2155-304在光学R波段的变化周期,发现PKS2155-304在光学R波段存在约314d（0．86a）的中短时标光变周期,用双黑洞系统的轨道驱动引起喷流的非弹道螺旋运动模型解释了天体存在的中短时标光变现象。     

耀变体高能辐射的红移限制

耀变体甚高能（E100GeV）辐射能谱由于TeV伽玛光子与河外星系背景光光子之间的相互作用而比Fermi-LAT所观测到的伽玛射线能谱更软。基于同步自康普顿模型和河外星系背景光模型,利用高能辐射探测器在GeV和TeV能段对耀变体源3C66A的观测结果,对其红移进行限制。     

蟹状星云中γ射线的辐射机制

根据蟹状星云中γ射线的观测数据拟合谱,对γ射线的辐射机制进行了分析,通过同步加速吸收的加速机制使电子得到产生γ射线的能量,定性确定了辐射γ射线的电子能量的上限,由观测谱推断高能γ射线是逆康普顿散射机制产生的,并由此确定了不同能量段的γ射线发自星云不同的区域。     

耀变体PKS 2155-304的光学波段光变特性

使用Swift卫星UVOT望远镜的观测数据,得到耀变体PKS 2155-304从2005年11月17日到2017年9月8日的光学U、B波段的光变曲线.应用Jurkevich方法对光变曲线进行周期特性分析,结果表明:PKS 2155-304在光学U波段可能具有237d的准周期性光变,B波段光变可能具有242d的准周期,该结果得到DCF方法的验证.通过DCF方法还发现光学U、B波段的光变具有强相关性,且无显著的时间延迟.     

TeV噪BlazarPKS2155-304中心双黑洞系统（英文）

PKS2155-304是一个典型的TeV源,在全波段都观测到光变.文章利用GeVγ辐射和X辐射观测资料确定GeVγ辐射的基本参量以及相关黑洞质量,利用光学光变周期分析中心双黑洞系统的结构参量,并利用TeV的光变时标确定TeV辐射的区域大小以及离中心的距离.从分析得到如下结论：①在中心有一个双黑洞系统,大黑洞的质量是80.8×107太阳质量,而次黑洞的质量为（3.35-5.20）×107太阳质量.该双黑洞系统的半轴和为（3.67-5.15）×1016cm.②GeVγ辐射的参量与因子来自于离中心黑洞（次黑洞）18～20斯瓦西半径处.GeVγ辐射的Doppler因子为0.31～0.45,视角为8.5°～9.4°.这里的两个值分别对应于不同的系数λ.③TeVγ辐射来自于距中心2.5～2.8斯瓦西半径处.     

毫秒脉冲星的高能辐射

 根据自恰毫秒脉冲星磁层外隙模型讨论毫秒脉冲星的高能辐射机制.其中X射线由2个热成分和1个幂律成分组成,γ射线由外隙粒子同步-曲率辐射产生.在此基础上,理论计算了11颗X射线波段及其他39颗在射电波段观测到的毫秒脉冲星,所得理论与观测符合较好,表明该模型能较好地解释毫秒脉冲星的高能辐射机制.     

活动星系核伽玛辐射流量的计算（英文）

基于伽玛射线辐射的幂律谱规律,讨论了将观测的伽玛辐射积分光子流量转换成γ辐射总流量、E GeV处流量密度、平均流量密度、总光度、平均光度及E GeV处光度的计算方法,并给出了详细计算公式.用得到的公式计算了4个Fermi Blazars的γ辐射流量、光度等参量.如果在其他波段（如：射电、X射线）的辐射也是幂律的,则其流量和光度也可以用类似的方法计算.     

高能γ射线与物质作用中的三电子产生

应用量子电动力学理论以及实验室参考系与质心参考系的变换方法,探讨了高能γ射线与物质的相互作用过程:三电子产生.通过对三电子产生的阈能、截面及次级γ射线辐射的探讨和分析发现:三电子的产生阈能为2.04MeV,产生截面随入射光子能量增加而急剧增加,但随原子核序数的增大而减小.     

一种对伽玛暴瞬时谱的新解释

研究了幂律分布电子的同步曲率辐射在伽玛暴（gamma-ray burst,GRB）的物理条件下的表现,并用同步曲率辐射机制代替同步辐射来解释伽玛暴的瞬时谱,尤其是那些出现拐点和高能过剩的谱,还拟合了几个实际的有拐点和高能过剩的伽玛射线暴的瞬时谱.从中可以看出,同步曲率辐射机制对整个瞬时谱能够做出统一和合理的解释.在对高能过剩部分的解释中,同步曲率辐射机制不需再人为引入任何其他机制,因此可调参数少.此外,该机制还能对发射区磁场给出更加详细的描述,尤其是对磁场的曲率半径有了严格的约束,因此对磁场的形成机制给出严格的限制,支持了磁场产生于激波的理论模型.将来对更高能部分的更精细的观测将能够对我们的模型进行进一步检验.最后用同步曲率辐射对GRB 941017的谱的瞬时谱部分的演化进行了拟合和讨论.     

暗物质粒子探测卫星及邻近的电子宇宙射线源

在中国科学院空间科学战略性先导科技专项的支持下,紫金山天文台等单位正在建造"暗物质粒子探测卫星"(DAMPE),预期将于2015年底发射升空.暗物质粒子探测卫星是一个高能伽玛射线、宇宙线探测器,有望在1-10 TeV的电子宇宙射线能谱测量以及GeV-TeV伽玛射线线谱搜寻方面取得重要进展.在本文中,我们扼要介绍暗物质粒子探测卫星探测器的主要组成及功能,并介绍紫金山天文台的科学组在邻近电子宇宙射线源方面的研究进展.