微类星体高能辐射的观测研究

微类星体是X射线双星系统中的一类独特分支，它具有恒星级黑洞双星的演化特征，而在射电波段又存在与类星体相似的相对论性喷流现象，因此这类天体不仅是研究吸积过程和激波过程的重要实验室，也是研究质量跨越7个量级的黑洞周围天体物理过程之间相似性的重要环节。本项目利用XMM、RXTE、INTEGRAL、SWIFT等高能天文卫星的长期积累数据及实时观测数据，在0.2keV到10MeV能段对它们进行多波段观测研究，分析演化过程中吸积盘和喷流结构、准周期震荡信号、不同能量段光子的时延等观测特征的变化及其相关。根据观测特征，结合并完善现有理论模型研究这些相关现象背后的基本物理过程。

本课题利用RXTE、Swift、NuSTAR和XMM卫星的观测数据研究了微类星体、脉冲星等致密天体的X射线辐射的时变性质，取得了一批具有国际水平的科研成果，较好地完成了本项目的研究计划和科学目标。我们的主要成果集中在QPO性质与吸积盘结构方面。.我们首次系统地研究了小质量X射线双星LMXB系统准周期震荡（QPO）中心频率和能量之间的相关性。我们发现，黑洞系统中QPO的中心频率随能量呈现了复杂的变化规律，既可以是正相关也可以是反相关或不相关；而中子星系统中的QPO的中心频率随能量的增加而单调下降。这些结果体现了中子星和黑洞系统时变性质的差别，为QPO模型的建立提供了强限制。.亮中子星LMXB中QPO与吸积率之间的关系：对于黑洞LMXB系统，一般认为，QPO频率和吸积率正相关。但我们对中子星暂现源XTE J1701-462在爆发期间吸积率与QPO频率关系的研究表明，处于不同吸积率下的QPO频率并没有明显变化。显示了黑洞和中子星系统中的QPO现象在形成机制上存在的巨大差别。此结果为QPO理论模型的建立提供强的观测限制。.中子星LMXB吸积盘结构：利用致密星热和非热辐射之间的相关性，我们系统地研究了各类亮中子星系统的吸积盘结构，并和BH LMXB进行了比较。结果显示，中子星系统普遍存在热和非热的反相关现象，此结果支持吸积盘可能存在截断以及球形冕的模型。.黑洞C型QPO的X射线辐射与起源。利用NuSTAR对GRS1915+105的观测，我们研究了C型QPO的辐射性质，结果表明C型QPO的变化仅和冕成分相关，而和反射成分无关。此结果支持QPO的Lense-Thirring模型。.B型QPO观测性质的研究。B型QPO是黑洞暂现源中普遍存在的时变现象。由于该类QPO处于特殊的状态，所以对研究暂现源具有特别的意义。我们系统地研究了所有黑洞暂现源B型QPO的时变以及能谱的相关性质。统计结果显示，不同的源的时变性质形成一个演化序列，表明不同的源之间吸积盘结构的变化；并且B型QPO的出现与否可以作为暂现源是否成功爆发的一个标志。我们的结果也显示，软转换态的QPO频率与非热成分的关系可以作为黑洞暂现源的标准烛光，由此可以测定暂现源H1743-322系统的致密天体的质量。.在基金的支持下，我们还研究了黑洞自旋参数的测定，致密天体的W-K关系，Crab脉冲的性质，新类型QPO发现等