微类星体的多波段时变研究

The emission of a microqusar covers very broad bands of the electromagnetic wave, from radio, infrared, optical, ultraviolet, X-ray to gamma-ray, and varies on different timescales from milliseconds to years. The emission at different frequencies are dominated by different components and different radiative process (for example, the radio emission comes from the synchrotron radiation of jet, the soft X-ray comes from the thermal radiation of accretion disk), and variabilities on different timescales correspond to the different geometric size and/or different physical processes. So the multiwavelength fast variabilities play a more and more important role in understanding the disk-jet coupling and jet physics. The study of X-ray variabilities has been proved to be one of the most powerful tools to study the accretion flow in the vicinity of compact objects. The advent of new instrumentation and technique has made the high time resolution observations of microqusars at lower wavelengths become a reality. This has opened new exciting windows, which provides unprecedented insights on the accretion geometry, coupling between accretion and jet and the physics of the jets. This project mainly depends on the HXMT data analysis, and also includes high time resolution data in radio、optical and ultraviolet. We are going to study the evolution of accretion geometry by using the X-ray variabilities in different energy bands and also constrain the disk-jet coupling and jet physics through analyzing the relations between X-ray variability and radio/optical/ultraviolet variabilities.

微类星体的辐射几乎覆盖全部电磁波能段，从射电、红外、光学、紫外、X射线和伽马射线，而且其辐射在不同时标上都发生变化，从毫秒量级到年量级。不同的物理成分（比如喷流和吸积盘）和辐射机制会主导不同波段的辐射，不同时标的光变可能对应不同几何尺度或者物理过程，显然不同波段的快速光变以及相互之间的关系，在研究吸积和喷流相互作用以及限制喷流物理方面，发挥越来越重要的作用。X射线光变被认为是研究致密星附近吸积流的重要手段，随着新的设备和技术方法的出现，针对微类星体在更长波段的高时间分辨观测也逐渐开始实现。这扇新的观测窗口为我们研究吸积几何，吸积与喷流的相互作用以及喷流物理提供了前所未有的机遇。本项目以HXMT的X射线观测数据为主，结合射电、光学和紫外的高时间分辨观测数据，利用不同能段的X射线快速光变研究吸积流几何的演化，利用射电、光学和紫外的快速光变同X射线快速光变的关系，研究吸积与喷流的相互作用以及喷流物理。

微类星体是一类拥有相对性喷流的黑洞X射线双星。它的宽波段X射线能谱和时变分析是研究黑洞吸积和喷流物理的重要手段。由于慧眼卫星对于明亮的微类星体能够获得高质量的宽能段X射线能谱和时变数据，在本项目中，我们主要依赖慧眼卫星研究微类星体在不同能段的X射线时变的性质。通过慧眼卫星的高统计量观测，我们分别在黑洞大质量和小质量X射线双星中探究低频准周期振荡的起源，其中黑洞小质量X射线双星中的低频准周期振荡产生于康普顿辐射成分，通过照射吸积盘从而产生软X射线信号，而黑洞大质量X射线双星的低频准周期振荡可能和星风吸积模式有关。结合慧眼卫星和地面光学和射电望远镜的长期高频次观测，我们揭示了黑洞附近吸积流的形成和演化过程以及对于驱动喷流的作用。不同波段的时变及相互关系在研究黑洞吸积和喷流物理方面，发挥了越来越重要的作用。因此，我们实施了慧眼卫星和射电望远镜针对微类星体的协同观测，也研究了同时的光学和X射线低频准周期振荡。另外，我们测量了一个光度范围跨越六个量级的大样本黑洞X射线双星的热冕性质，我们的测量结果使得经典的热冕理论受到了严峻的挑战。我们还利用X射线和射电的长期监测数据研究了黑洞迷你爆发的不同能谱态下吸积流和喷流的演化，由于这类事件的稀有性，这个领域还充满了很多谜题。在本项目的资助下，我们也把研究工作拓展到其他和黑洞吸积相关的领域，比如黑洞自旋、变脸活动星系核的演化以及潮汐撕裂事件等，这些工作为未来的研究项目奠定了良好的基础。