活动星系核的射电和光学IDV观测研究

The IntraDay Variability (IDV) observations and study of active galactic nuclei (AGN) by using the 25m radio telescope and the 1m optical telescope of Xinjiang Astronomical Observatory are planned for this project. We have done the radio IDV observations at 5 GHz for many years, we have found IDV sources in 30% of the flat spectrum radio loud AGN, a part of the sources were dominated by interstellar scintillation (ISS). The IDV caused by ISS is mainly working at the wavelengths of 6cm and longer, in this project we are going to do IDV observations at shorter wavelengths e.g. 1.3cm, to study the IDV which would be intrinsic to the sources, also the short centimeter wavelength IDV observation is rare in the world and worth to develop. In the mean time, we will do simultaneous radio and optical IDV observations with the 25m radio telescope and the 1m optical telescope for a larger sample of AGN, to statistically study whether there is a correlation between the radio and optical IDV in general or not. There are marginal events which showed radio-optical correlation in the past, debate is still there, we need a large sample of radio-optical IDV observations for the statistical correlation study and modelling of radio and optical IDV. With further analysis of the observational data, we will study the variability amplitudes and timescales, and their possible relations to the brightness temperature, Doppler factor, magnetic field, VLBI structure, Eddington luminosity, and central black hole mass of source.

本项目拟利用新疆天文台的25米射电望远镜和1米光学望远镜开展活动星系核的IDV（IntraDay Variability）观测研究。我们在6厘米波段进行了多年的IDV观测研究，发现平谱射电AGN约30%有IDV，有些源的变化是星际闪烁主导的。星际闪烁引起的IDV在6厘米及更长波段影响比较显著，更短波长的IDV则多是射电源内禀的，我们拟进行1.3厘米观测来研究IDV，短厘米波的IDV观测研究在世界上是很少开展的，有很大的发展空间。我们将用1米光学望远镜开展较大样本射电光学同时IDV观测，从统计上来研究射电和光学IDV变化有无相关性。以前只发现了个别的射电光学IDV变化有相关性，射电和光学IDV是否普遍地有相关性争论很大，很需要大样本观测来给理论模型更多的统计数据。我们还将研究变化幅度、时标及其与源的亮温度、Doppler因子、辐射区磁场、VLBI结构、AGN爱丁顿光度及中心黑洞质量的关系。

在2013年对几十个活动星系核多次进行了射电1.3厘米、3.6厘米、6厘米和光学波段的联合观测，结果显示1.3厘米、3.6厘米波段的系统噪声较大，得到高信噪比的IDV结果较少，在1.3厘米波段发现了6个IDV源，探测率约20%， 2014年4月至2016年25米望远镜改造（拆除重建）停止了观测。短厘米波IDV观测需要总结经验提高系统稳定性和校准精度，希望在25米望远镜恢复工作后进一步观测研究。.我们在6厘米波段利用25米望远镜（2014年初）以及在2014-2016年申请德国100米望远镜（申请到5次共计390小时）对几百个活动星系核进行了观测，包括一次大规模的多国联合射电光学观测，取得了很多数据，有的已整理发表，初步分析结果显示射电和光学变化没有显著的相关性，大部分数据还在分析处理和撰写论文之中。射电IDV观测分析得到了类星体1156+295和BL Lac天体0925+504的光变时标周年调制效应，以及类星体0917+624的射电IDV演化和VLBI结构变化无关的结果，说明它们的射电IDV是星际闪烁主导的。研究得到了类星体1156+295射电和光学长期变化的周期性和延时相关性。在本项目经费支持下，进行了活动星系核超大质量双黑洞的研究，例如通过欧洲VLBI网观测发现了星系NGC5252的超大质量双黑洞，被国内外多家网站和媒体报道；研究揭示了活动星系核喷流功率和吸积盘光度的两种相关性以及其中黑洞自旋所起的作用。