关于Fermi Blazar源喷流物理过程的偏振观测研究

Fermi Blazar jets are almost active from radio to gamma-ray with extremely relativisitc apparent motion and collimated structure on a scale of over mega-parsecs, yet their intrisic physical process has yet to be unambiguously identified. These extremely astronomic phenomena are fundamentally involved in the magnetic fields surrounding the jets which, at present, can only be directly investigated through polarimetric observations at radio and optical wavebands. By using multi-waveband polarimetric VLBI observations on those Fermi blazar objects with resolvable transervse polarized jet structure to obtain the magnetic geometry, transverse polarization level and Faraday rotation measure gradient across the jet, and with high frequency polarimetric VLBI observations, moinitoring the radio core EVPA variation and newly emerging component movement in those objects of long term EVPA changes on VLBI scale plus the radio, optical polarized data, the proposed project aims at analyzing the origin of magnetic fields, particle's acceleration process and the jet environments. At the same time, based on multi-waveband polarimetric VLBI observations to investigate the changes of rotation measure arising from the ambient media down the jet, contraints can be obtained on the external gas pressure gradient down the jet and the surrounding plasma distribution. Moreover, the proposed project will explore the correlations between radio and gamma-ray emission, which will provide constraints on locating gamma-ray emission region in the jet and the roles of magnetic fields on energetic particle's acceleration.

AGN 喷流具有极端相对论性视运动速度、长达MPC尺度准直结构及几乎覆盖整个电磁频谱的辐射特性，而其内在物理过程仍有待进一步明确。这些极端天文现象几乎都与磁场有关，目前偏振观测是唯一能够直接得到喷流磁场信息的有效工具。本项目拟利用多频VLBI 偏振观测对可得到横向偏振结构的FERMI BLAZAR源进行磁场位形、横向偏振度和法拉第旋转（RM）梯度分析，对VLBI 尺度上显示EVPA 长期变化的目标源射电核EVPA 以及新爆发成份进行高频VLBI偏振监测， 并结合单天线射电、光学偏振数据用以分析磁场起源、粒子加速过程以及喷流周边环境； 同时根据多频偏振观测察看由喷流外部介质引起的RM沿着喷流方向的变化，对喷流周外气体压沿着喷流方向变化及喷流周围介质提供约束；通过研究射电流量及偏振和GAMMA辐射相关关系，对GAMMA波段辐射区域、磁场位形和起源及其在粒子加速过程所起的作用提供约束。

AGN喷流具有极端相对论性视运动速度、长达MPC尺度准直结构及几乎覆盖整个电磁频谱的辐射特性，而其内在物理过程仍有待进一步明确。BLAZAR天体是活动星系核中最活跃的子类，而射电噪窄线Seyfert1星系兼具BLAZAR天体和GPS源的特征，GPS/CSS源则多呈现双边喷流特性，这三类源的喷流视角涵盖了0到90度的整个范围，多普勒效应由很强到基本不存在；OHM观测则能够对喷流演化及与吸积盘关系提供约束；这些源的吸积率包含了超爱丁顿到ADAF吸积的整个范围，VLBI观测能够提供目标源最高分辨率图像，结合其他波段的观测和理论模型，能够对喷流物理过程以及能源机制提供有效的约束。..我们申请了14次VLBA观测，已获得9次共146个小时VLBA观测，还申请了韩国KVA和东亚VLBI阵的观测，一部分结果已经成文发表，一部分在成文过程中，大部分数据正在处理。..窄线Seyfert1星系的部分VLBA观测结果显示为核喷流结构、非热辐射及较弱的多普勒增亮效应，喷流内的偏振度明显高于核的偏振度，喷流内的偏振结构显示显著的非对称性，表明喷流沿着偏振度高的方向有比较明显的整体运动、与喷流周围的介质存在较强的相互作用；GPS/CSS源是强射电源，43GHz观测结果显示在低分辨率下的点状或核喷流结构在高分辨率下均显示双边喷流特性，偏振度与低频没有显著的差别，结果有利于比较年轻天体解释；3C66A的多频VLBA观测显示复杂的喷流运动特征，同时存在向内和显外运动的喷流成分。..理论模拟了喷流中螺旋磁场及Faraday旋转RM在喷流上的横向分布，并用3C273进行了定性分析；建立了辐射的沙漏模型和非对称激波模型并很好拟合M87和3C273喷流结构的辐射能谱，同时能对喷流周边环境提供一定的约束；对吸积流数值模拟显示当吸积达到0.03倍爱丁顿的临界吸积时会发生态跃迁，高于该数值会形成冷和致密的团块纤维结构。..目前Seyfert1星系、射电星系、GPS/CSS源以及河外超OH超脉泽源均积累了可观的VLBI观测数据，后续观测仍在进行，BLAZAR天体最近的观测申请正在评审，预计观测结果将能陆续发表。