低峰频与高峰频blazar天体光变的对比研究

Blazars are important objects to research the jet and the mechanism of energy extraction from the central supermassive black hole for astronomer. Variability is an important tool to understand blazar well. One sample including high-frequency-peaked blazars (HBLs) and low-frequency-peaked blazars (LBLs) will be chosen, and scientific and reasonable observation strategy will be established in this project. Plenty of optical data will be obtained by our own observations and collecting from the literatures. We will analyze the light curves by all kinds of statistic test methods and period analysis algorithms. The central black hole mass could be estimated by variability period or variability time scale. The duty cycle of variability and the central black hole mass will be researched statistically for HBLs and LBLs. We will make an intensive study on the correlation between the synchrotron peak frequency and corresponding peak flux. The physical causes and the mechanism of variability will be researched based on the correlation results and other available informations of variability study.

Blazar天体是天文学家研究喷流、如何从中心超大质量黑洞提取能源的重要研究对象，光变是研究blazar天体的一种重要手段。本项目将选择一批包含高峰频blazar天体(HBLs)和低峰频blazar天体(LBLs)的研究样本，制定科学合理的观测策略，通过观测和搜集历史观测数据相结合的方式获取大量的光学观测数据，采用多种统计检验和周期分析的方法对光变曲线进行研究分析，对比研究HBLs和LBLs光变的占空比，通过分析得到的光变周期和光变时标估算blazar天体的中心黑洞质量，并对HBLs和LBLs的中心黑洞质量进行统计研究。仔细研究光变过程中同步峰值频率与峰值流量的相关性，应用相关分析的结果和其它各方面的光变信息来研究引起blazar天体光变的物理原因和物理机制。

Blazar天体是天文学家研究喷流、如何从中心超大质量黑洞提取能源的重要研究对象，光变是研究blazar天体的一种重要手段。本项目对典型的高峰频blazar天体(HBLs)和低峰频blazar天体(LBLs)的微光变占空比、光变时颜色的变化、光变对称性及光变周期进行了研究。通过多种检验方法研究发现HBL的微光变占空比要比LBL的低，HBL天体中可能有着比LBL天体更强的磁场，从而阻止或者延迟了喷流中密度不均匀和喷流弯曲的发生，这可能是HBL比LBL更少发生微光变的原因。LBL天体0716+714、BL Lacertae都表现出变亮时谱变蓝的性质，HBL天体Mrk 421表现出高态和低态颜色变化不一致的性质, 在目标处于低态时，有变亮变蓝的变化趋势，但高态时亮度变化时颜色基本不变，这种颜色变化的物理原因和差异需要进一步的深入研究。我们从大量文献、美国变星观测者协会(AAVSO) 数据库及网上公开的其它观测数据搜集了HBL天体Mrk 421、LBL天体BL Lacertae的长期光变数据，使用结构函数、Jurkevich方法、离散相关函数方法分别对光变曲线进行了光变周期分析。结果显示BL Lacertae在光学波段可能存在一个1.26年左右的周期，而射电波段可能存在一个7.50年左右的周期，结合光学和射电波段表现出的光变特性，我们认为在光学波段的周期以及在短期爆发中变亮变蓝的现象可能是由于螺旋形喷流中磁场重联产生的，而射电波段7.50年左右的周期是由于喷流进动的灯塔效应产生的，这也可以解释射电波段高频波段光变领先低频波段这一现象。Mrk 421存在一个约1.36年的光变周期，我们使用密近双黑洞模型对该周期进行了解释并估算了Mrk 421的中心黑洞质量。我们系统地对山东大学威海天文台一米望远镜的测光系统性能及台址条件进行了全面深入研究，给出了山东大学威海天文台的观测条件、CCD的性能指标、测光系统的极限星等、效率、测光精度等。该研究成果为blazar天体光变的观测研究中目标选择、观测策略制定方面提供了详细而重要的设备性能及技术指标参考。