费米耀变体多波段光变的研究

Blazar is a special kind of active galactic nuclei. The large and fast variability is one of the defining features for blazar. From radio band to TeV band, the variabilities of blazars are detected. Since the launch of the Fermi gamma ray telescope, we have entered in a new era of blazars research. The blazars detected by Fermi gamma ray telescope (Fermi blazars) have also been observed by many different bands of telescopes. Multi-bands variability is very important to understand the nature of blazars, origin of high energy gamma ray, mechanism of jet formation, central engine and the most direct influence of the supermassive black hole etc. This project uses 60cm BOOTES-4, 2.4m and 1m optical telescopes to monitor Fermi blazars, mainly studying microvariability, periodic variability, color index, correlations of multi-bands variability and broad emission line fluctuations etc, and then explores mechanism of variability, black hole mass, characteristics of jet, radiation mechanism and location of high energy gamma ray.

耀变体是一类特殊的活动星系核，大幅、快速光变是耀变体的定义特征之一，从射电波段到TeV能段，耀变体都探测到了光变。自从费米伽马射线空间望远镜上天后，已经探测到上千个耀变体，我们进入了一个研究耀变体的新时期，许多的望远镜也对这些具有伽马射线辐射的耀变体（费米耀变体）进行了不同波段的观测，多波段光变的研究对于理解耀变体的本质、高能伽马射线的起源、喷流的产生机制、中心引擎及超大质量黑洞最直接的影响等问题有重要意义。本项目利用丽江站60cm的BOOTES-4和2.4m及云台1m光学望远镜对费米耀变体进行监测，同时结合其他波段的数据，主要对微光变、周期性光变、色指数变化、多波段光变的相关性、宽发射线的变化等内容进行研究，进而研究光变产生的机制、黑洞的质量、喷流的特性、高能伽马射线产生的机制和辐射区的位置。

耀变体在整个电磁波段都探测到光变活动，虽然对耀变体的光变研究有很长期的历史，但是对耀变体不同时标的光变现象，仍然不能完全理解，光变的物理起源仍然有争议。本项目在长期观测的基础上，重点对Fermi耀变体的微光变、颜色变化、周期性光变、光变的产生机制进行研究，获得了几个创新性的研究成果：（1）提出一种新的方法对高同步峰的耀变体（HBL）进行光学成分的分解和喷流几何结构的研究；（2）发现耀变体光学色指数（或谱指数）随流量变化的新趋势；（3）在低态下，光学波段发现了一个小时量级的准周期震荡（QPO）；（4）在高红移的耀变体中，发现了稀少的高能伽马射线波段小时量级的快速耀发，证实了激波和磁重联都可能是耀变体喷流多波段光变活动的诱发因素，不过两者触发的光变活动的观测特征和辐射区的物理环境存在显著差异。这些新的研究结果让我们对耀变体的光变现象有新的认识，提出的新方法还可以应用到其它的HBL耀变体的光学成分的分解和喷流几何结构的研究。