Blazar分类和辐射机制

Active galactic nuclei (AGNs) is one of active topics in modern astrophysics, they are also the important discovery of Fermi/LAT mission. Blazars are a special subclass of AGNs, but their emission mechanism, particularly their emission mechanism for the high energetic emissions is still not very clear. Blazars are divided into BL Lac objects and flat spectrum radio sources, or they are divided into low-synchrotron-peak-frequency, intermediate- synchrotron-peak-frequency, and high-synchrotron-peak-frequency sources. A "Blazar sequence" was proposed but challenged with observations. The classifications, based on the synchrotron peak frequencies, of blazars are not consensus. In this project, we will compile the largest blazar sample including Fermi detected (and non-Fermi detected) ones to study the classifications and their emission mechanism. The main research contents include: (1) calculating the spectral energy distributions of blazars, making classifications and doing some mutual correlation analyses; (2) analyzing the light curves of some typical blazars using the Fermi data archive to study their variability properties and their emission mechanism; (3) studying whether the "Blazar Sequence" is of some physics meanings or only an apparent phenomenon caused by some effects; (4) studying the gamma-ray variability properties for the unidentified Fermi sources and then select the candidates of BL Lac objects and flat spectrum radio sources; (5) answering the jet to be continuous or spherical.

活动星系核是当今天体物理最活跃的研究领域之一，是Fermi/LAT最重要的发现。而耀变体是活动星系核中最具观测特性的天体，但是它们的辐射机制，尤其是高能辐射机制是不够清楚的。它们可分为BL天体和平谱射电源，或者根据同步峰频的大小分为低峰频，中峰频和高峰频源。有人提出耀变体存在“耀变体序列”，但受到观测的挑战。不同作者根据各自的研究样本和同步峰频给出了耀变体的分类，但是分类频率区间各不相同。本项目将利用最大的耀变体样本（包括被（未被）Fermi探测到的天体）开展它们的分类和辐射机制研究。研究内容包括：（１）计算它们的能谱分布，对它们进行分类和相关性研究；（２）利用Fermi数据库对典型的耀变体开展数据处理，研究它们的光变特性与辐射机制；（３）研究“耀变体序列”是物理的还是某种效应；（４）研究Fermi源中未证认源的光变特性，给出BL天体和平谱射电源候选体；（５）研究喷流是连续的还是球形的。

利用国内外光学望远镜对多个耀变体进行观测研究，处理了费米库中耀变体伽玛光变资料，结合费米耀变体表，对本项目计划研究内容开展了如下研究：开展了基于最新释放的耀变体源的分类；研究了两个耀变体的伽玛光变特性与辐射机制；研究了“耀变体序列”的起因；用多种方法对未证认源进行了分类；研究喷流的形态。还对伽玛暴和TDE进行了研究。.主要的进展包括：1、计算了耀变体大样本同步峰和逆康普顿峰的能谱参量，将贝叶斯方法用于同步峰频把耀变体分为三类；发现BL天体中的粒子加速机制为随机加速，而FSRQ中的粒子加速机制可能是能量依赖加速或分数加速增益波动。2、对S5 1044+71和3C279的伽玛数据进行了处理，发现都呈现变亮变平的关系；发现S5有3.06年的周期，并用双喷流拟合了光变曲线。发现3C279的伽玛波段爆发是由高能电子注入导致的； 3、提出了多种多普勒因子估算方法；研究了255个具有多普勒因子耀变体的光度与峰频的关系，发现 “耀变体序列”是一种选择效应；4、采用多种机器学习方法、谱指数图的方法、光变指数和流量相关法对费米未证认耀变体进行了分类。对于机器学习方法，发现高斯有限复合模型具有最高的精确度，而且发现精度并不依赖参量的多少。5、研究发现耀变体高能辐射喷流形态是连续的；6、用贝叶斯方法研究发现AGN可用log R = 1.23分开射电宁静和射电噪AGN；并提出用射电噪度和射电光度对AGN进行分类的二元标准。7、基于费米源的发射线研究了喷流与吸积的关系，发现BL的高能辐射由SSC主导，而FSRQ的由外康普顿主导；BL的喷流主要来自黑洞自转能而FSRQs来自于吸积。8、获得最大的视超光速样本，发现费米耀变体具有强的喷流效应，预言了6个源为伽马源，5个被证实。9、用大样本检验了谱指数与核主导系数的关系；并将X波段辐射和伽玛波段辐射分解为核和延展两部分。10、讨论了伽玛暴和TDE事件。