Blazar多波段光变与喷流效应研究

Blazars is an extreme subclass of active galactic nuclei(AGNs). After the launch of Fermi/LAT, many blazars have been detected. The latest catalogue provides us with gamma-ray data of more than 1500 gamma-ray loud blazars. Researches based on the high energetic gamma-ray data combined with the observations carried out on the domestic and abroad facilities can reveal valuable physics in Fermi blazars. In this propose, we will select a sample of gamma-ray loud blazars, for which we will mainly use the domestic telescopes to do their photometric (flux) observations and spectrascope observations, and compile the released data to study their multiwavelength properties and beaming effects. The aims of the propose are (1) To study the relationships between variability and the spectrum for different subclasses of blazars; (2) To estimate the Doppler factor using the detected short time scales, and discuss the beaming effect; (3) To investigate the relationship between the flat spectrum radio quasars (FSRQs) and BL Lacertae objects (BL Lacs) based on observation data, and discuss the physics nature in the two bands; (4) To investigate the correlation between gamma-ray variability and optical/IR variability, and then to study their physical connections; (5) To calculate the spectral energy distribution (SEDs), and to investigate the sequence of blazars; (6) To accumulate the first hand observations.

耀变体（Blazar）是活动星系核（AGNs）中观测性质最为极端的一类，也是Fermi成功运行以来探测到的最多的天体，最新样本给出1500多个Blazar的伽玛辐射信息。结合高能伽玛辐射资料，利用国内外仪器对这些天体进行多波段观测研究，将为揭示它们的物理本质提供有价值的内容。本项目将选择一个伽玛噪Blazar样本，主要利用我国光学-红外和射电设备对它们进行多波段测光(流量)观测和光谱观测，并结合已公开资料研究Blazar的多波段光变性质和喷流效应。具体开展如下研究：（1）不同子类的Blazar光变与谱的关系；（2）利用监测得到的短时标估算多普勒因子，讨论喷流效应；（3）从观测角度分析平谱射电源与BL天体的关系；（4）伽马射线与光学红外光变之间的相关性，探讨其物理联系；（5）计算能谱分布，讨论Blazar序列；（6）积累长期光变第一手资料。

利用上海天文台1.56,兴隆站的国家天文台-广州大学1.26米光学/红外望远镜，新疆25米射电望远镜以及国外的望远镜对多个耀变体和类星体开展了观测研究，讨论了它们的谱与亮度的关系、不同波段光变延迟以及光变周期；利用VLBA对射电强窄线赛弗特1型星系及其他活动星系核的射电性质进行研究；根据耀变体的发射线讨论了喷流与吸积、通过反响映射讨论了黑洞质量；研究了Fermi耀变体的分类、耀变体序列、喷流效应、伽玛辐射机制和伽玛辐射双元等问题。主要的进展包括：1）研究发现大多数耀变体和类星体都存在源变亮谱变蓝的特性，发现了3C454.3有105分钟的光变周期、3C66A156天的光变周期、赛弗特1型星系MCG-06-30-15的X射线波段约为一个小时的准周期振荡，AO 0235+164光学超前射电23.2天，CAT102光学波段变化6个星等；2）计算了1425个Fermi耀变体的能谱分布，用贝叶斯方法研究同步峰频分布进而把Fermi耀变体分为三类，伽玛辐射以同步自康顿辐射为主；3）研究了具有已知多普勒因子的耀变体的光度与峰频的关系，发现观测值所表现出来的光度与峰频的反相关在本征值中却为正相关，说明耀变体序列可能是一种选择效应；4）利用Steward天文台的十年的光谱数据，分析了3C454.3长时间光谱变化，发现谱线变化与连续谱光变之间的时延约为600天，据此估算了黑洞质量；5）研究了45个射电星系的射电结构，发现5GHz核光度和爱丁顿比相关，说明越强的吸积率产生越强的喷流，红外和5GHz核光度的强相关表明吸积盘和喷流的密切关系；6）收集获得目前最大的包含291个视超光速源中的伽玛辐射源，发现伽玛源比非伽玛源具有更强的喷流效应，预言6个超光速源为伽玛源，5个被列入Fermi源4表。获得了4388个射电源的核主导系数和射电谱指数，并由此研究了核主导系数与伽玛辐射谱指数的关系，指出伽玛辐射可能来自两部分；7）研究了14个低和中同步辐射峰值频率耀变体的同步辐射与逆康普顿辐射之间转换频率，发现7个源中的转换频率大致在0.6-10kev之间，为同步辐射的高能端和逆康普顿辐射的低能端。