Blazar喷流辐射区的位置研究

The focus issue of emitting-region in jet of blazar is chosen to be investigated in this program. On the basis of the reverberation mapping method between broad emission line and jet emission we initiated, the time lags between broad emission line light curves and jet emission light curves are used to locate the emitting-region in jet of blazar. The locating of these emitting-regions will deepen the understanding of the central structure of active galactic nuclei, and can constrain the radiation mechanism of gamma-rays in blazar. This new reverberation mapping method ingeniously makes use of broad emission line and jet emission light curves to locate the distance of emitting-region in the jet from the central engine. This method does not need telescope to have the very high angular resolution. This new method is generalized into the reverberation mapping between the central non-beaming emission and the beaming emission of jet. The generalization makes this new method to have a better potential of application. This new method is applicable to not only low redshift sources but high redshift ones. This method is applied to 3C 273, and this application has gotten a better result. This new reverberation mapping method confirms that the variations of broad emission line and jet emission are mainly produced by the disturbances transported from the central engine. This investigation closely connects the jet and the broad-line region, and this is important for the understanding of the central structure of active galactic nuclei.

本项目选择blazar喷流辐射区位置这个热点问题作为研究内容，以我们首创的宽发射线与喷流辐射的回波成像法作为研究基础，利用宽发射线、喷流辐射光变曲线之间的延迟时标，来确定blazar喷流辐射区的位置。这些位置的确定将加深对活动星系核中心结构的认识，能够限制blazar伽马射线辐射机制。这种新回波成像法十分巧妙地利用了宽发射线与喷流辐射的光变曲线，来确定喷流辐射区相对于中心发动机的距离。这种方法不需要望远镜有极高的角分辨率。这种新方法推广到中心非聚束辐射与喷流聚束辐射之间的回波成像，这使得新方法有着比较好的应用前景。新方法不仅适用于低红移目标源，对高红移目标源也同样适用。新方法应用到了3C 273上，得到了比较好的结果。新回波成像法确认了宽发射线光变与喷流辐射光变主要是由中心发动机中传递而来的扰动产生的。这种研究把喷流和宽线区紧密联系在一起，这对理解活动星系核中心结构有着重要意义。

本项目选择活动星系核中的blazar天体作为研究对象，选择喷流辐射区位置这个热点问题作为研究内容，以我们首创的宽发射线与喷流辐射的反射成图法作为研究基础，利用宽发射线、喷流辐射光变曲线之间的延迟时标，来确定blazar喷流辐射区的位置。这些位置的确定将加深对活动星系核中心结构的认识，能够限制blazar 伽马射线辐射机制。这种新反射成图法十分巧妙地利用了宽发射线与喷流辐射的光变曲线，来确定喷流辐射区相对于中心发动机的距离。这种方法不需要望远镜有极高的角分辨率。这种新方法推广到中心非聚束辐射与喷流聚束辐射之间的反射成图，使得新方法有着比较好的应用前景。新方法不仅适用于低红移目标源，对高红移目标源也同样适用。新反射成图法确认了宽发射线光变与喷流辐射光变主要是由中心发动机中传递而来的扰动产生的。这种研究把喷流和宽线区紧密联系在一起，这对理解活动星系核中心结构有着重要意义。2014年，新方法应用到了3C 120 上，宽发射线光变超前射电光变0.34年，射电爆发辐射区距离中心黑洞大约5光年，该距离远远大于宽线区尺度。2015年，我们考虑了宽线区的几何结构、气体云尺度及数密度的径向分布，重新研究了新反射成图法，得到的理论公式与以前的结果相同。3C 120的宽发射线光变超前于射电光变0.3年，喷流光变辐射区距离中心黑洞1.1--1.5秒差距。3C 273的宽发射线光变滞后于射电光变，喷流光变辐射区距离中心黑洞1.0--2.6秒差距。宽线区的几何结构、气体云尺度及数密度的径向分布对喷流辐射区位置仅有轻微的影响。因为blazar的喷流辐射很强，所以一般估算黑洞质量的方法并不适用。2015年，我们研究了blazar喷流辐射光变最小光变时标与中心黑洞质量的关系，提出了一个新模型，由最小光变时标给出黑洞质量上限。这些质量上限与其它方法估算的黑洞质量一致，新模型可靠，可以通过最小光变时标来限制blazar的黑洞质量。2016年，我们提出了一个新方法，用宽发射线的引力红移和半极大全宽，来估算活动星系核反射成图研究中的维里系数f，通常假设f=1来计算黑洞质量。Mrk 110宽发射线的f=8--16，f与宽线区半径正相关，相关性源于吸积盘辐射压。5个塞弗特星系的f与吸积率强正相关，吸积盘辐射压产生了这种相关性。大的f将产生高的黑洞质量和低的爱丁顿比。