学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

Blazar源的致密结构和光变

作　者: 周建锋
导　师: 蒋栋荣；洪晓瑜
学　校: 中国科学院上海天文台
专　业: 天体物理
关键词: Blazar天体一致密结构一VLBI观测一光变资料一周期分析
分类号: P157.6
类　型: 博士论文
年　份: 2001年
下　载: 136次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


Blazar天体是活动星系核（Active Galactic Nuclei，AGN）的三大主要类型之一，它们也是宇宙中产能最大、光变最剧烈的天体。目前标准的活动星系核统一模型认为：AGN的中央有一个大质量黑洞，环绕该黑洞的是一个吸积盘，射电强活动星系核还会在吸积盘的旋转轴方向产生一对双向的相对论性喷流。Blazar的喷流与我们观测视线的夹角很小，喷流的辐射经过Doppler效应增强后，产生了一个下至射电波段、上至高能γ-ray波段的很宽的频谱。研究blazar天体能量的起源、传输和变化对宇宙学以及基本物理学都有重要的意义。 二战以后，射电天文学得到了蓬勃发展，导致了类星体、微波背景辐射等一系列重大发现。在射电天文学中，干涉测量技术始终是发展的主要方向之一。目前的甚长基线干涉阵（Very Long Baseline Interferometry，VLBI）可以达到亚毫角秒的观测角分辨率，是唯一能够用来研究blazar致密结构的工具。此外，一些射电望远镜从60年代开始就对一批blazar源进行单天线流量监测，积累了大量的资料。运用VLBI和单天线观测资料来研究blazar源的致密结构和光变是本博士论文的主要内容。 利用申请到的欧洲VLBI网（EVN）和美国VLBI网（VLBA）的观测时间，我们对blazar源0420-014、1334-127、1504-166、2243-123、2345-167和J1624+4134的致密结构进行了VLBI观测。作者比较了这些源在不同历元的结构变化，测量了喷流结构的视超光速运动，研究了新的喷流结构产生与流量爆发的对应关系。作者首次发现0420-014存在着两种不同类型的射电爆发，它们起源于喷流中的不同位置。观测还发现了blazar喷流结构可能存在旋转的证据（第三、四章）。另外，作者提出了一种新的利用多历元VLBI观测来确定喷流视角的方法。该方法不但可以计算喷流视角的大小，还可以计算视角的变化（第五章）。 探索blazar光变资料中的周期/准周期变化是一个有待深入研究的领域。由于光变资料的复杂性，目前寻找周期的算法还显得不够完善。在本论文的后半部分（第六、七章），作者详细讨论了几种有用的周期寻找方法，即CLEAN方法、最大熵方法和Jurkevich方法。对Jurkevich方法作了改进，每一种方法都编制了相应的处理软件。综合运用这些方法可以扬长避短，比较准确、可靠地估计周期信号。此外，作者结合CLEAN思想和Jurkevich算法，提出了周期函数CLEAN算法，它可以把具体的周期信号从原始的光变资料中提取出来。获得的周期变化信号对进一步研究它们的特性及物理来源很有帮助。

全文目录


第一章 Blazar研究的回顾  18-26
  1．1 活动星系核的发现  18-21
    1．1．1 Seyfert星系的发现  18
    1．1．2 类星体的发现  18-20
    1．1．3 Blazar天体的发现  20-21
  1．2 活动星系核的观测性质及经验分类  21-23
  1．3 Blazar源的寻找  23-26
第二章 Blazar的光变  26-36
  2．1 Blazar光变的概观  26-29
    2．1．1 射电波段  26
    2．1．2 远红外-光学-UV波段  26-27
    2．1．3 X-ray波段  27-28
    2．1．4 γ-ray波段  28-29
  2．2 Blazar光变的解释  29-36
    2．2．1 相对论性喷流的同步辐射  29-31
    2．2．2 逆Compton辐射  31-32
    2．2．3 高能γ-ray辐射及其光变的其它解释  32-36
第三章 Blazar两种类型的射电爆发  36-48
  3．1 Blazar两种类型射电爆发的光变特征  36-40
  3．2 Blazar两种类型射电爆发的VLBI观测特征  40-44
    3．2．1 PKS 0420-014的VLBI观测  40-41
    3．2．2 射电爆发的几何位置  41-43
    3．2．3 两类射电爆发的物理机制  43-44
  3．3 喷流弯曲以及旋转的VLBI观测证据  44-48
第四章 6个blazar源的致密结构  48-66
  4．1 5个南天区blazar源的VLBI观测  48-54
    4．1．1 1334-127  48-51
    4．1．2 1504-166  51-52
    4．1．3 2243-123  52-53
    4．1．4 2345-167  53-54
  4．2 J1625+4134的致密结构  54-66
    4．2．1 J1625+4134的简要介绍  54-55
    4．2．2 观测和数据处理  55
    4．2．3 结果  55-57
    4．2．4 讨论  57-66
第五章 Blazar源喷流视角的估计  66-76
  5．1 同步自Compton模型  66-69
    5．1．1 均匀球和均匀喷流假设  66-67
    5．1．2 非均匀假设  67-69
  5．2 能量均分方法  69
  5．3 总流量光变方法  69-70
  5．4 利用VLBI观测估计视角及其变化  70-76
    5．4．1 基本方程  70-71
    5．4．2 方程的简化  71-72
    5．4．3 对源PKS 0420-014的应用  72-76
第六章 Blazar光变资料的周期分析（Ⅰ）  76-104
  6．1 对Blazar光变资料进行周期分析的可能性  76-77
  6．2 Blazar光变资料周期分析的一些结果  77-79
    6．2．1 γ-ray、X-ray波段  77-78
    6．2．2 紫外、光学、红外波段  78-79
    6．2．3 射电波段  79
  6．3 周期分析方法1：功率谱方法  79-81
    6．3．1 功率谱与Fourier变换的关系  80-81
    6．3．2 应用实例  81
  6．4 周期分析方法2：CLEAN方法  81-91
    6．4．1 CLEAN算法的基本原理  84-86
    6．4．2 CLEAN算法程序SPECLEAN的操作  86-87
    6．4．3 CLEAN算法的应用实例与讨论  87-91
  6．5 周期分析方法3：最大熵方法  91-104
    6．5．1 最大熵谱密度的估计式  91-94
    6．5．2 最大熵谱估计的Burg算法  94-95
    6．5．3 最大熵谱估计的Marple算法  95-96
    6．5．4 最大熵方法的定阶  96-99
    6．5．5 最大熵方法处理blazar光变资料的实例  99-104
第七章 Blazar光变资料的周期分析（Ⅱ）  104-136
  7．1 周期分析方法4：Jurkevich方法  104-114
    7．1．1 基本原理  104-106
    7．1．2 数据分布的影响  106-109
    7．1．3 Jurkevich方法的应用实例  109-114
  7．2 周期变化信号的获得  114-122
    7．2．1 周期函数CLEAN算法  114-115
    7．2．2 软件PFCP的使用  115
    7．2．3 处理实例与讨论  115-122
  7．3 光变资料周期分析总结  122-130
    7．3．1 CLEAN、MEM和Jurkevich方法的特性  122-127
    7．3．2 谱分析与周期分析的区别  127-128
    7．3．3 周期函数CLEAN方法的功能  128
    7．3．4 PKS 0420-014与AO 0235+164的光变周期  128-130
  7．4 blazar周期性光变的物理解释  130-136
    7．4．1 现有的几种物理模型  130-132
    7．4．2 PKS 0420-014与AO 0235+164周期光变的解释  132-136
第八章 总结与展望  136-138
附录一 最大熵谱估计的Burg算法和Marple算法  138-148
  A．1 Burg算法  138-142
  A．2 Marple算法  142-148
附录二 CLEAN、MEM和Jurkevich方法的一些处理实例  148-37
  B．1 CLEAN方法的处理实例  148-152
  B．2 MEM方法的处理实例  152-156
  B．3 Jurkevich方法的处理实例  156-37
3．1 有延迟爆发blazar源和无延迟爆发blazar源  37-38
3．2 具有两种类型射电爆发的blazar源  38-39
3．3 PKS 0420-014在多波段上的光变曲线  39-42
3．4 PKS 0420-014的两个CLEAN图  42-45
3．5 PKS 0420-014中Jet结构的位置  45-49
4．1 4个blazar源的CLEAN图  49-50
4．2 1334-127的流量爆发与自行  50-51
4．3 1504-166的流量爆发与自行  51-52
4．4 2243-123的流量爆发与自行  52-53
4．5 2345-167的流量爆发与自行  53-56
4．6 J1625+4134在22GHz和15GHz上的CLEAN图  56-58
4．7 J1625+4134Jet结构的位置  58-59
4．8 J1625+4134的视超光速运动  59-62
4．9 J1625+4134的亮温度分布  62-72
5．1 PKS 0420-014的视角  72-73
5．2 PKS 0420-014的视角2  73-82
6．1 一个人造时间序列信号的功率谱  82-83
6．2 PKS 0420-014 8．0GHz光变数据的功率谱  83-89
6．3 PKS 0420-014 8GHz光变数据的CLEAN谱  89-90
6．4 AO 0235+164 8GHz光变数据的CLEAN谱  90-97
6．5 一个人工数据的MEM谱  97-100
6 6 PKS 0420-014 8GHz光变数据的MEM谱  100-101
6．7 AO 0235+164 8GHz光变数据的MEM谱  101-107
7．1 时间随机分布的噪声序列  107-108
7．2 时间均匀分布的噪声序列  108-110
7．3 Jurkevich方法应用到一个人工数据  110-111
7．4 PKS 0420-014 8GHz光变资料的Jurkevich分析  111-113
7．5 AO 0235+164 8GHz光变资料的Jurkevich分析  113-117
7．6 一个人工时间序列的周期函数CLEAN的计算结果（a）  117-118
7．7 一个人工时间序列的周期函数CLEAN的计算结果（b）  118-119
7．8 PKS 0420-014 8．0GHz光变资料的周期函数CLEAN结果（a）  119-120
7．9 PKS 0420-014 8．0GHz光变资料的周期函数CLEAN结果（b）  120-121
7．10 PKS 0420-014 8．0GHz光变资料的周期函数CLEAN结果（c）  121-123
7．11 AO 0235+164 8．0GHz光变资料的周期函数CLEAN结果（a）  123-124
7．12 AO 0235+164 8．0GHz光变资料的周期函数CLEAN结果（b）  124-125
7．13 AO 0235+164 8．0GHz光变资料的周期函数CLEAN结果（c）  125-126
7．14 AO 0235+164 8．0GHz光变资料的周期函数CLEAN结果（d）  126-129
7．15 综合确定真实的周期—PKS 0420-014  129-130
7．16 综合确定真实的周期—AO 0235+164  130-148
B．1 PKS 0420-014 4．8GHz光变数据的CLEAN谱  148-149
B．2 PKS 0420-014 14．5GHz光变数据的CLEAN谱  149-150
B．3 AO 0235+164 4．8GHz光变数据的CLEAN谱  150-151
B．4 AO 0235+164 14．5GHz光变数据的CLEAN谱  151-152
B．5 PKS 0420-014 4．8GHz光变数据的MEM谱  152-153
B．6 PKS 0420-014 14．5GHz光变数据的MEM谱  153-154
B．7 AO 0235+164 4．8GHz光变数据的MEM谱  154-155
B．8 AO 0235+164 14．5GHz光变数据的MEM谱  155-156
B．9 PKS 0420-014 4．8GHz光变资料的Jurkevich分析  156-157
B．10 PKS 0420-014 14．5GHz光变资料的Jurkevich分析  157-158
B．11 AO 0235+164 4．8GHz光变资料的Jurkevich分析  158-159
B．12 AO 0235+164 14．5GHz光变资料的Jurkevich分析  159-22
1．1 活动星系核的分类  22-40
3．1 爆发峰值所处的时刻  40-41
3．2 PKS0420-014两个历元VLBI观测的模型拟合  41-50
4．1 4个blazar源的模型拟合结果  50-57
4．2 J1625+4134的模型拟合结果  57-60
4．3 J1625+4134的Doppler增亮因子  60-73
5．1 PKS 0420-014视角和Lorentz因子的确定  73-162

相似论文

  1. 同等质量下盘状星系的颜色—尺度关系,P157
  2. FRIs和FRIIs星系观测性质的研究,P157.7
  3. 星系风和物质外流对星系化学演化的影响,P157.9
  4. 宇宙恒星形成历史与星系形成和演化的半解析理论,P157.9
  5. 仙女星系（M31）的化学-多色测光演化,P157
  6. 晚型旋涡星系的盘的颜色和颜色梯度,P157
  7. 赛弗特1型星系NGC 4151的光变研究,P157
  8. 星系的大尺度分布研究,P157
  9. Blazar天体的多波段性质研究,P157.6
  10. 活动星系核光学FeⅡ发射线强度变化研究,P157.6
  11. 活动星系核中黑洞与核球质量关系研究,P157.6
  12. 邻近富星系团Abell 2199成员星系动力学,P157
  13. 星系团的恒星形成性质研究,P157.9
  14. 用离散相关函数方法分析blazar天体多波段辐射流量的相关性,P157.6
  15. γ噪Blazar天体的特性研究,P157.6
  16. 星系团成员星系光度函数及其动力学,P157.8
  17. Blazar3C 345的MeV/GeV射线辐射机制研究,P157.6
  18. 射电噪活动星系核的喷流运动研究,P157.6
  19. 活动星系核中喷流的运动光度,P157.6
  20. Blazar天体的光变及能谱分布的研究,P157
  21. 星系群和星系团高温气体中的X射线子结构及中央气体熵超出,P157.8

中图分类: > 天文学、地球科学 > 天文学 > 恒星天文学、星系天文学、宇宙学 > 河外星系 > 星系核的活动（包括爆发）
© 2012 www.xueweilunwen.com