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费米耀变体多波段辐射机制与物理特性究

费米耀变体多波段辐射机制与物理特性究

作者：程一平云南师范大学

学位级别：硕士

耀变体是活动星系核的一个特殊的子类,具有很多极端的观测特征,如高光度、高偏振、快速的流量变化、视超光速运动等。根据光学波段发射线等值宽度的大小(Equivαlent Width,EW),可以将耀变体分为蝎虎天体(BL Lacs)和平谱射电类星体(FSR... 详细信息

耀变体是活动星系核的一个特殊的子类,具有很多极端的观测特征,如高光度、高偏振、快速的流量变化、视超光速运动等。根据光学波段发射线等值宽度的大小(Equivαlent Width,EW),可以将耀变体分为蝎虎天体(BL Lacs)和平谱射电类星体(FSRQs)。FSRQs的光谱主要由非热喷流辐射构成,这种辐射会淹没其宽的发射线,导致有些FSRQs会被认证成低峰频BL Lac天体(LBL)。因此,需要探索更好的分类方法。本文在对耀变体的能谱特征及辐射过程详细描述的基础上,对FSRQs和低峰频BL Lac天体的分类进行深入研究。我们计算了这些源的伽马射线噪度,并建立了几个伽马和射电特性之间的相关关系。随后,我们做出了几个物理参量的分布,从中选取了几个可能是FSRQ的LBL。最后,我们引入康普顿主导参数,来分析FSRQ和LBL的辐射机制。结果表明:(1)同步辐射峰值频率与伽马射线光子谱指数、伽马射线光度和射电光度密切相关;(2)低峰频BL Lac天体和平谱射电类星体在很多的分布上都有重叠部分;(3)对数空间下的同步辐射峰值频率、伽马射线光子谱指数、对数空间下8.4GHz的射电流量密度显示出类似于双峰的分布;(4)我们计算了39个源的康普顿主导参数,只有两个源的康普顿主导参数小于1,证明了部分FSRQ可能被认定成LBL。另外,我们从费米网站下载的694个FSRQ和313个低峰值BL Lac天体的全波段数据,利用对数抛物线模型(LP)对这些源进行了能谱拟合,成功地获得了有效谱指数、同步辐射峰值频率和康普顿主导参数等物理量,并分析了它们的内在物理特性。得出以下结果:(1)FSRQ两个峰的能谱曲率均比LBL的能谱曲率大,能谱的峰值频率大小则按照FSRQLBL来分布的。FSRQ的射电波段到X射线波段有效谱指数α与LBL的分布较为相似,其他3个有效谱指数差别较大;(3)同步辐射的参量与逆康普顿的能谱参量之间几乎不存在相关性。

关键词：活动星系核耀变体辐射机制统计

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电子回旋脉泽辐射机制在太阳物理中的进展

天文学进展 2017年第2期35卷 149-174页

作者：唐建飞吴德金赵国清陈玲中国科学院新疆天文台乌鲁木齐830011 中国科学院紫金山天文台南京210008 洛阳师范学院空间物理研究所洛阳471934

电子回旋脉泽辐射是一种重要的射电辐射机制,将其应用在太阳物理中,需要解决两个困难:一是自由能来源问题;二是辐射的逃逸问题。高能电子束离开加速区后,在磁等离子体中与磁场、波等相互作用可以形成不同的速度空间分布,可以为脉泽辐射... 详细信息

电子回旋脉泽辐射是一种重要的射电辐射机制,将其应用在太阳物理中,需要解决两个困难:一是自由能来源问题;二是辐射的逃逸问题。高能电子束离开加速区后,在磁等离子体中与磁场、波等相互作用可以形成不同的速度空间分布,可以为脉泽辐射提供自由能。对于辐射逃逸问题,日冕低密度导管的假设可以解决这一困难。介绍了近几年回旋脉泽辐射研究的进展及其在太阳射电爆发中的应用,以及阐述了该领域未来研究方向。

关键词：辐射机制电子回旋脉泽不稳定性射电暴幂律谱

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BL Lac天体多波段辐射机制研究

BL Lac天体多波段辐射机制研究

作者：谢星星云南师范大学

学位级别：硕士

耀变体(Blazars)是射电噪活动星系核(Active Galactic Nucleus,AGNs),具有高光度、高偏振、大幅快速光变等特征。蝎虎天体(BLLac)作为耀变体的子类,其辐射覆盖了从射电到γ射线的所有波段。因此,对BLLac天体的研究对于解决耀变体的物理... 详细信息

耀变体(Blazars)是射电噪活动星系核(Active Galactic Nucleus,AGNs),具有高光度、高偏振、大幅快速光变等特征。蝎虎天体(BLLac)作为耀变体的子类,其辐射覆盖了从射电到γ射线的所有波段。因此,对BLLac天体的研究对于解决耀变体的物理模型和能量辐射机制具有重要意义。本论文在对耀变体的基本特征、喷流内的物理过程以及辐射模型详细描述的基础上,对BLLac天体的多波段辐射机制进行研究。假设激波沿着柱形喷流传播,电子在激波上游的加速区被不断加速而获得能量,在激波下游由于辐射冷却而释放出大量的能量。根据上述假设,我们在激波下游建立四种不同情况的粒子分布,并对其进行分析讨论。基于同步自康普顿(Synchrotron Self-Compton,SSC)模型,利用得到的粒子分布计算BL Lac天体Mrk 421的多波段辐射谱能量分布(Spectral Energy Distribution,SED),对计算结果进行了分析。结果表明:(1)由于低能电子冷却时标较长,形成的粒子分布的低能部分对SED没有贡献;(2)选取合理的模型参数,模型计算结果与Mrk 421的多波段观测数据一致;(3)粒子分布的高能部分对SED的贡献和粒子能量损失过程中临界能量的改变都可能导致Mrk 421的SED变化。另外,论文收集了 40颗有红移值的高峰频TeV BL Lac天体样本的多波段观测数据,基于SSC模型计算了样本的SEDs。利用模型拟合结果得到参数分布,并对同步辐射和逆康普顿散射峰值频率、峰值光度以及喷流功率等相关喷流物理参量进行统计分析,结果表明:(1)康普顿主导Ac均小于1,说明辐射由SSC过程主导;(2)logvppeaksyn和log vpeakic之间存在线性正相关关系,log Lpeaksyn与log Lpeakic之间存在线性正相关关系;(3)logLpeaksyn和log Lpeakic都与喷流总功率之间呈现出线性正相关关系,喷流电子功率和喷流质子功率都与喷流总功率呈现出线性正相关关系。上述结果证明SSC模型能解释高峰频TeV BL Lac天体的多波段辐射。

关键词：粒子加速辐射机制非热 BL Lac天体

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耀变体喷流的辐射机制研究

耀变体喷流的辐射机制研究

作者：王泽睿云南师范大学

学位级别：硕士

现在普遍认为,活动星系核的中心存在一个超大质量的黑洞,因此研究活动星系核的性质可以帮助我们更好的理解黑洞。而耀变体作为活动星系核中最为极端的一个子类,自然也引起了许多科研工作者的关注。本文主要是讨论了耀变体的辐射机制、... 详细信息

现在普遍认为,活动星系核的中心存在一个超大质量的黑洞,因此研究活动星系核的性质可以帮助我们更好的理解黑洞。而耀变体作为活动星系核中最为极端的一个子类,自然也引起了许多科研工作者的关注。本文主要是讨论了耀变体的辐射机制、喷流和吸积盘的关系以及热光度估算方面的内容。本文的第一章介绍了活动星系核以及耀变体的特征,并且还简单描述了耀变体的光谱以及常用的辐射模型。第二章主要介绍耀变体喷流相关的一些物理过程,包括电子的加速过程和辐射机制。其中,辐射机制则主要讲了同步辐射过程、逆康普顿散射过程以及强子相关的一些辐射过程。第三章将一个双区圆柱轻子模型应用在耀变体源Mrk 421上,并成功的解释了其低频射电平谱的观测现象。第四章收集了一个具有全波段准同时性观测数据以及宽线区光度的耀变体样本,并用这个样本分析了其多个波段的光度之间以及多个波段光度与宽线区光度的相关性。其分析结果为喷流和吸积盘关系的理论提供了新的支持证据,并且还得到了在不同波段下的辐射机制限制。在第五章中,我们通过分析一个大样本得到耀变体热光度的最佳估算方法,对于平谱射电类星体来说,用伽马波段的积分光度来估算热光度是最合适的。

关键词：耀变体喷流能谱粒子加速理论辐射机制热光度

TeV费米耀变体多波段辐射机制与物理特性研究

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TeV费米耀变体多波段辐射机制与物理特性研究

作者：周瑞鑫云南师范大学

学位级别：硕士

费米甚高能γ射线耀变体(TeV blazars)是遥远且明亮的源,利用其多波段能谱分布可以研究耀变体喷流、河外背景光和星系际磁场等天体物理问题。Fermi-LAT和大气切伦科夫望远镜的观测结果,为喷流内高能辐射机制提供了实验依据。论文介绍活... 详细信息

费米甚高能γ射线耀变体(TeV blazars)是遥远且明亮的源,利用其多波段能谱分布可以研究耀变体喷流、河外背景光和星系际磁场等天体物理问题。Fermi-LAT和大气切伦科夫望远镜的观测结果,为喷流内高能辐射机制提供了实验依据。论文介绍活动星系核和耀变体的基本特征、耀变体的能谱分布(The Spectral Energy Distribution,SED),根据δ函数近似的均匀同步自康普顿(Synchrotron-Self-Compton,SSC)模型,利用一种对数抛物线(The log-parabolic,LP)模型拟合算法分析多波段辐射能谱,获得相关结果,进而反推喷流辐射区物理参量及电子分布。收集了费米甚高能γ射线耀变体的平均态多波段数据,计算出模型参量并对它的辐射机制和物理特性进行研究。具体研究工作如下:论文收集了 69个费米TeV耀变体样本的平均态多波段观测数据,并用LP模型对能谱分布进行拟合,获得谱指数(αv)、能谱峰值频率(vpeak)和能谱曲率(β)3类物理参量的统计分析结果:(1)高峰频蝎虎天体(HBLs)、中峰频蝎虎天体(IBLs)、低峰频蝎虎天体(L BLs)和平谱射电类星体(FSRQs)4类天体样本的谱指数分布各异,除射电波段外,样本中蝎虎天体在不同波段谱指数大小呈现HBLs辐射能谱的峰值频率和逆康普顿散射能谱的峰值频率之间呈现正相关关系;(3)通过聚类分析给定HBLs、IBLs、LBLs和FSRQs 4类样本的能谱曲率分布范围;(4)同步辐射能谱的峰值频率和逆康普顿散射能谱的峰值频率与红外、光学、紫外和软X射线波段的谱指数之间都呈现较强的负相关关系,而同步辐射能谱曲率和除射电波段外的各波段谱指数之间都呈现正相关关系。(5)同步辐射能谱曲率倒数和同步辐射能谱的峰值频率之间较强的正相关。另外,论文收集了 64个具有红移值的费米TeV耀变体的平均态多波段观测数据,根据LP模型的分析结果反推出喷流辐射区物理参量,对辐射内禀参量之间进行了相关性分析,并对TeV高峰频蝎虎天体的多普勒因子(D)、磁场强度(B)、喷流辐射区半径(R)和非热电子的峰值洛伦兹因子(γp)进行了估算。我们得到下列结论:(1)TeV HBLs的逆康普顿散射发生在克莱因·仁科(Klein Nishina,KN)散射区域;(2)TeV HBLs的康普顿主导参量很小且内禀同步辐射能谱和内禀逆康普顿散射能谱峰值频率成正的线性相关性,说明其辐射能较好符合SSC模型;FSRQs的AC≈10,说明其更符合外康普顿(External Compton,EC)辐射模型;(3)同步辐射峰值处的能谱曲率的倒数(1/βsyn)和内禀同步辐射能谱峰值频率(log vpeak’syn)之间存在很强的正相关关系,逆康普顿散射峰值处的能谱曲率的倒数(1/βic)和内禀逆康普顿散射能谱的峰值频率(log vpeak’ic)之间存在弱的负相关关系;(4)内禀伽马射线光度(logLγ’)与内禀ICs能谱峰值光度(logLpeak’ic),以及内禀逆康普顿散射能谱峰值频率(log vpeak’ic)和非热电子的峰值洛伦兹因子(log γp)之间具有较强的线性正相关关系,;(5)TeV HBL的非热电子的峰值洛伦兹因子(log γP)与喷流磁场强度(log B)之间具有强的负相关;(6)TeV HBL的非热电子的峰值洛伦兹因子(log γP)与喷流辐射区域半径(logR)之间没有相关性。

关键词：活动星系核 TeV耀变体辐射机制非热辐射统计

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耀变体喷流辐射机制的研究

耀变体喷流辐射机制的研究

作者：彭瑞云南师范大学

学位级别：硕士

活动星系核指的是一个星系中心的致密区域,具有非常剧烈的活动现象和物理过程。耀变体作为活动星系核最为极端的一个子类,其相对论性喷流直接指向观测者。耀变体又分为平谱射电类星体和蝎虎天体两个子类,分别研究两个子类的性质可以帮... 详细信息

活动星系核指的是一个星系中心的致密区域,具有非常剧烈的活动现象和物理过程。耀变体作为活动星系核最为极端的一个子类,其相对论性喷流直接指向观测者。耀变体又分为平谱射电类星体和蝎虎天体两个子类,分别研究两个子类的性质可以帮助我们更好的理解耀变体的物理特性。本文主要讨论了耀变体整体和子类的相关性统计分析等内容。本文的第一章简述了活动星系核以及耀变体的主要观测特征和分类。第二章主要从耀变体多波段能谱分布的特征和耀变体序列两个方面介绍了耀变体喷流的能谱分布。其中,耀变体序列主要介绍了耀变体序列的观测特征、理论基础以及验证工作。第三章介绍了耀变体喷流的辐射机制和模型。其中,辐射机制主要介绍了同步辐射和逆康普顿散射的辐射过程。耀变体喷流的模型主要介绍了多区圆锥spine&layer模型的结构和应用以及不同模型的区别和特点。第四章收集了一个具有(准)同时性宽带能谱数据的费米耀变体样本,并用该样本分析了耀变体同步峰和逆康普顿峰峰值参量、康普顿主导因子以及高能谱指数之间的相关性。其分析结果为:(1)耀变体的整体相关性至少有部分来自平谱射电类星体和蝎虎天体由于物理性质不同而在参数平面上具有不同分布区域这一特性贡献,因此针对两个子类的相关性分析是必需的;(2)蝎虎天体为快冷却机制;(3)谱指数图的结果支持对数抛物线形状的电子能谱。

关键词：耀变体喷流能谱辐射机制统计

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白矮星脉冲星的辐射机制

白矮星脉冲星的辐射机制

作者：杨辉华中科技大学

学位级别：硕士

白矮星脉冲星就是能够发射脉冲信号的白矮星或白矮星系统。白矮星脉冲星类似于中子星脉冲星,不同之处在于中心的致密天体不再是中子星而是白矮星。白矮星脉冲星的研究可以帮助我们理解更多的天体物理现象,包括正负电子宇宙射线反常,反常... 详细信息

白矮星脉冲星就是能够发射脉冲信号的白矮星或白矮星系统。白矮星脉冲星类似于中子星脉冲星,不同之处在于中心的致密天体不再是中子星而是白矮星。白矮星脉冲星的研究可以帮助我们理解更多的天体物理现象,包括正负电子宇宙射线反常,反常X射线脉冲星和致密双星系统AE Aquarii的观测特征等等。由于白矮星脉冲星的辐射机制是人们理解其本质的关键,所以对白矮星脉冲星辐射机制的研究显得尤为重要。本文围绕白矮星脉冲星辐射机制展开,利用中子星脉冲星磁层结构、加速区模型和辐射机制解释磁白矮星的能耗过程。并建立了第一颗白矮星脉冲星AR Scorpii的辐射模型:被磁白矮星的闭合磁力线捕获的相对论电子以同步辐射形式发射电磁辐射。为了对白矮星脉冲星及其研究近况有一个基本概念。本文第一章介绍了白矮星、磁白矮星和中介偏振星的基础知识和基本概念。第二章阐述了白矮星脉冲星的研究现状,列举了用白矮星脉冲星模型解释天体物理现象的研究以及白矮星脉冲星的候选者AE Aquarii和EUVE J0317-855。并详细描述了第一颗白矮星脉冲星AR Scorpii的观测特征和能谱特征。第三章利用中子星脉冲星的磁层结构,加速区模型以及辐射机制解释白矮星脉冲星的电磁辐射。介绍了磁白矮星磁层中电子的加速过程和外间隙区的曲率辐射与逆康普顿散射。第四章介绍了AR Scorpii的辐射模型:被磁白矮星的闭合磁力线捕获的相对论电子发生同步辐射。M伴星表面的磁联结导致的磁损耗将电子加速到相对论速度,这些相对论电子被注入磁层后,由于磁镜效应被闭合磁力线捕获并沿着磁力线的运动,在第一个磁镜发生同步辐射。并讨论了辐射过程的磁镜效应以及双脉冲的形成。第五章展示了模型得到的结果,包括X射线和光学波段的脉冲轮廓、光学波段脉冲轮廓的演化以及能谱分布图的拟合结果。第六章总结了磁白矮星磁层中电子的加速过程和外间隙区的辐射机制以及被磁白矮星闭合磁力线捕获的相对论电子的同步辐射模型。并对未来可能探测到的高能辐射做了展望。

关键词：白矮星脉冲星辐射机制相对论电子闭合磁力线

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高能辐射机制与伽玛射线暴瞬时辐射的研究

天文学报 2014年第4期55卷 354-356页

作者：张博南京大学天文与空间科学学院南京210093

伽玛射线暴（简称伽玛暴）是宇宙中最为猛烈的高能爆发,它是一种随机出现的短时标脉冲式现象,自20世纪60年代被Vela卫星发现以来,一直都是天体物理学家所关注的研究热点.1997年BeppoSAX卫星首先发现了伽玛暴的余辉,后来又帮助测定了伽... 详细信息

伽玛射线暴（简称伽玛暴）是宇宙中最为猛烈的高能爆发,它是一种随机出现的短时标脉冲式现象,自20世纪60年代被Vela卫星发现以来,一直都是天体物理学家所关注的研究热点.1997年BeppoSAX卫星首先发现了伽玛暴的余辉,后来又帮助测定了伽玛暴的红移,因而确定伽玛暴是起源于宇宙学距离上的现象.现在通常认为,持续时标长于2 s的长暴起源于大质量恒星的坍缩,而时标短于2s的短暴来自双致密星的并合.对伽玛暴的研究可以帮助人们了解极端相对论、极端高能条件下的物理过程,也可以帮助其他领域的研究,如限制宇宙学模型等.

关键词：伽玛射线暴辐射机制高能宇宙学模型瞬时大质量恒星极端相对论物理学家

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中外合作办学辐射机制研究

中外合作办学辐射机制研究

作者：黄敏君厦门大学

学位级别：硕士

中外合作办学经历了从无章可循到有法可依,从规模扩张到内涵建设,从模仿复制到合作创新的跨越式发展历程。在此进程中,一部分中外合作办学机构和项目脱颖而出,取得社会公认的办学成效。中外合作办学以引进优质教育资源为初衷,充分发挥... 详细信息

中外合作办学经历了从无章可循到有法可依,从规模扩张到内涵建设,从模仿复制到合作创新的跨越式发展历程。在此进程中,一部分中外合作办学机构和项目脱颖而出,取得社会公认的办学成效。中外合作办学以引进优质教育资源为初衷,充分发挥高水平中外合作办学机构和项目的示范和辐射作用具有现实必要性,也是其发展的内在要求。当前,中外合作办学发挥辐射作用的机制尚不健全,影响了其示范和辐射作用的发挥。由此,本论文选取中外合作办学辐射机制问题进行研究。在5W传播模式框架下,从内涵、特点、类别等多个角度,探讨了中外合作办学辐射机制的辐射主体、辐射内容、辐射对象、辐射途径和辐射效果等五个核心要素。在明晰五要素的基础上,对中外合作办学辐射机制的现状和问题进行梳理和分析,认为中外合作办学示范和辐射作用发挥不充分、效果不显著,很大程度上是由于政策引领不充分、遴选机制不健全、信息沟通不畅、辐射动力匮乏以及共享机制构建系统性不足等。本研究进而分析了影响中外合作办学发挥辐射作用的因素,主要包括政策支持和鼓励程度、辐射内容属性、辐射环境、辐射动机和共享文化等。结合以上分析,提出了中外合作办学辐射机制构建和完善的几点思路:一是构建以政策决策机制、区域联盟机制、经费保障机制为重点的支持和服务机制;二是完善和构建新的示范性中外合作办学遴选机制;三是完善以交流联络机制和宣传推广机制为核心的联通机制;四是打造共享文化,着力构建促进中外合作办学示范和辐射的激励机制。

关键词：中外合作办学辐射机制教育资源共享