北天大样本IDV巡天观测研究

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光变是活动星系核(Active Galactic Nuclei,AGN)最重要的观测特征之一。AGN在整个可观测电磁波段表现出光变,时标从分钟到数十年不等。通常将光变时标为天量级或小于一天的光变称为短时标光变(日变化,IDV)。观测表明有大约25~50%的平谱射电类星体和BL Bac天体表现出IDV现象。IDV的物理机制至今仍是悬而未决的问题,主要集中在其内禀起源和外禀起源上。两种解释均有观测证据的支持。但是越来越多的观测表明,银河系内星际介质对河外AGN辐射电磁波的星际闪烁是IDV的主要成因。  我们对北天的446个致密平谱射电源进行了大样本的IDV巡天观测。该巡天观测旨在通过统计的手段,揭示致密射电源的IDV起因。巡天项目的主要科学目标在于:(1)大样本IDV搜寻;(2)检验IDV光变的依赖性;(3)检验IDV与弥散/离散星际介质分布的相关性。这些也是本论文的主要内容。  我们共计探测到166个IDV源,IDV的探测率为37%。Fermi源的IDV探测率要明显高于非Fermi源,表明该样本中射电源存在某种射电γ射线之间的相关性。  我们对IDV的光变进行了依赖性分析——检验IDV光变幅度是否依赖AGN的物理参数如其光学对应体的类型、流量密度、谱指数、γ射线噪度,红移、银纬分布等。我们发现IDV光变幅度显著地依赖这些物理参量,具体表现为:(1)流量密度与光变幅度存在反相关。这种反相关同时表现在数量和强度上;(2) IDV更趋向出现在反转谱的射电源中;(3)光变表现出强烈的银纬依赖。低银纬处有更大的IDV探测率,且低银纬射电源有更强的光变;(4)低红移射电源的平均具有更高的光变幅度。其中(1)(2)(3)条非常符合星际闪烁模型的预期。  此外,我们分析了银河系弥散辐射对IDV光变的影响。我们对Hα、IRAS100微米以及银河系旋转测量强度的分布与样本射电源的光变强度进行了相关分析,均发现了相关性。这些结果更加强化了我们之前的结论。进一步,我们认为银河系内的局部离散星际介质分布应该能反映到我们的观测数据上。由此我们分析了LoopⅢ(射电圈3)周围的光变幅度分布,发现在Loop III外圈附近的源光变更加剧烈,但是由于这种源的数目很少,结果的置信度不是太高。接着,我们分析了银河系的本地星际云的分布对IDV的影响,蒙特卡洛模拟表明,在这些星际云中,观测到的光变强度都超过了样本的整体预期,这说明本地星际云作为可能的闪烁介质,对我们观测到的IDV光变有明显的影响。  第4章我们分析并讨论了BL Lac天体0925+504在4.8GHz的快速光变。该源在4历元的观测中有时标为0.5~1.1天的快速光变现象。我们分别用折射式闪烁和弱闪烁模型研究了该源的结构函数。我们对模型拟合的参数进行了分析和比较,发现该源的辐射区非常致密,而且星际介质距离观测者非常近。此外我们在该源中发现了可能的周年调制效应。我们的结果说明观测到的0925+504的快速光变主要是由距观测者~110pc的闪烁屏的闪烁导致的。  最后一章是对本工作的总结和展望,我们认为,星际闪烁对IDV有普遍的影响,多波段的AGN光变观测和分析将是未来工作的重点。
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