X射线双星及活动星系核喷流运动与光变的联合研究

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喷流是天体系统喷射出的定向、高速、准直的物质流,其空间尺度一般可从pc延展到kpc,甚至可达Mpc的量级。通常认为与吸积过程相伴,并且可以出现在不同尺度的天体系统当中,如年轻恒星体、微类星体、射电星系、类星体等,这其中以类星体中的喷流最为壮观。MOJAVE(Monitoring of Jets in Active Galactic Nuclei with VLBA Experiments)的最新观测数据显示,至少有一半的喷流展现出非弹道或横向加速运动,这表明喷流的非弹道运动是非常普遍的。本文主要研究了几种典型的横向喷流的形态及其运动情况。文章着重介绍了Gong(2008)中提出的非弹道模型,利用该模型很好地拟合了黑洞候选体XTE J1752-223和类星体NRAO150、B21308+326的喷流运动轨迹,并在此基础上自然地解释了XTE J1752-223中各喷流成分出现的先后与其多波段光变之间的关系。更重要的是,通过对喷流运动及多波段光变的统一解释,发现,喷流各成分的出现具有时间反转现象,即先出现的喷流可能由于在视线方向上的投影距离比后出现的喷流大(对应于更长的传播时间),从而导致后被观测到的现象。  第一章首先介绍了不同尺度天体物理系统中的喷流现象及其观测特征。其次,简单概括了有关喷流的形成、成分、准直、加速以及辐射的基本理论知识。  第二章介绍了目前在射电波段对喷流的主要观测项目,以及这些项目所得到的观测结果,主要为喷流的形态及其运动,尤其是视超光速运动,继而引出对视超光速现象的理论解释,即著名的弹道模型。  第三章是工作的理论核心部分,即喷流运动的非弹道模型。在引入非弹道模型之前,首先介绍了为解释弯曲喷流而发展起来的进动的弹道模型,继而阐述了喷流进动的基本理论。最后,着重阐述了为解释更多复杂的观测现象而提出的非弹道模型以及该模型对观测的解释。  第四章是本文工作的重点,利用非弹道模型很好地拟合了黑洞候选体XTE J1752-223和类星体NRAO150、B21308+326的喷流轨迹,并自然地解释了XTE J1752-223喷流运动及其光变之间的关系。此外,通过对各喷流成分的相对发出时间、传播时间、到达先后的对比,还发现,光的传播时间可能导致喷流不同成分的时间反转现象。  文章最后简要介绍了一下非弹道模型存在的问题以及对今后工作的展望。  附录部分是在脉冲星计时方面的工作,主要是利用Gong(2005)提出的多普勒残余效应很好地拟合了Cen X-3、4U1626-67和Her X-1频率的演化,并指出该效应理论上在所有的脉冲双星系统中都存在,只是在一般的脉冲双星系统中,其轨道周期比较长,多普勒残余效应并不明显或该效应已被其它参数所吸收。
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