《云南天文台在耀变体光变性研究中取得新进展》

  • 来源专题:空间引力波探测领域
  • 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn
  • 发布时间:2020-12-02
  • 10月9日,国际天体物理学杂志 The Astrophysical Journal 在线发表了中国科学院云南天文台博士研究生封海成、研究员刘洪涛与合作者的研究成果。该研究依托丽江天文观测站2.4米望远镜,通过光谱观测开展了耀变体光变与颜色变化的研究。TeV伽马射线耀变体S5 0716+714在其高态期间,观测发现了变亮变蓝(BWB)现象,颜色与亮度、颜色变化率与亮度变化率之间强相关,颜色变化比亮度变化超前。

      耀变体是一类相对论喷流与视线夹角比较小的活动星系核。BWB在颜色亮度图上表现为一种相关性,可能产生于喷流中的激波物理过程,也可能与激波后的湍流等物理过程有关。其他研究小组的很多观测研究并未发现耀变体有这种相关性或者相关性很弱。

      封海成等人利用丽江2.4米望远镜,在2019年9月到2020年3月期间,成功地对S5 0716+714进行了106次分光观测(Epoch2)。经过细致的数据分析,包括数据预处理、光谱定标及光谱拟合,他们测得了相应物理量的时间序列。

      S5 0716+714在颜色—亮度图、亮度变化率—颜色变化率图上,高态(Epoch2)与低态(Epoch1)光谱变化的BWB趋势明显不同(图1);在亮度相对变化率—颜色变化率图上,两者基本相同(图2),表明不同亮度状态下的主要光变机制是相同的。发现了亮度依赖的BWB趋势,最亮时可能达到了饱和状态。

      表面上,BWB趋势依赖于观测频率范围相对于同步辐射峰值频率的位置;实际上,可能是辐射区的电子平均能量和磁场的变化控制着BWB趋势。电子能量依赖的加速概率机制、随机加速机制能够产生对数抛物线同步辐射能谱,这些同步能谱成功地再现了颜色—亮度图上的观测数据分布。

      这些新发现可以使我们更好地理解耀变体中的辐射机制及光变机制。

      该研究得到国家自然科学基金、中国科学院重点研究项目、中国科学技术部、中国科学院跨学科创新团队项目、中国科学院天文学联合基金、中国科学院天体结构与演化重点实验室的资助。

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    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
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    •         近期,中国科学院云南天文台双星与变星研究团组研究员钱声帮等人利用我国郭守敬望远镜(LAMOST)的光谱巡天资料,对两种不同类型的双星(EA和EW型)进行了详细的分析与研究。相关研究成果以《LAMOST食双星的物理特性与演化状态》为题在美国《天体物理杂志增刊》上发表。该工作给出了12000颗左右双星的光谱型及恒星参数,首次揭示了这两类双星的各种统计关系和演化联系,并给出了EW型相接双星的新分类。   EA型双星通常是轨道周期较长的分离双星系统,而EW型相接双星是两颗子星靠得很近并拥有一个对流公共包层的强相互作用双星(如图1所示)。其物理特性和形成演化一直是天体物理中未解决的难题之一。随着多个国际测光巡天项目的开展,已发现的EA和EW型双星有近70000颗,然而已知的光谱数据则非常少。钱声帮等人对LAMOST双星数据(DR4 和DR5)进行了详细的分析。图2显示了LAMOST双星光谱型与前人得到的光谱型的比较。结果表明它们是很相符的,揭示了LAMOST双星数据的可靠性。   利用LAMOST的光谱巡天数据,钱声帮等人给出了近12000颗EA和EW型双星的光谱型,并获得了7000多颗这两类双星的恒星大气参数。这些参量为双星的进一步研究奠定基础,可作为双星测光解轨分析研究的输入参数。图3显示了EA和EW型双星的表面重力加速度(log g)和金属丰度(Fe/H)分布的比较。从图3可以看出,两类双星表面重力加速度的峰值和分布相同,EW型双星通常比EA型双星具有较低的金属丰度。这些揭示了EA型双星是EW型相接双星的前身天体,后者是由前者通过情况A的物质交流演化而来的(物质交流发生在主序阶段)。图4给出了EA和EW型双星的表面重力加速度(log g)和金属丰度(Fe/H)与轨道周期间的统计关系。通过详细的比较分析,钱声帮等人提出当今宇宙中的相接双星可分为3类,它们具有不同的物理特性和形成机制。相关结果为不同类型双星形成和演化的进一步系统研究奠定了基础,具有重要的科学意义和价值。
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    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
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    • 近期,英国《皇家天文学会月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)在线发表了中国科学院云南天文台博士研究生程康法和副研究员赵晓红等人的一项研究成果。该项研究给出了大尺度衰减磁场环境下伽玛暴同步辐射的偏振特性,并发现在大尺度的环形磁场模型下,偏轴观测的伽玛暴理论上都会在单脉冲内发生偏振面旋转九十度的现象。伽玛暴辐射区的磁场结构和伽玛暴的辐射机制目前仍然不清楚。偏振可以作为伽玛暴辐射机制和辐射区磁场结构的重要探针,不同的偏振特性(包括偏振度,以及偏振度和偏振角的演化特征)往往预示着不同的辐射机制及不同的磁场结构。目前,伽玛暴辐射区的磁场通常认为有两种可能的结构,一种是小尺度随机磁场,这种磁场通常认为是由等离子体中的一些不稳定性将激波面内的种子磁场放大后产生;另一种是大尺度的衰减磁场,这种磁场一般认为起源于伽玛暴的中心天体,随着喷流物质被抛射出来,...