李富婷，張 雄，熊定榮，徐小林，任國偉，晏培琳

(1.云南師范大學物理與電子信息學院，云南 昆明 650500；2.中國科學院云南天文臺，云南 昆明 650216)

眾所周知，耀變體是活動星系核中極其特殊的一個子類，在光學和射電波段具有偏振，在所有波長存在快速、大幅的光變，以及非熱連續(xù)輻射[1-2]。根據(jù)發(fā)射線強度可以把耀變體分為兩類，蝎虎天體(BL Lacs)不存在或存在微弱發(fā)射線，平譜射電類星體(Flat Spectrum Radio Quasars, FSRQs)具有強發(fā)射線[3-4]。耀變體光變可以根據(jù)光變時標分為3類[5-6]，包括流量變化時標以天為量級的短時標光變(Intraday Variability, IDV)、流量變化時標以月為量級的中等時標光變(Short-Term Variability, STV)和流量變化時標以年為量級的長時標光變(Long-Term Variability, LTV)。S5 0716 + 714是一個具有連續(xù)光變的蝎虎天體，在短時標光變中，光變時標通常在幾分鐘到幾小時之間，但色指數(shù)和星等之間的關(guān)系很復雜[7-9]。文[10-11]研究了2200 + 420的光變曲線，發(fā)現(xiàn)當光源變亮時，顏色會越亮越藍(Bluer When Brighter, BWB)，并且認為 “凸” 譜上的多普勒因子變化可能是解釋長期變化及其輕微色變的機制。文[12]對OJ 287進行了研究，發(fā)現(xiàn)存在顏色變藍的趨勢。文[13-14]對處于低態(tài)的OJ 287進行了觀測研究，發(fā)現(xiàn)存在顏色變藍的趨勢，對蝎虎天體H0323 + 022進行了長期觀測研究，也具有顏色變藍的趨勢。文[15]分析了44個蝎虎天體的色指數(shù)，發(fā)現(xiàn)88%的蝎虎天體都有顏色變藍的趨勢。文[16]發(fā)現(xiàn)蝎虎天體通常具有顏色變藍的趨勢，相反，平譜射電類星體具有顏色變紅的趨勢。通過研究86個樣本，文[17]發(fā)現(xiàn)所有平譜射電類星體受多普勒增強效應，并且平譜射電類星體的多普勒增強因子高于蝎虎天體。耀變體的多普勒聚束效應可以縮短視在時間尺度并極大地增強觀測光度，這是研究人員可以利用具有多普勒效應的耀變體的流量變化來研究其中央引擎的原因[18]。許多研究者已經(jīng)研究過耀變體的色指數(shù)，最常見的是通過研究色指數(shù)和星等的相關(guān)關(guān)系，進一步解釋耀變體的輻射機制。為了研究多普勒聚束效應對耀變體的影響，從SMARTS網(wǎng)站(1)http://www.astro.yale.edu/smarts/glast/home.php收集了19個費米耀變體的B和R波段星等數(shù)據(jù)做以下分析。

1 觀測數(shù)據(jù)和色指數(shù)分析

1.1 觀測數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)來自SMARTS網(wǎng)站。基于分析結(jié)果依賴于數(shù)據(jù)樣本的大小，選取B波段和R波段具有較多觀測數(shù)據(jù)的源，刪除由于觀測時間、望遠鏡故障等原因造成的不真實數(shù)據(jù)，最后獲得了19個費米耀變體在B和R波段的準同時數(shù)據(jù)，包括3C 273，3C 279，3C 454.3，0208-512，0235+164，0250-225，0402-362，0454-234，0528+134，0531-4827，1004-217，1144-379，1406-076，1424-41，1510-089，1622-297，2052-474，2142-75，2155-304。觀測歷時最長的源是3C 454.3，從儒略日(JD)2454640到2457964。19個源中0235+164和2155-304屬于蝎虎天體，其余均為平譜射電類星體，通過篩選之后，從SMARTS網(wǎng)站得到12 682組數(shù)據(jù)點，B波段和R波段數(shù)據(jù)點相同，都是6 341個。

1.2 色指數(shù)分析

2 研究結(jié)果

研究修正前后的色指數(shù)(B-R)與R波段星等(R)之間的關(guān)系。假設(shè)色指數(shù)為Y，星等值為X，則Y=a+bX。表1和表2分別是修正前后星等和色指數(shù)的相關(guān)關(guān)系，其中，a為截距；b為斜率；r為相關(guān)系數(shù)；p為置信度(P< 0.05認為相關(guān))；n為每個源對應的樣本數(shù)量。色指數(shù)為Y，星等值為X的線性關(guān)系圖如圖1至圖19。研究結(jié)果表明，調(diào)整流量基準面后的數(shù)據(jù)點集中在原始數(shù)據(jù)點的左側(cè)。在修正前，根據(jù)色指數(shù)和星等之間的相關(guān)關(guān)系可以發(fā)現(xiàn)，源3C 279，0454-234，0528+134，1004-217和1144-379具有明顯的顏色變藍的趨勢，而源3C 454.3，0402-362具有明顯的越亮越紅的趨勢。修正后的結(jié)果表明，15個源有顏色變藍的趨勢，只有3C 454.3，0250-225，1406-076和1510-089沒有表現(xiàn)出顏色變藍的趨勢。應該注意到顏色相關(guān)關(guān)系的彌散都很大。

表1 修正前色指數(shù)與星等的相關(guān)關(guān)系

表2 修正后色指數(shù)與星等的相關(guān)關(guān)系

圖1 3C 273的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

圖2 3C 279的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

圖3 3C 454.3的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

圖4 0208-512的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

圖5 0235+164的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

圖6 0250-225的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

圖7 0402-362的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

圖8 0454-234的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

圖9 0528+134的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

圖10 0531-4827的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

圖11 1004-217的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

圖12 1144-379的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

圖13 1406-076的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

圖14 1424-41的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

圖15 1510-089的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

圖16 1622-297的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

圖17 2052-474的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

圖18 2142-75的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

圖19 2155-304的色指數(shù)與星等關(guān)系圖

3 討 論

本文通過分析修正前后色指數(shù)與星等之間的相關(guān)關(guān)系發(fā)現(xiàn)：(1)修正前，只有5個源呈現(xiàn)明顯的顏色變藍的趨勢，2個源呈現(xiàn)明顯的顏色變紅的趨勢；(2)經(jīng)過修正后，有9個源呈現(xiàn)明顯的顏色變藍的趨勢，6個源呈現(xiàn)弱的顏色變藍的趨勢，只有4個源的色指數(shù)與星等不存在相關(guān)關(guān)系；(3)源3C 273，0528+143，0531-4827，1406-076，1424-41，1622-297，2052-474，2142-75的相關(guān)性在修正后增強，可以認為這些源顏色變藍的趨勢受到多普勒因子的影響。其中源3C 279，3C 454.3，0235+164，0250-225，1144-379，1510-089的相關(guān)性在修正后變小了，對于修正前后相關(guān)性無明顯變化或變小的，認為多普勒因子對這些源的色指數(shù)沒有太大影響或這些源具有較為復雜的輻射機制。用激波噴流模型能很好地解釋顏色變藍的趨勢，當大量的電子向外輻射沖擊強磁場區(qū)域，導致這個區(qū)域的輻射增加，在觀測上這些高頻率的輻射立刻暴露出來，而在低頻率的輻射要相對遲一些，從而導致在流量上升的過程中天體慢慢變藍。而由于觀測視角的改變，使得多普勒聚束因子的變化導致部分耀變體顏色變藍的趨勢減弱。