The contribution of INTEGRAL to blazar science
Luigi Foschini, Valentina Bianchin
本文回顾了6年来耀变体的整体观测，从机会目标（TOO）到正常观测到协调活动，从新的和意想不到的发现到该研究领域的改进。我们还简要回顾了INTEGRAL在未来几年的预期。
We review 6 years of INTEGRAL observations of blazars, from Target-Of-Opportunity (TOO) to normal observations to coordinated campaigns, from the new and unexpected discoveries to the improvements in this research field. We also shortly review what is expected from INTEGRAL for the forthcoming years.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Extreme Synchrotron Blazars in Outburst: the Potentiality of INTEGRAL Imaging and Spectroscopy
只有~10个耀变体在软伽马射线中被OSSE和PDS探测到，通常处于耀斑状态。我们调查的成像和光谱能力的IBIS仪器板INTEGRAL的耀变体的研究。目标是：2）确定“极端同步辐射”耀变体的光谱形状，即具有高F_X/F_radio比的源，其同步辐射分量在远紫外-软X射线频率处达到峰值。我们预计，在这些来源的同步峰值转移到更高的能量在爆发，使他们强大的软γ射线发射器，因此可能的目标，积分宽带X-和γ射线光谱。
INTEGRAL observations of the blazar 3C454.3 in outburst
在2005年春天，耀变体3C454.3在从毫米到X射线的所有波长上经历了一次戏剧性的爆发。这促使INTEGRAL观测于2005年5月15日至18日完成。INTEGRAL仪器在明亮状态（~5 x 10 E-10 cgs）下从3至200 keV检测到该源，至少比以前观察到的高2-3倍。这是INTEGRAL探测到的最亮的耀变体之一。在2.5天的INTEGRAL监测期间，我们检测到硬X射线（20-40 keV）减少了约20%，这表明我们已经对耀斑的衰减部分进行了采样。在软X射线（5-15 keV）中，这种下降不太明显。同时光学变化与软X射线的光学变化相关性很弱，与硬X射线的光学变化相关性不明显。光谱能量分布表现出两个组成部分，通常在耀变体中看到，这可以与同步辐射和反康普顿散射发生在一个区域外的宽线区域。
Multifrequency Observations of the Gamma-Ray Blazar 3C 279 in Low-State during Integral AO-1
我们报告的第一个结果的多频运动从无线电硬X射线能量的突出的伽玛射线耀变体3C 279在第一年的INTEGRAL任务。这颗变星的活动水平很低，但被所有参与的仪器探测到。随后可以编制多频频谱。给出了单个测量值和编制的多频谱。此外，这2003年的宽带频谱相比，在1999年测量的高活动期间的3C 279。
A Short Hard X-ray Flare from the Blazar NRAO 530 Observed by INTEGRAL
我们报告了2004年2月17日发生在blazar NRAO 530上的一次短耀斑，并被INTEGRAL上的IBIS/ISGRI探测器偶然发现。在20-40 keV的能量范围内，在小于2000 s的时间间隔内，以约2 x 10^-10 erg cm^-2 s^-1的水平检测到低于检测限的源，这大约是检测阈值的2倍。在其他波长上，只有几乎同时的无线电数据可用（2004年2月11日在2厘米处进行了一次观测），表明偏振适度增加。这似乎是有史以来在硬X射线下在高光度耀变体中检测到的最短时间的变化事件，除非耀变体被未知的未解析的快速变化源的存在所污染。
INTEGRAL and Multiwavelength Observations of the Blazar Mrk 421 during an Active Phase
2006年6月，由于RXTE计数率增加到超过30 mCrab，触发了对发射TeV的耀变体Mrk 421的Too O观测。然后用除光谱仪SPI外的所有INTEGRAL仪器观察该源，总曝光量为829 ks。在此期间，IBIS和JEM-X观测到了几次爆发。多波长观测立即被触发，并在无线电，光学和X射线波长高达TeV的能量下观察到该源。在这些观测过程中获得的数据进行了分析，相对于光谱的演变和相关的变化。分析的初步结果载于本海报。
The broad-band X-ray spectrum of the blazar PKS B1830-211 by Chandra and INTEGRAL
本文利用Chandra和Integral观测资料对Blazar PKS 1830 -211的X射线辐射进行了宽带研究。尽管它有很高的红移（z=2.507），但它是一个明亮的X射线源（F（2-10 keV）~10^{-11} erg cm^{-2} s^{-1}），这是由于一个z=0.89的介入星系的引力透镜。先前的X射线观测将观测到的E<2 keV的吸收归因于透镜星系。我们的分析，虽然不是在与这个假设相反，也表明了内在的（电离）吸收的可能性，发生在喷流的前侧。这种情况也得到了一些证据的支持，在相同的数据中，在2.15千电子伏观察到的功能，可以解释为蓝移铁线（v/c ~ 0.18）。PKS 1830 -211的SED可以通过结合同步加速器自康普顿组件和外部光子源来很好地模拟，该外部光子源被在喷流中向外移动的相对论电子散射到γ射线能量。低能光子的主要来源是温度为10^3 K的尘埃环，正如在MeV耀变体中所预期的那样。
INTEGRAL and Swift Observations of Blazars in Outburst
耀变体3C 454.3、PKS 0537-441和PKS 2155-304通常被认为是这类最活跃的源。它们能发射所有的频率，直到伽马射线，是探测多波长核变异性的好探针。前两者也具有发光的宽发射线区域。我们最近用各种设备，包括雨燕和INTEGRAL，监测它们，并用来自相对论性喷流的非热辐射模型解释它们的变化。特别是，我们已经测试了前两个来源的假设，即通过内部冲击，即相对论性等离子体斑点的碰撞的射流内产生的可变性。这允许将所有物理量参数化为体洛伦兹因子的函数。我们作出了一个关键的假设，即每一次耀斑发作都具有一定的能量。该模型再现辉煌的多波长数据，特别是伽马射线光谱，当可用的。该模型不适用于PKS 2155-304，其变异性是由少数单个参数的独立变化引起的。
INTEGRAL observations of the blazar Mrk 421 in outburst (Results of a multi-wavelength campaign)
我们报告的结果，多波长运动的耀变体Mrk 421爆发期间。我们在X射线能量下观察到了四个在其他波长下看不到的强烈耀斑（部分原因是数据缺失）。从X射线的最快上升，可以推导出发射区域延伸的上限。观察到高能和低能X射线之间的时间滞后，这允许估计磁场强度。X射线的光谱分析揭示了低能（3 - 43 keV）光谱指数的轻微光谱硬化。Swift-XRT（0.2 - 10 keV）数据的硬度比分析表明与强度的小相关性;例如，观察到硬到软的演变。在IBIS/ISGRI的能量（20 - 150 keV）下，这种相关性不太明显。合成了多波长光谱，计算了X射线和辐射热光度。
High-redshift blazar identification for Swift J1656.3-3302
我们报告的高红移blazar识别的一个新的伽马射线源，斯威夫特J1656.3-3302，发现与BAT成像仪的斯威夫特卫星和IBIS仪器上的INTEGRAL卫星。后续的光学光谱学使我们能够将对应物识别为R波段19 mag源，其在红移z = 2.40+-0.01处显示宽的Lyman-α、Si IV、He II、C IV和C III]发射线。当INTEGRAL/IBIS数据与Swift/BAT结果进行比较时，在X射线中观察到光谱演化，当源变暗时，光谱变陡。用Swift/XRT和INTEGRAL/IBIS观测到的0.7-200 keV的X射线连续谱显示出射电强（宽发射线）活动星系核（光子指数约为1.6）的典型幂律形状和低于2 keV的光谱曲率，这可能是由于源局部的内禀吸收（N_H约为7 e22 cm-2）造成的。或者，2.7 keV附近的斜率变化（光子指数约为1）可以同样很好地描述X射线光谱。在这个红移下，观测到的20-100 keV源的光度约为1 e48 erg s-1（假设各向同性发射），使斯威夫特J1656.3-3302成为最明亮的X射线耀变体之一。这个源是另一个在20 keV以上发现的遥远伽马射线响亮类星体的例子。它也是最远的对象，在以前未确认的积分源，其性质已确定后，通过光谱学。
Multifrequency Observations of the Blazar 3C 279 in January 2006
我们报告的第一个结果的多频运动从无线电到硬X射线能量的突出的伽玛射线耀变体3C 279，这是组织在2006年1月的积分太观测，并触发其光学状态。在中间光学状态下观测到了变星耀变体，并且可以导出从射电到硬X射线能量的覆盖良好的多频光谱。SED显示出典型的双峰形状，这是来自相对论性喷流的非热同步辐射和逆康普顿辐射的特征。通过INTEGRAL和钱德拉的显著曝光时间，IC光谱（0.3 - 100 keV）被最准确地测量，首次显示出可能的弯曲。将2006年的SED与2003年观测到的SED进行比较，也是以INTEGRAL观测为中心，在光学低态期间，揭示了令人惊讶的事实：尽管高能同步辐射（近红外/光学/紫外）发生了显着变化，但SED的其余部分保持不变。特别是，低能IC发射（X射线和硬X射线能量）与2003年相同，证明这两个发射分量不会同时变化，并对3C 279的整体发射建模提供了强有力的约束。
Testing the inverse-Compton catastrophe scenario in the intra-day variable blazar S5 0716+71. I. Simultaneous broadband observations during November 2003
一些日内变化的致密河外射电源的亮度温度严重超过10^{12} K，这是非相干同步辐射源中灾难性逆康普顿（IC）冷却的极限。在非稳态条件下，可能违反IC极限，这将导致瞬态期间软伽马射线能带中的IC雪崩。在S5 0716+71中首次搜索了可能的IC灾难的宽带特征。2003年11月，在欧洲多频分析银河核研究网的框架下，开展了一项针对S5 0716+71的多频观测活动，同时还开展了一项由全地球耀变体望远镜开展的活动，其中包括由软伽马射线卫星INTEGRAL、光学、近红外、亚毫米、毫米、无线电、甚长基线阵列（VLBA）监测。S5 0716+71在射频下非常明亮，在INTEGRAL指向期间处于相当微弱的光学状态;在射电区域记录到显著的日间和低日间变化，而在光学波段观察到典型的快速变化特征。无线电和光发射之间没有相关性。INTEGRAL、JEM-X和ISGRI都没有探测到这个辐射源，但估计了3-200 keV能量带的辐射源上限。从射电变率推断出亮度温度Tb>2.1x10^{14} K，但在更高的能量下没有记录到相应的IC雪崩信号。没有IC-突变特征提供了影响无线电发射的多普勒因子的下限δ>8或对S5 0716+71中康普顿突变建模的强约束。
The INTEGRAL ground segment and its science operations centre
INTEGRAL地面部分分为业务部分和科学部分。业务部分包括任务业务中心、地面站和通信线路，而科学部分包括科学业务中心和科学数据中心。地面部分的整体架构进行了说明，特别注意的任务和功能的综合科学业务中心。
Potential Science for the OASIS Integral Field Spectrograph with Laser Guide Star Adaptive Optics
我们回顾了激光导星系统的科学案例，该系统正在为拉帕尔马的威廉赫歇尔望远镜（WHT）建造。当与NAOMI自适应光学系统和OASIS可见光波长积分场光谱仪结合使用时，我们证明了WHT可以为天体物理学研究做出贡献。
Science prospects with INTEGRAL
随着2002年10月欧空局INTEGRAL卫星的发射，将在轨道上放置一个伽马射线观测站，为研究宇宙中的高能现象提供从几千电子伏到10兆电子伏的多波长覆盖。INTEGRAL的主要科学目标包括研究致密天体，特别是微类星体、恒星核合成、高能瞬变、粒子加速和相互作用过程以及银河漫发射。在这篇评论中，我将揭示INTEGRAL在上述领域的科学前景。
The INTEGRAL Science Data Centre
INTEGRAL科学数据中心（ISDC）处理、存档和分发INTEGRAL飞行任务的数据。在ISDC，对来自卫星的数据进行处理，并搜索瞬态源和伽马射线暴。数据被存档并分发给客座观察员。一旦数据公开，任何天文学家都可以通过互联网访问数据。ISDC还提供数据分析所需的工具，并就与INTEGRAL数据有关的问题向用户提供支持。空间数据中心充当科学界与各仪器小组之间的联络点。在本文中，显示了SPI数据处理的示例。
Testing the inverse-Compton catastrophe scenario in the intra-day variable blazar S5 0716+71: II. A search for intra-day variability at millimetre wavelengths with the IRAM 30 m telescope
我们报告的BL Lac对象S5 0716+71在86 GHz和229 GHz的IRAM 30米望远镜在一个协调的宽谱带运动，集中在2003年11月10日至16日的INTEGRAL观测密集的时间采样极化通量密度监测。我们的目标是寻找逆康普顿“灾变”的特征。在86 GHz，利用一种新的校准策略，我们达到了1.2%的磁通密度测量的相对均方根精度。在此频率下，S5 0716+71没有日内变化，但在前4个观测日内有显著的日间变化，通量密度增加了34%，这不能用源外原因来解释。S5 0716+71的86 GHz线性极化分数异常大，为15.0 ± 1.8%。86 GHz时线性极化的日间变化，显著性水平>~95%; sigma_P/<P>=15%，sigma_chi=6 °，也被观察到。根据同步加速器转换频率（~86 GHz）下的辐射变化，我们计算出红移为0.3时的视亮度温度T_B，app> 1.4 × 10^14 K，这超过了逆康普顿极限两个数量级。在多普勒因子δ> 7.8的条件下对T_B，app作相对论修正，使观测到的亮温降到逆康普顿极限。通过比较86 GHz同步加速器通量密度和INTEGRAL观测获得的同步加速器自康普顿通量密度的上限，得到了δ> 14.0的更精确的下限。这种高多普勒因子的发射的相对论性波束解释了INTEGRAL没有检测到“灾难性的”逆康普顿雪崩。
The INTEGRAL Science Data Centre (ISDC)
INTEGRAL科学数据中心向科学界提供INTEGRAL数据和分析这些数据的手段。ISDC运行一个伽马射线爆发警报系统，在几秒钟内向社区提供天空中伽马射线暴的位置。它在几个小时内对数据进行快速分析，检测新的和意外的来源，并监测仪器。ISDC通过标准分析处理数据，分析结果与数据一起提供给观察员。
INTEGRAL: The Current Status
国际伽马射线天体物理学实验室致力于对能量范围在15千电子伏至10千电子伏的天体伽马射线源进行精细光谱学（Δ-E：2千电子伏半高宽@1.3兆电子伏）和精细成像（角分辨率：12弧分半高宽），同时对X射线（3 - 35千电子伏）和光学（V，550纳米）范围的源进行监测。该飞行任务被设想为由欧空局领导的观测站，俄罗斯和美国航天局提供捐助。INTEGRAL天文台将为整个科学界提供前所未有的成像和光谱学组合，涵盖广泛的能量范围。大部分观测时间将向科学界开放。本文概述了任务的主要科学目标、有效载荷和航天器的当前发展状况，并概述了科学地面部分，包括数据中心、科学操作和观测计划的关键要素
Hard X-Ray sources observed by INTEGRAL/IBIS and their science
在超过5.5年的飞行寿命之后，欧空局空间观测站INTEGRAL正在描绘软伽马射线领域的新情景。随着对400多个硬X射线源的观测和发现，我们已经改变了对一个中等拥挤和黑暗的天空的看法，这个天空基本上是由“奇特的”和不稳定的源组成的。新的高能量天空也是由各种各样的“正常”，但非常强大的对象，其特征是新的吸积和加速过程。在能量范围17-100 keV的421个源中，第三INTEGRAL/IBIS目录包括41%的星系吸积系统，29%的河外天体，8%的其他类型，26%未分类，即来源不明。如果与以前的IBIS/ISGRI调查相比，很明显，HMXB的发现率持续增加，活动星系核的发现数量增加，包括各种遥远的类星体，基本上是由于远离银河系平面的曝光增加，而没有识别的来源的百分比保持不变。到2006年底，INTEGRAL将完成核心方案的观测，因为它将提供对整个银河系平面的几乎恒定的曝光，并将从2009年初开始向科学界完全开放，供开放时间和关键方案观测。在本文中，我们简要地回顾了第三次INTEGRAL/IBIS星表（cat 3）的主要成果，包括INTEGRAL高能量天空的概要，特别是关于高能量发射源，包括低和高质量X射线双星（LMXB和HMXB），超巨星快速X射线瞬变（SFXT），脉冲星风星云（PWN）和活动星系核（AGN）。
INTEGRAL observations of the field of the BL Lacertae object S5~0716+714
2004年4月2-6日，我们用INTEGRAL对耀变体S5 0716+714进行了观测。在2004年的头几个月，该源的光学亮度稳步增加，并经历了两次爆发。在3月份发生的后者中，它达到了R = 12.1等的极端水平，这触发了我们的INTEGRAL计划。用IBIS/ISGRI探测到的目标能量高达60 keV，在30-60 keV区间的通量约为3 x 10 e-11 erg/s/cm 2，比BeppoSAX PDS在2000年10月观测到的高出约2倍。在S5 0716+714的视场中，我们还探测到了平谱射电类星体S5 0836+710和两个塞弗特星系Mkn 3和Mkn 6。它们的IBIS/ISGRI光谱相当平坦，尽管与BeppoSAX测量的光谱一致。在MKN 3的光谱中，我们发现了一些证据，在~60和~100 keV之间的断裂，让人想起在其他塞弗特星系中观察到的高能截止。这是首次报道弱活动星系核的积分谱。
SPI science prospects
随着欧空局INTEGRAL卫星于2002年10月的发射，科学界将可以利用一个伽马射线观测站，该观测站具有20千电子伏至10兆电子伏能量范围内的成像和光谱能力。本文综述了INTEGRAL星载SPI光谱仪的科学前景，它提供了前所未有的光谱分辨率，具有良好的成像能力和高灵敏度。重点将放在SPI的关键目标上，即确定银河系正电子起源，通过放射性痕量同位素26 Al和60 Fe研究银河系恒星形成和核合成活动，以及研究超新星爆炸中的核合成及其残余物的伽马射线线发射。
2003--2005 INTEGRAL and XMM-Newton observations of 3C 273
本文的目的是研究类星体3C 273宽带光谱的演化。我们分析了2003- 2005年在紫外、X射线和软伽马射线波段对blazar 3C 273进行准同步积分和XMM监测期间获得的数据，并在源长期演化的背景下研究了结果。该源的0.2-100 keV能谱符合软截止幂律和硬幂律的组合。如果用黑体或圆盘反射模型代替软截止幂律，则拟合没有改善。在观测期间，源已达到硬X射线域中的光子指数为$Γ=1.82\pm 0.01$的历史最软状态。将我们的数据与前几年可用的存档X射线数据进行比较，我们发现源朝向较软X射线发射的长期演变（光子指数在过去三十年中增加了$ΔΓ\simeq 0.3-0.4$）。我们认为，现有的理论模型进行了显着修改，以占所观察到的光谱演变的来源。
AGILE observation of a gamma-ray flare from the blazar 3C 279
上下文我们报告了AGILE卫星在2007年7月9日至13日指向室女座地区期间探测到来自伽马射线源3EG J1255-0549的强烈伽马射线耀斑，该伽马射线源与平谱射电类星体3C 279相关。目标。同时光学，X射线和伽马射线覆盖使我们能够研究光谱能量分布（SED）和理论模型相对于7月中旬的耀斑发作。方法. AGILE在其科学性能验证阶段使用其两个共同对准的成像仪观察该源：伽马射线成像探测器（GRID）和硬X射线成像仪（Super-AGILE），分别在30 MeV - 50 GeV和18 - 60 keV敏感。在AGILE观测期间，REM望远镜在光学波段和Swift卫星在X射线波段通过4次ToO观测同时监测该源。结果在2007年7月9日至13日期间，AGILE-GRID探测到了来自3C 279的伽马射线辐射，辐射源距离视场中心约2度，能量超过100 MeV时，平均通量为（210+-38）10^-8 ph cm^-2 s^-1。Super-AGILE未检测到发射，3 σ上限为10 mCrab。在持续约4天的观测期间，没有观察到明显的γ射线通量变化。结论.的光谱能量分布建模与一个均匀的单区同步自康普顿发射加上直接磁盘辐射的外部康普顿散射的贡献，并在较小程度上，由外部康普顿散射的光子从宽线区域。
First High-Contrast Science with an Integral Field Spectrograph: the Sub-Stellar Companion to GQ Lup
我们目前的调试数据从OSIRIS积分场摄谱仪（IFS）的凯克II 10米望远镜，证明效用的自适应光学IFS光谱学研究暗淡的近在明亮的恒星晕中的亚恒星同伴。我们的R~2000 J-和H-波段光谱的亚恒星同伴的1-10万年的GQ Lup补充现有的K-波段光谱和测光，并改善其光谱类型的原始估计。我们发现，GQ Lup B比Neuhauser及其合作者在发现论文中报告的（M9-L4）要热一些（M6-L0），这主要是由于发现者使用的K波段光谱分类指数的表面重力敏感性。低表面重力天体的光谱特征，如缺乏碱吸收和三角形H带连续谱，在我们的GQ Lup B光谱中确实很突出。H带连续谱的特殊形状和两种谱型估计之间的差异在H2碰撞引起的吸收强度随着表面重力的降低而减弱的背景下得到了很好的解释，正如Kirkpatrick和合作者最近提出的年轻超冷矮星。使用我们更新的光谱分类的GQ Lup B和重新评估的年龄和日心距离的主要，我们进行了比较分析，现有的亚恒星演化模型，以估计质量的同伴。我们发现GQ Lup B的质量为0.010-0.040 Msun。因此，它不太可能是已知径向速度太阳系外行星的宽轨道对应物，其质量小于0.015 Msun。相反，GQ Lup A/B可能是通过高对比度成像发现的一个不断增长的非常低质量比的广泛分离的双星家族的成员。
The INTEGRAL Core Observing Programme
INTEGRAL任务的核心计划（CP）被定义为科学观测计划的一部分，涵盖PI合作和INTEGRAL科学工作团队其他成员的保证时间观测。在任务的前两年，保证观测时间分别占年度总观测时间的35%（第1年）和30%（第2年）（每年约26.6x10^{6}s）。核心方案包括三个要素：银河中心弧度的深度曝光、定期（每周）扫描银河平面和定点观测。本文件介绍了综合核心方案的现状，并概述了关键要素。
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