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平谱射电类星体在逆康普顿机制中软光子来源的研究*

2021-10-26刘小鹏王泽睿杜雷鸣谢照华徐云冰邓雪娇李海凤

天文研究与技术 2021年4期

刘小鹏,王泽睿,杜雷鸣,谢照华,徐云冰,邓雪娇,李海凤

(1. 云南师范大学物理与电子信息学院,云南 昆明 650500;2. 南京大学天文与空间科学学院,江苏 南京 210093)

耀变体(Blazar)是观测者视线沿相对论性喷流轴向观测的射电噪活动星系核[1](Radio-Loud Active Galactic Nuclei)的一类,包括可以观测到强发射线的平谱射电类星体和观测到弱发射线或者无发射线的蝎虎天体(BL Lacerate, BL lac)两个子类[2]。观测上,耀变体的宽波段辐射是从射电到伽马射线波段的光谱能量分布(Spectral Energy Distribution, SED),在logv-logvFν图上呈现典型的双峰结构。前人对这种双峰结构进行了大量的研究,目前应用最为广泛的轻子模型认为,低能峰由相对论电子的同步辐射(Synchrotron Radiation, Syn)产生,高能峰由相对论电子与软光子作用的逆康普顿散射[3](Inverse Compton scattering, IC)产生。如果软光子来自同步辐射,称为同步辐射自康普顿模型[4](Synchrotron Self-Compton, SSC);如果软光子来自喷流外部,称为外康普顿模型(External Compton, EC)。在外康普顿模型下,软光子可能来源于吸积盘[5](Accretion Disc, AD)、宽线区[6]或尘埃环[7]。到目前为止,逆康普顿散射的软光子来源仍然无法完全确定[8]。

研究认为,耀变体的短时标光变现象意味着产生辐射的位置在宽线区以内[9-10]。标准的单区轻子模型无法解释从平谱射电类星体源3C 279[11],3C 454.3[12]和4C 21.35[13]观测到的甚高能伽马辐射(≥100 GeV)现象。利用甚长基线干涉技术[14](Very-Long Baseline Interferometry, VLBI)对射电辐射的观测发现,在射电波段有一些明亮的区域,这些区域称为射电核,其位置远离中心黑洞,甚至在尘埃环之外[15]。文[16]收集了60个有多波段准同时数据的平谱射电类星体,在单区模型框架下,逆康普顿散射机制中同时考虑宽线区和尘埃环贡献的种子光子,他们发现平谱射电类星体的高能辐射来源于宽线区之外、尘埃环之内。……

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