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活动星系核(AGN)是位于星系中心的超大质量黑洞，它们是吸积物质。这些活动星系核发射出运动速度接近光速的带电粒子射流，将大量能量从中心黑洞区域传送出去，并辐射到整个电磁谱。blazar是活动星系核(AGN)的极端例子，在这些例子中，准直的喷流巧合地朝向我们地球，其研究发表在《皇家天文学会月刊》上。blazar喷流有两个峰值发射波长，一个是射电到X射线，这是带电粒子加速的结果；另一个是极短波长的高能伽马射线波段。


通常（也有一些争议）归因于带电粒子散射来自其他各种来源的红外“种子”光子。所有这些波段都表现出强烈且不可预测的变异性。因此，通过对耀斑和其他可变发射的相对时间进行建模，同时对多个波段进行长期观测，为研究许多可能的物理机制提供了一种有价值的方法。CFA天文学家Mark Gurwell是一个大型天文学家团队的成员，该团队从2013-2017年监测了Blaazar CTA102从无线电到伽马射线的电磁频谱的可变性。


特别是使用亚毫米阵列来测量关键的短(毫米/亚毫米)波长无线电发射。虽然这颗明亮的耀斑自1978年以来一直受到监视，但直到1992年康普顿伽马射线天文台发射以来，它的伽马射线可变性才被发现，而2008年费米伽马射线太空望远镜任务的发射使继续观测成为可能。2016年，CTA102进入了伽马射线活动非常高的新阶段，耀斑持续了几周，在所有波长都有相应的发射变化。那年12月，人们发现了一次耀斑，其亮度是通常微弱状态的250倍以上。


为那次事件提出了几个详细的物理场景，其中一个是基于喷流几何方向的变化。现在新发表的研究论文中，研究小组指出，由于这两个发射峰值来自两个具有不同几何特征的不同过程，因此几何情景可以进行测试。例如，伽马射线和光通量来自喷流中相同的粒子运动，应该是强相关的。天文学家对2013-2017年所有可用的可变性数据进行了分析。其结论是，受方位变化调制的不均匀弯曲射流，可以直接解释CTA102的长期通量和光谱演变。


对平谱射电类星体CTA102的多波长研究，利用全地球Blazar望远镜获得的射电到光学数据、欧文斯河谷射电天文台的15 GHz数据、阿塔卡马大毫米阵列的91 GHz和103 GHz数据、快眼监视器望远镜的近红外数据以及SWIFT(光学-紫外和X射线)和费米(γ-射线)卫星的数据，研究不同波长的通量和光谱变异性以及通量变化之间的关联。在2016年11月至2017年2月期间，观测到了前所未有的γ射线耀斑活动，发生了四次重大爆发。


这四次γ射线爆发在近红外、光学和紫外波段都有相应的事件，同时观测到了峰值。发现X射线活度和γ活度基本一致。γ-射线通量变化与光学通量变化表现出普遍的强相关性，两个波段之间没有时间滞后，变化幅度相当。这种γ-射线/光学关系与成功解释了低能通量和光谱行为的几何模型相一致，表明长期通量变化主要是由于发射区视角的变化引起的多普勒因子变化。无线电和更高能量发射之间的行为差异，将归因于产生它们发射喷流区域的不同视角。


博科园｜研究/来自：哈佛史密森天体物理学中心参考期刊《皇家天文学会月刊》DOI: 10.1093/mnras/stz2792博科园｜科学、科技、科研、科普