基于輕子模型研究GeV-TeV選活動星系核噴流物理性質(zhì).pdf

1、Fermi/LAT探測器投入使用以來對GeV-TeV選活動星系核的探測數(shù)目逐年遞增,其中探測到的耀變體數(shù)量占了大多數(shù),此外還有少數(shù)窄線賽弗特Ⅰ星系和射電星系?，F(xiàn)今多數(shù)人認(rèn)為GeV-TeV活動星系核整個電磁波譜可能是由相對論噴流的非熱輻射過程主導(dǎo)。這些源為我們系統(tǒng)研究相對論噴流物理性質(zhì)和不同子類之間的異同提供了很好的樣本。
　　碩士研究生期間我主要用輕子模型對GeV-TeV選平譜射電類星體寬波段能譜進(jìn)行擬合,采用最小c2技術(shù)給出1s

2、置信水平上的噴流物理參數(shù)范圍。然后對平譜射電類星體和蝎虎天體噴流性質(zhì)進(jìn)行對比研究。結(jié)果表明兩類源聚束因子統(tǒng)計上沒有差異,但輻射區(qū)相對論電子能量有很大差異,可能是由于外場光子對相對論電子冷卻程度不同引起。在擬合基礎(chǔ)上計算出噴流各組分功率和噴流總功率,進(jìn)而推導(dǎo)出噴流輻射效率和磁化參數(shù)。發(fā)現(xiàn)平譜射電類星體噴流可能由坡印亭流主導(dǎo)且有較高輻射效率,而蝎虎天體噴流可能由粒子主導(dǎo),有相對較低的輻射效率。平譜射電類星體噴流功率與黑洞質(zhì)量成正相關(guān),這一關(guān)

3、系與蝎虎天體不同。我們計算單位黑洞質(zhì)量噴流形成率和輻射率,發(fā)現(xiàn)平譜射電類星體單位黑洞質(zhì)量的噴流形成率和輻射率分布在較窄的范圍且有緊密的正相關(guān)性,而蝎虎天體卻沒有發(fā)現(xiàn)相似的特征。這些結(jié)果表明兩類源的本質(zhì)差異可能是噴流產(chǎn)生機(jī)制不同引起的,主導(dǎo)平譜射電類星體噴流的形成機(jī)制可能是BZ過程,而蝎虎天體噴流可能通過BP或BZ過程產(chǎn)生,這取決于吸積盤的結(jié)構(gòu)和吸積率。平譜射電類星體和蝎虎天體的Cavity動力學(xué)功率可能分別由磁場能量和冷質(zhì)子的動能主導(dǎo)。

4、
　　隨后將工作延展到Fermi/LAT探測的5個GeV選窄線賽弗特I星系,用噴流輕子模型結(jié)合一個標(biāo)準(zhǔn)吸積盤譜(光學(xué)紫外波段)擬合GeV選窄線賽弗特I星系寬波段能譜。推導(dǎo)出平均磁場強(qiáng)度和聚束因子都偏低于平譜射電類星體。但是GeV選窄線賽弗特I星系輻射區(qū)相對論電子能量的分布與平譜射電類星體相同?；跀M合參數(shù)計算出噴流功率、噴流輻射功率、噴流輻射效率、磁化參數(shù)和吸積盤光度,并且與耀變體噴流性質(zhì)對比。發(fā)現(xiàn)GeV選窄線賽弗特Ⅰ星系噴流性質(zhì)

5、與平譜射電類星體更相似,高輻射效率的噴流可能由坡印廷流主導(dǎo)。PMN J0948+0022與平譜射電類星體3C279相似,逆康普頓峰值光度和d有相關(guān)性,表明PMN J0948+0022觀測光度的變化由聚束因子變化引起。PKS2004-447和SBS0846+513都沒有觀測到明顯的盤輻射。為了研究GeV選窄線賽弗特Ⅰ星系噴流與吸積盤的關(guān)聯(lián)性,在 d jetL-P圖中PMN J0948+0022和1H0323+342的盤光度大于噴流功率,這

6、與大多數(shù)耀變體中兩個量的關(guān)系[1]不同。在 d rL-P關(guān)系中,除了PKS2004-447和SBS0846+513外,其它三個GeV選窄線賽弗特Ⅰ星系吸積盤光度都遠(yuǎn)大于它們噴流輻射功率,表明吸積在驅(qū)動噴流過程中起著重要的作用。
　　在系統(tǒng)的對GeV-TeV選活動星系核能譜擬合基礎(chǔ)上,我們類比研究平譜射電類星體和伽瑪射線暴相對論噴流。發(fā)現(xiàn)平譜射電類星體的jet s,jetP-L關(guān)系與伽瑪射線暴的jet jetP-L關(guān)系是一致的。平譜

7、射電類星體和伽瑪射線暴相對論噴流的輻射效率都比較高,并且都隨著Lbol,jet的增加而增加,相關(guān)性的冪律指數(shù)在誤差范圍內(nèi)也是一致的。相對平譜射電類星體來說蝎虎天體有較低的噴流輻射效率e和Lbol,jet,但兩個量也有緊密正相關(guān)性,只是斜率不同于平譜射電類星體。我們發(fā)現(xiàn)平譜射電類星體的e和s存在反相關(guān)性,但是蝎虎天體的e和s卻呈現(xiàn)弱的正相關(guān)性。經(jīng)分析表明伽瑪射線暴可能與平譜射電類星體類似,由相對論電子的同步輻射產(chǎn)生,并且對應(yīng)一個高輻射效率