活動星系核(AGN)是位于星系中心的超大質(zhì)量黑洞，它們是吸積物質(zhì)。這些活動星系核發(fā)射出運動速度接近光速的帶電粒子射流，將大量能量從中心黑洞區(qū)域傳送出去，并輻射到整個電磁譜。

blazar是活動星系核(AGN)的極端例子，在這些例子中，準(zhǔn)直的噴流巧合地朝向我們地球，其研究發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月刊》上。blazar噴流有兩個峰值發(fā)射波長，一個是射電到X射線，這是帶電粒子加速的結(jié)果；另一個是極短波長的高能伽馬射線波段。

通常（也有一些爭議）歸因于帶電粒子散射來自其他各種來源的紅外“種子”光子。所有這些波段都表現(xiàn)出強烈且不可預(yù)測的變異性。因此，通過對耀斑和其他可變發(fā)射的相對時間進行建模，同時對多個波段進行長期觀測，為研究許多可能的物理機制提供了一種有價值的方法。CFA天文學(xué)家Mark Gurwell是一個大型天文學(xué)家團隊的成員，該團隊從2013-2017年監(jiān)測了Blaazar CTA102從無線電到伽馬射線的電磁頻譜的可變性。

特別是使用亞毫米陣列來測量關(guān)鍵的短(毫米/亞毫米)波長無線電發(fā)射。雖然這顆明亮的耀斑自1978年以來一直受到監(jiān)視，但直到1992年康普頓伽馬射線天文臺發(fā)射以來，它的伽馬射線可變性才被發(fā)現(xiàn)，而2008年費米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡任務(wù)的發(fā)射使繼續(xù)觀測成為可能。2016年，CTA102進入了伽馬射線活動非常高的新階段，耀斑持續(xù)了幾周，在所有波長都有相應(yīng)的發(fā)射變化。那年12月，人們發(fā)現(xiàn)了一次耀斑，其亮度是通常微弱狀態(tài)的250倍以上。

為那次事件提出了幾個詳細(xì)的物理場景，其中一個是基于噴流幾何方向的變化?，F(xiàn)在新發(fā)表的研究論文中，研究小組指出，由于這兩個發(fā)射峰值來自兩個具有不同幾何特征的不同過程，因此幾何情景可以進行測試。例如，伽馬射線和光通量來自噴流中相同的粒子運動，應(yīng)該是強相關(guān)的。天文學(xué)家對2013-2017年所有可用的可變性數(shù)據(jù)進行了分析。其結(jié)論是，受方位變化調(diào)制的不均勻彎曲射流，可以直接解釋CTA102的長期通量和光譜演變。

對平譜射電類星體CTA102的多波長研究，利用全地球Blazar望遠(yuǎn)鏡獲得的射電到光學(xué)數(shù)據(jù)、歐文斯河谷射電天文臺的15 GHz數(shù)據(jù)、阿塔卡馬大毫米陣列的91 GHz和103 GHz數(shù)據(jù)、快眼監(jiān)視器望遠(yuǎn)鏡的近紅外數(shù)據(jù)以及SWIFT(光學(xué)-紫外和X射線)和費米(γ-射線)衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，研究不同波長的通量和光譜變異性以及通量變化之間的關(guān)聯(lián)。在2016年11月至2017年2月期間，觀測到了前所未有的γ射線耀斑活動，發(fā)生了四次重大爆發(fā)。

這四次γ射線爆發(fā)在近紅外、光學(xué)和紫外波段都有相應(yīng)的事件，同時觀測到了峰值。發(fā)現(xiàn)X射線活度和γ活度基本一致。γ-射線通量變化與光學(xué)通量變化表現(xiàn)出普遍的強相關(guān)性，兩個波段之間沒有時間滯后，變化幅度相當(dāng)。這種γ-射線/光學(xué)關(guān)系與成功解釋了低能通量和光譜行為的幾何模型相一致，表明長期通量變化主要是由于發(fā)射區(qū)視角的變化引起的多普勒因子變化。無線電和更高能量發(fā)射之間的行為差異，將歸因于產(chǎn)生它們發(fā)射噴流區(qū)域的不同視角。

博科園｜研究/來自：哈佛史密森天體物理學(xué)中心

參考期刊《皇家天文學(xué)會月刊》

DOI: 10.1093/mnras/stz2792

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