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[硕士论文] 郭胜楚
理论物理 广西大学 2018(学位年度)
摘要:活动星系核是存在剧烈活动的星系核心,其能产生从射电到伽玛射线的宽波段辐射。至今证认的河外伽玛射线辐射源绝大多数是活动星系核,其宽波段辐射认为是喷流辐射主导的。随着探测器角分辨率的提高,活动星系核大尺度(kpc-Mpc尺度)喷流的子结构,如射电瓣、节点和热斑,在射电、光学和X射线波段都可以很好地分辩出来。但是,在伽玛射线波段除了两个射电星系Fornax A和Cen A被Fermi/LAT观测证认存在高能伽玛射线辐射以外,Fermi/LAT的角分辨率对大多数源不足以区分这个高能辐射是来自于核区喷流还是大尺度喷流。大尺度喷流伽玛射线辐射相对于核区伽玛射线辐射而言,没有明显光变、观测谱较硬。而大尺度喷流伽玛射线辐射的观测和证认对研究其辐射区物理性质、粒子加速机制等都是非常重要的。
  3C207是一个瓣辐射主导的射电星系,而且多节点的单边喷流延伸到kpc-Mpc尺度。3C207已经被Fermi/LAT证认是个伽玛射线辐射射电星系,但是Fermi/LAT并不能空间分辨其伽玛射线辐射是来自核区还是大尺度喷流的子结构。分析了Fermi/LAT对3C207过去9年的观测数据,发现它的光变曲线没有超过2σ的明显光变。在非常靠近核区的位置有个亮的节点A(knot-A),这个节点在射电、光学和X射线波段都有观测数据,这个宽波段的能谱分布(SED)可以用单区的轻子模型很好地解释,而且在能均分条件下考虑节点的相对论运动,相对论电子逆康普顿散射微波背景光过程可以很好地解释Fermi/LAT观测的平均能谱。这些结果表明3C207观测到的伽玛射线辐射可能是来自大尺度喷流的辐射。
  4C+49.22是一个伽玛射线辐射平谱射电类星体,类似于3C207存在多节点的大尺度喷流结构。同样分析了这个源Fermi/LAT的9年观测数据,发现其伽玛射线光变曲线只有一次大的流量爆发,并伴随着核区在射电、光学和X射线波段的流量变化,表明这个大的伽玛射线爆发是核区辐射主导的。检验除去爆发时源的低流量辐射是否可能来自大尺度喷流的贡献,因此收集整理了这个源大尺度喷流5个节点的宽波段SED,并在能均分条件下用单区轻子模型去拟合,发现模型在伽玛射线波段的预言流量低于这个源平静态时Fermi/LAT观测流量。考虑Fermi/LAT空间角分辨率的限制,用5个节点的总能谱与这个源在平静态时的平均伽玛射线辐射谱比较,发现模型预言流量还是低于观测值,两者流量比值是0.16。这些结果表明这个源在平静态时至少部分流量可能是大尺度喷流辐射贡献的,而这个来自延展区的稳态辐射也因此会淹没核区的低流量光变行为。
  我们的工作表明证认的伽玛射线辐射活动星系核其伽玛射线辐射主要还是由核区喷流辐射贡献的,但是也不能排除大尺度喷流辐射的贡献。进一步的研究则需要将来灵敏度更高、角分辨更好的伽玛射线探测器观测。
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