BL Lac天体多波段辐射机制研究

作     者：谢星星 

作者单位：云南师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郑永刚

授予年度：2021年

学科分类：07[理学] 070401[理学-天体物理] 0704[理学-天文学] 

主      题：粒子加速 辐射机制 非热 BL Lac天体 

摘      要：耀变体(Blazars)是射电噪活动星系核(Active Galactic Nucleus,AGNs),具有高光度、高偏振、大幅快速光变等特征。蝎虎天体(BLLac)作为耀变体的子类,其辐射覆盖了从射电到γ射线的所有波段。因此,对BLLac天体的研究对于解决耀变体的物理模型和能量辐射机制具有重要意义。本论文在对耀变体的基本特征、喷流内的物理过程以及辐射模型详细描述的基础上,对BLLac天体的多波段辐射机制进行研究。假设激波沿着柱形喷流传播,电子在激波上游的加速区被不断加速而获得能量,在激波下游由于辐射冷却而释放出大量的能量。根据上述假设,我们在激波下游建立四种不同情况的粒子分布,并对其进行分析讨论。基于同步自康普顿(Synchrotron Self-Compton,SSC)模型,利用得到的粒子分布计算BL Lac天体Mrk 421的多波段辐射谱能量分布(Spectral Energy Distribution,SED),对计算结果进行了分析。结果表明:(1)由于低能电子冷却时标较长,形成的粒子分布的低能部分对SED没有贡献;(2)选取合理的模型参数,模型计算结果与Mrk 421的多波段观测数据一致;(3)粒子分布的高能部分对SED的贡献和粒子能量损失过程中临界能量的改变都可能导致Mrk 421的SED变化。另外,论文收集了 40颗有红移值的高峰频TeV BL Lac天体样本的多波段观测数据,基于SSC模型计算了样本的SEDs。利用模型拟合结果得到参数分布,并对同步辐射和逆康普顿散射峰值频率、峰值光度以及喷流功率等相关喷流物理参量进行统计分析,结果表明:(1)康普顿主导Ac均小于1,说明辐射由SSC过程主导;(2)logvppeaksyn和log vpeakic之间存在线性正相关关系,log Lpeaksyn与log Lpeakic之间存在线性正相关关系;(3)logLpeaksyn和log Lpeakic都与喷流总功率之间呈现出线性正相关关系,喷流电子功率和喷流质子功率都与喷流总功率呈现出线性正相关关系。上述结果证明SSC模型能解释高峰频TeV BL Lac天体的多波段辐射。