活动星系核中伽玛射线辐射区位置研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
11103060
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
30.0万
负责人：
陈亮
依托单位：
中国科学院上海天文台
学科分类：
A1404.星系相互作用和核活动
结题年份：
2014
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2014-12-31

项目参与者：
李璠；柴博；游贝；
关键词：
伽玛射线辐射转移逆康普顿散射活动星系核

项目摘要

本项目主要研究活动星系核（AGN）中伽玛射线辐射区的位置。其位置的确定对于研究喷流能量的耗散、粒子加速等过程有重要意义。本项目将从两个角度着手研究此问题。其一，我们之前的研究工作给出了基于多波段能谱来限制外光子场性质的方法。本项目将利用最新的Fermi卫星释放的伽玛射线数据和其他波段数据结合我们的方法来研究一些伽玛射线亮AGN的外光子场性质，从而限制辐射区位置。其二，本项目将研究AGN中约100GeV的伽玛光子经宽线区辐射吸收后产生的高能电子对进一步逆康普顿散射尘埃环红外辐射的问题。我们预期这种辐射转移过程将显著地改变GeV-TeV波段的能谱。那么，观测上的GeV-TeV能谱将可以限制宽线区吸收的强度，进而限制伽玛射线辐射区的位置。本项目将进一步利用最新的GeV-TeV数据，以具体实例（如4C +21.35，3C 279等）结合此辐射转移过程来限制伽玛射线辐射区的位置。

结项摘要

我们按照项目计划书开展了科学研究。本项目主要研究了射电噪活动星系核Blazar的伽玛射线辐射区位置；并围绕此课题展开研究了活动星系核中喷流的其他物理问题。通过本项目的研究，我们发现，1、Blazar辐射区位置由中心黑洞吸积系统性质决定：黑洞质量越大，辐射区位置（以宽线区尺度为单位）就越靠外。2、统计上来说，Blazar辐射区位置可能位于宽线区以外（仍在尘埃环内）。3、Blazar辐射区位置与其能谱的峰值频率、光度、能谱轮廓等相关，此关联直接反映了喷流中的粒子加速机制。4、Blazar能谱的曲率与其同步峰的峰值频率呈现强相关，研究发现随机加速可以解释这种相关关系。5、Blazar喷流的主要成分（数密度）可能为正负电子对主导，但喷流的主要功率仍为质子携带。6、Blazar伽玛射线辐射强或弱的主要决定因素有两个，其相对论性喷流多普勒放大效应的强弱和其内禀射电流量的强弱。7、尽管S5 0716+714是一个典型的BL Lac天体，但其伽玛射线辐射并非同步自康普顿辐射起源，而是需要外康普顿辐射成分；这与传统理解的BL Lac天体伽玛射线辐射是同步自康普顿辐射起源不同。8、尽管III Zw 2和PG 1407+265是两个非射电噪却有相对性喷流的奇怪活动星系核，我们研究发现III Zw 2的多波段辐射以及吸积盘、喷流的性质和正常射电噪活动星系核Balzar是一样的，而PG 1407+265可能仅是一个普通的射电宁静活动星系核。