M87的高能辐射机制的研究

摘要

M87作为第一个被发现的非blazar(耀变类星体)的AGN(活动星系核)类TeV(1012eV)源，它有着快速的TeV耀变，以及非常平的TeV光谱。类似blazars，M87作为一个射电星系，其核区的辐射虽然较弱也是个双峰谱。不同于blazars的是，它的TeV波段很平，暗示了M87核区附近很小的γγ吸收。同时它的软波段并不像blazar那样随着高能一起剧烈光变。对于其观测谱的解释，目前主要有同步自康普顿(SSC)模型和外康普顿(EIC)模型，其中SSC模型由于其自己产生的软光子会对其逆康普顿出的γ光子造成严重的γγ吸收，另外考虑到目前没有观测到与TeV快速耀变相对应的软波段快速耀变，EIC模型因此更具有竞争优势。
　　 在我们的工作中，在完全广义相对论框架下，我们提出了一个自洽的外康普顿模型来解释M87的高能辐射：在我们的模型中，软光子来自一个径流主导的吸积盘(ADAFDisk)，相对论电子来自主喷流中的由磁重联过程加速产生的、方向随机的小的喷流（mini-jets），mini-jets中的相对论电子在其中逆康普顿散射来自盘上的软光子，进而产生从GeV到TeV的高能辐射。我们的模型对2005和2008年的高能辐射谱都给出了很好的解释，在吸积盘主导的软光子场下，γγ吸收很小，在深达距离黑洞仅仅20Rg～50Rg处都不会受什么影响，即在可观测波段(0.1-10TeV)谱型没有明显吸收痕迹；而此处的外康普顿效率也足够高到，其平均冷却时标仅仅只有102～103s。另外我们也利用mini-jets的同步辐射很好的解释了2008年的X射线耀变。