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云南天文台耀变体光变性研究获进展

2020-10-15

10月9日,The Astrophysical Journal在线发表了中国科学院云南天文台博士研究生封海成、研究员刘洪涛与合作者完成的研究成果。该研究依托丽江天文观测站2.4米望远镜,通过光谱观测开展耀变体光变与颜色变化的研究。TeV伽马射线耀变体S5 0716+714在其高态期间,观测发现变亮变蓝(BWB)现象,颜色与亮度、颜色变化率与亮度变化率之间强相关,颜色变化比亮度变化超前。


耀变体是一类相对论喷流与视线夹角比较小的活动星系核。BWB在颜色亮度图上表现为一种相关性,可能产生于喷流中的激波物理过程,也可能与激波后的湍流等物理过程有关。然而,其他研究组的观测研究,未发现耀变体有这种相关性或相关性很弱。


研究人员利用丽江2.4米望远镜,在2019年9月至2020年3月,对S5 0716+714进行106次分光观测(Epoch2)。经过细致的数据分析,包括数据预处理、光谱定标及光谱拟合,科研人员测得相应物理量的时间序列。S5 0716+714在颜色-亮度图、亮度变化率-颜色变化率图上,高态(Epoch2)与低态(Epoch1)光谱变化的BWB趋势明显不同(图1);在亮度相对变化率-颜色变化率图上,两者基本相同(图2),表明不同亮度状态下的主要光变机制是相同的。研究发现,亮度依赖的BWB趋势,最亮时可能达到饱和状态。表面上,BWB趋势依赖于观测频率范围相对于同步辐射峰值频率的位置;实际上,可能是辐射区的电子平均能量和磁场的变化控制着BWB趋势。电子能量依赖的加速概率机制、随机加速机制能够产生对数抛物线同步辐射能谱,这些同步能谱再现了颜色-亮度图上的观测数据分布。这些新发现使我们可以更好地理解耀变体中的辐射机制及光变机制。


研究工作得到国家自然科学基金、中科院重点研究项目、中国科学技术部、中科院跨学科创新团队项目、中科院天文学联合基金、中科院天体结构与演化重点实验室的资助


论文链接 


图1.光谱流量密度变化率与光谱谱指数变化率。蓝色:Epoch2,黑色:Epoch1


图2.流量密度相对变化率与光谱谱指数变化率。蓝色:Epoch2,黑色:Epoch1



来源: 云南天文台

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