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云南天文台活动星系核高能辐射机制研究获得新进展
日期:2013-07-24 |来源:云南天文台 | 【 【打印】【关闭】浏览次数:

近期,国际著名天体物理杂志《The Astrophysical Journal》(2013,ApJ, 773, 23)发表了云南天文台钟晓谷和王建成在活动星系核软X射线超辐射起源的研究工作。

活动星系核是一类非常特殊的河外天体,在小于秒差距(千米)的区域内就可以释放非常高的能量(可达到焦耳/秒),远远大于一个正常星系所有恒星辐射的总能量(约为焦耳/秒),它们是星系中央核区活动性很剧烈的区域,具有全波段的电磁辐射,如射电、红外、光学、X射线、伽玛射线等,其辐射能量远远超过了恒星内部核反应的产能。天文学家认为星系中心的超大质量黑洞吸积周围的物质形成吸积盘,通过吸积物质释放大量的引力能,作为巨大辐射能量的来源。

软X射线超是活动星系核高能辐射的重要组成部分,特别是一型的活动星系核(即吸积盘轴线与视线倾角小于90度的一类活动星系核) 有着明显的软X射线超现象。在软X射线波段,其辐射流量明显大于硬X射线波段流量,从谱型上看会形成一个突起,这便是软X射线超,但其起源问题一直没能得到有效的解决。

 

 

软X射线超辐射谱(十字叉为观测点)

通常认为软X射线超如同大蓝包一样起源于吸积盘的辐射,但是根据经典的吸积盘理论,要使吸积盘的辐射能够达到X射线波段的辐射,就要求中心黑洞质量很小,同时吸积盘吸积率接近爱丁顿吸积率。而观测发现存在明显软X射线超的源并没有严格服从这些条件;另外,观测发现软X射线超对应黑体谱的温度稳定,大致就在0.1-0.2KeV附近,这些表明经典吸积盘模型的解释存在困难。为此,人们相继提出了很多模型,如吸收反射模型、Slim盘模型、盘风模型、热康普顿模型等,但这些模型都存在一些困难,需要寻求其他的解决方案。

磁场普遍存在于各类天体中,研究工作考虑磁场的作用,提出了新的模型,即磁重联模型:在吸积盘的较差转动以及湍流的作用下,磁场不可避免的缠绕而产生磁重联。磁重联发生后,会产出激波和湍动波,它们将吸积盘中的热电子加速成非热电子,随后这些非热电子与来自吸积盘的软光子进行逆康普顿散射,产生软X射线辐射。模型成功拟合了25个活动星系核的软X射线超辐射谱,发现这些源磁能的转换效率较低,其深刻的物理本质有待进一步研究。

 
 
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