BL Lac天体高能辐射机制的研究

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耀变体是一类有极端观测特征的射电噪活动星系核(Active Galactic Nucleus,AGNs),其极端相对论性喷流的方向与观测者视线方向基本一致。蝎虎天体(BL Lac objects,BL Lacs)是耀变体的一个子类,传统的单区均匀同步自康普顿(Synchrotron-self-Compton,SSC)模型不能很好地解释部分极高同步峰频BL Lac天体(Extreme high peaked BL Lacs,EHBLs)的多波段谱能量分布(Spectral Energy Distribution,SED)。因此,需要探索其它可能存在的辐射机制。本文在系统总结了耀变体的观测特性和可能的辐射模型基础上,对BL Lacs的辐射机制进行深入研究。本论文采用双成分模型解释EHBLs多波段能谱。在该模型中,我们既考虑喷流内极端相对论性电子的同步辐射和逆康普顿散射(inverse Compton,IC)产生的能谱;同时,我们又考虑星际空间中质子与宇宙微波背景光子(cosmic microwave background,CMB)的作用(p过程)产生的高能伽马射线能谱。pγ过程产生的Bethe-Heitler电子对(BH对)能将CMB光子散射至更高能量,并产生较硬的伽马射线谱。我们将该模型应用于8个EHBLs源,较好地获得了它们的全波段能谱。通过对能谱和参数的分析,得出如下结论:1)通过比较8个EHBLs的能谱与LHAASO的性能,预测LHAASO可能会收集到1ES 0347-121、1ES 1218+304、1ES 1959+650、1ES 2344+514和RGB J0710+591的高能数据;2)讨论星际磁场场强对能谱的影响,并假设LHAASO可能探测到的前提下,讨论星际磁场场强应该在5 1018G5 1014G的范围内。pγ相互作用主要包含三个子过程:1)贝斯海特勒级联对的同步辐射和逆康普顿散射;2)0衰减产生伽马射线;3)衰减与中微子的产生有关。论文利用喷流内质子与同步辐射软光子的相互作用导致的电磁级联过程预测BL Lac天体TXS 0506+056可能的中微子辐射,上述得到如下结论:1)模型可以较好地重现TXS 0506+056的全波段能谱;2)质子在喷流内磁场和激波的影响下可形成幂律分布;3)质子与软光子作用过程可发生在喷流内,且自由参数合理。上述模型结果表明:中微子事件Ice Cube-170922A可能起源于TXS 0506+056喷流内的pγ相互作用过程。
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