射电星系的热斑和喷流节点中的X射线辐射起源及高能粒子加速的研究

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粒子加速是高能天体物理中的基本问题,是我们理解天体中高能辐射的关键。在最近几年中,Chandra观测到了越来越多的高光度X射线辐射,这些辐射有很多是来自于射电星系和类星体的大尺度射电喷流。目前人们认为X射线辐射是天体物理中一个很普遍的现象,能对研究辐射源中的粒子加速过程提供重要线索。由于热斑和喷流节点具有一些特殊的性质,因此被认为是研究粒子加速问题的重要天体之一。   第一章,简要概述高能天文领域的相关知识,X射线观测领域的相关发展,以及喷流节点和热斑的X射线波段的观测现象。   第二章,简要介绍了各种加速理论,并对随机加速做了比较详细的说明,如湍流产生、级联、阻尼等,希望通过这个过程能够认识到湍流在天体物理等离子体中的重要作用。   第三章,采用简单随机加速模型,对热斑和节点进行SEDs拟合,并对热斑和节点的拟合参数进行统计分析,然后讨论可能的X射线辐射机制和有关的粒子加速问题。   在本文中,我们将简单随机加速模型(加速时标和逃逸时标不随能量变化),应用到射电星系热斑和节点的X射线辐射机制研究中。我们选取了42个源的样本,对源的多波段数据进行模型拟合,并作统计分析,最后讨论热斑和节点的X射线辐射机制问题及相关的粒子加速问题。我们的拟合结果显示热斑和节点的X射线辐射机制可能是不同的。一部分节点的X射线辐射是由同步辐射产生的,但是大部分源需要采用逆康普顿散射解释。不考虑多普勒增量效应时,热斑在偏离能均分条件较小的情况下可以拟合,而节点则远远偏离能均分条件。而在能均分条件下考虑增量效应时,相对论电子逆康普顿散射微波背景光子的模型可以很好的解释热斑和节点的X射线辐射。虽然可以采用一个统一模型来解释X射线的辐射起源,但是热斑和节点内部的物理条件可能是不同的,如磁场、电子的注入等。在讨论粒子加速过程时,我们发现冷却过程对电子谱的影响很大。
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