活动星系核非均匀喷流模型研究

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我们使用一射电活动星系核样本研究了喷流的形成机制。基于K(o)nigl喷流模型,利用VLBI观测数据以及X射线数据,可以计算出喷流的洛仑兹因子、电子数密度和磁场等物理量。我们发现,喷流的洛仑兹因子和黑洞质量有很强的相关性,但是与爱丁顿比没有相关性。超大质量黑洞吸积物质增加质量的同时也吸积了物质的角动量,从而增加自旋。近期的观测也表明椭圆星系中的黑洞比漩涡星系中的黑洞自旋要大。所以我们发现的洛仑兹因子和黑洞质量的关系可能是洛仑兹因子和黑洞自旋之间的关系。洛仑兹因子和喷流中距离黑洞十个史瓦西半径处的磁场没有相关性,这与喷流通过黑洞周围磁场来加速的理论相符。我们的统计结果倾向于认为Blandford-Znajek机制的作用大于Blandford-Payne机制的作用。  VLBI可以观测到Blazar天体喷流底部的致密平谱射电核。尽管喷流成分显示出视超光速运动,但核通常是静止的。核区对于厘米波段是光学厚的,因而会有同步自吸收。喷流的连续谱在射电波段非常平,这可能是由于喷流中多个成分的光学厚射电谱叠加而造成的。在高频波段是一个幂律谱,谱指数通常较陡,这是由电子的幂律分布决定的。无论电子数密度如何分布,在光学厚部分,由于自吸收的缘故,谱指数为5/2。如果喷流中磁场和电子数密度呈幂律分布,那么喷流中不同的成分会有不同的峰值频率,叠加在一起会形成一个平谱,观测上的核位移效应也是缘于此。理论上VLBI观测到的核的边缘对应于光深约等于一的地方,观测到的射电核包含了从喷流最底部到光深等于一的地方。  K(o)nigl提出了非均匀喷流模型,模型中认为喷流是一个锥形,喷流的速度假设是不变的,随着喷流运动,等离子体也在向四周均匀扩散。喷流中的磁场强度和电子数密度认为随着到喷流顶点的距离指数下降。K(o)nigl喷流模型能解释射电平谱现象以及核位移现象。之后许多作者发展了非均匀喷流模型,其中包含各种假设和简化,然而这些模型计算都不适用于小角度情况。我们用尽可能少的假设与简化重新考虑了这个模型,并考虑到多普勒因子在小角度时在喷流内部的不同分布。我们把这个模型运用到三个BLLac天体中,拟合了观测数据,得出了喷流的物理参数。我们还进一步计算了这三个BLLac天体中动能和磁能,发现是动能占主导,说明磁能已有效地转化为动能,并对粒子进行加速。
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