上海天文台在耀变体光变研究上取得新进展
普遍认为，耀变体在所有电磁波段都有光变，光变时标从几分钟到几年不等。而近日，上海天文台一名访问学者的研究工作却表明，耀变体并不一定在所有电磁波段上都具有多种时标的光变。目前该工作已被《皇家天文学会月报》接收。
超大质量黑洞（质量介于几百万倍和几百亿倍太阳质量之间）普遍存在于大质量星系中心。其中一部分超大质量黑洞正吞噬着大量的气体，在其周围形成吸积盘。物质在向黑洞旋进式下落过程中，将引力能高效地转化内能，产生辐射。这便是活动星系核背后的基本物理，如图1所示。
图1：活动星系核示意图（取自Urry & Padovani, 1995）。
有一小类活动星系核，称为耀变体。它们在全电磁波段具有强烈的大幅度光变，即辐射流量发生变化，被认为是瞬变天体。在各波段，耀变体发出的辐射以喷流的非热辐射为主，能谱分布由两个峰构成：从射电到紫外或X射线波段的低频峰，普遍认为其来自于喷流中相对论电子的同步辐射；从X射线到伽马射线波段的高频峰，很可能来自于逆康普顿过程。
根据能谱分布峰值频率，耀变体可分成两类：低峰频耀变体（Low energy peaked blazars; LBL）和高峰频耀变体(High energy peaked blazars; HBL)。前者的同步辐射峰值频率在射电和光学波段之间，而后者在紫外到X射线波段之间。图2展示了它们的能谱分布。
图2：两类耀变体的能谱分布，实线和虚线分别对应低峰频耀变体和高峰频耀变体的能谱分布。该工作研究的是黄色区域对应波段处的微光变，即低峰频耀变体的X射线波段和高峰频耀变体的光学波段。
光变研究，是理解耀变体本质和物理过程最有效的手段之一。若在几分钟到一天之间，流量发生百分之几到百分之几十的变化，这一类光变被称为微光变（Intraday variability, IDV）。而时标在几星期到几个月的光变为短时标光变，若时标长至几个月到几年，就称为长时标光变。
“我们选择的样本含有12个低峰频耀变体，它们共被XMM-Newton太空望远镜观测过50次。基于这个样本，我们发现这类耀变体在X射线波段发生微光变的比例非常小。根据已有的50条光变曲线，我们仅在2条光变曲线中分析得到了微光变，也就是说比例只有4%。”该工作的第一作者Alok C. Gupta博士说，他是印度阿雅巴塔观测科学研究所(ARIES)的研究人员，目前获中国科学院国际人才计划资助，在上海天文台进行合作研究。“实际上对于高峰频耀变体，结果也相似。早期我们研究过144条高峰频耀变体光学波段的光变曲线，只有6条光变曲线显示微光变，大约4%的比例。”
对于该现象，他提出可能的解释：能谱分布中，高峰频耀变体的同步辐射峰在紫外和X射线波段间，而低峰频耀变体在红外到光学波段之间。能谱分布峰值频率似乎对这些耀变体在X射线和光学波段的光变性质有显著影响。由于在低峰频耀变体中，X射线波段来自于逆康普顿辐射，其对应的电子能量比产生同步辐射峰（光学/红外）的电子能量低，这可能导致X射线波段光变较慢，从而相对于光学波段，X射线波段微光变比例很小。
科研文章链接：
http://mnras.oxfordjournals.org/lookup/doi/10.1093/mnras/stw1667
科学联系人：
Alok C. Gupta, 上海天文台 & 阿雅巴塔观测科学研究所，alok@aries.res.in
新闻联系人：
左文文，上海天文台，wenwenzuo@shao.ac.cn
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