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1、Blazar天体中喷流的物理性质1天体中喷流物理性质报告内容lBlazarBlazar天体及其喷流l新的观测结果和问题l研究课题2天体中喷流物理性质Blazar天体l具有相对论运动喷流的活动星系核，其具有相对论运动喷流的活动星系核，其喷流运动方向小角度指向观测者喷流运动方向小角度指向观测者。l表现出大幅快速光变、高偏振、强高能表现出大幅快速光变、高偏振、强高能辐射、视超光速运动源等性质辐射、视超光速运动源等性质。l包括包括BL LacBL Lac天体和平谱射电类星体天体和平谱射电类星体（FSRQsFSRQs） l具有宽波段的辐射能谱分布（具有宽波段的辐射能谱分布（SEDSED），），表现双峰结
2、构表现双峰结构3天体中喷流物理性质4天体中喷流物理性质lBlazarBlazar天体的辐射主要来自喷流的贡献，天体的辐射主要来自喷流的贡献，即喷流中相对论电子的同步辐射和逆即喷流中相对论电子的同步辐射和逆ComptonCompton辐射。辐射。l喷流的形成、结构和演化决定喷流的形成、结构和演化决定blazarblazar天天体的辐射性质和演化特征。体的辐射性质和演化特征。 5天体中喷流物理性质l辐射成束，l超光速运动，l辐射增强，6天体中喷流物理性质新的观测结果和问题lBlazarBlazar天体能谱序列q随一些物理参量减小，辐射能谱分布随一些物理参量减小，辐射能谱分布（SEDSED）的峰值频
3、率向高频移动，对应的）的峰值频率向高频移动，对应的天体从天体从FSRQsFSRQs向向LBLsLBLs和和HBLsHBLs过渡。过渡。7天体中喷流物理性质8天体中喷流物理性质q物理解释主要涉及喷流的激波耗散、相物理解释主要涉及喷流的激波耗散、相对论电子辐射冷却、功率大小和宽线区对论电子辐射冷却、功率大小和宽线区性质性质。q问题：新统计样本发现谱序列不存在（Anton, S. & Browne, I.W.A. 2005, Anton, S. & Browne, I.W.A. 2005, MNRAS, 356, 225MNRAS, 356, 225；Galbiati, E. et Galbiati
4、, E. et al. 2005, A&A, 430,927al. 2005, A&A, 430,927）9天体中喷流物理性质q很多低光度源的很多低光度源的SEDSED峰出现在低频波段峰出现在低频波段q出现一些高峰值频率的亮出现一些高峰值频率的亮blazarblazar天体天体q怀疑怀疑blazarblazar谱序列可能是一种选择效应谱序列可能是一种选择效应q辐射能谱的峰频率可能有内部的物理限辐射能谱的峰频率可能有内部的物理限制制10天体中喷流物理性质l能谱序列的理论问题q相对论电子的能谱分布、喷流中的磁能相对论电子的能谱分布、喷流中的磁能密度、软光子场的能量密度决定辐射的密度、软光子场的能量
5、密度决定辐射的能谱分布能谱分布q相对论电子的能谱分布由加速、辐射损相对论电子的能谱分布由加速、辐射损失、电子注入等过程决定失、电子注入等过程决定11天体中喷流物理性质qBlazarBlazar谱序列统计上反映了电子能谱与谱序列统计上反映了电子能谱与辐射损失的关联，对于辐射损失的关联，对于FSRQsFSRQs天体，来自天体，来自宽线区的光子能量密度主导电子的辐射宽线区的光子能量密度主导电子的辐射损失；对于损失；对于BL LacBL Lac天体，喷流中的磁场天体，喷流中的磁场主导电子的辐射损失，决定电子能谱分主导电子的辐射损失，决定电子能谱分布。布。一些一些Blazar天体违反谱序列，是否凸现喷天
6、体违反谱序列，是否凸现喷流中粒子加速或注入的重要特性？流中粒子加速或注入的重要特性？12天体中喷流物理性质lBlazar天体的大尺度（天体的大尺度（Kpc）喷流）喷流l出现很多结（出现很多结（Knot）q不同波段结的空间轮廓（即亮度变化）不同波段结的空间轮廓（即亮度变化）不一致不一致q结的结的X射线亮度沿喷流向外减小，而其射射线亮度沿喷流向外减小，而其射电亮度却增加电亮度却增加喷流中单一成分电子的辐射模型面临困喷流中单一成分电子的辐射模型面临困难（该模型在喷流的小尺度适用）难（该模型在喷流的小尺度适用）13天体中喷流物理性质q大尺度喷流可能存在不同的电子成分和大尺度喷流可能存在不同的电子成分和
7、形成机制形成机制q一些一些blazarblazar天体的大尺度和小尺度喷流天体的大尺度和小尺度喷流有相近的有相近的DopplerDoppler因子和功率因子和功率 喷流没有受到严重的减速或耗散喷流没有受到严重的减速或耗散14天体中喷流物理性质lBlazarBlazar天体的小尺度喷流qVLBIVLBI观测发现观测发现BL LacBL Lac天体中喷流的亮温天体中喷流的亮温度向外迅速下降，这种下降趋势比度向外迅速下降，这种下降趋势比FSRQsFSRQs和射电星系明显和射电星系明显 为什么？是是BL LacBL Lac天体喷流有较强的磁天体喷流有较强的磁场使相对论电子快速损失能量，还是喷场使相对论
8、电子快速损失能量，还是喷流张角迅速增大？流张角迅速增大？ 15天体中喷流物理性质qVLBA的线偏振观测发现在小尺度上（的线偏振观测发现在小尺度上（pc尺度）尺度）Blazar天体的偏振度沿喷流向外增天体的偏振度沿喷流向外增加，其中加，其中BLLac天体具有较大的偏振、天体具有较大的偏振、电矢量方向沿喷流方向，表明喷流是高电矢量方向沿喷流方向，表明喷流是高磁化的流体，并存在稳定的结构和保持磁化的流体，并存在稳定的结构和保持准直准直是什么机制维持这种结构？是什么机制维持这种结构？16天体中喷流物理性质qTevBlazarTevBlazar天体为了避免天体为了避免TevTev辐射的正负辐射的正负电子
9、对吸收，要求喷流具有较大的整体电子对吸收，要求喷流具有较大的整体运动（运动（1515），但），但VLBIVLBI没有观测到喷流没有观测到喷流的高速运动，的高速运动，VLBAVLBA也没有观测到喷流也没有观测到喷流pcpc尺度内的快速减速和运动激波尺度内的快速减速和运动激波。 喷流可能存在横向速度分布喷流可能存在横向速度分布 如何确定喷流的横向速度结构和张角？如何确定喷流的横向速度结构和张角？是什么原因导致喷流的横向速度结构？是什么原因导致喷流的横向速度结构？ 17天体中喷流物理性质l喷流的形成和成分qBlazar天体的喷流是以磁场主导（天体的喷流是以磁场主导（Poynting流）流）还是以物质
10、主导（物质流）？还是以物质主导（物质流）？q理论研究认为相对论喷流的形成与磁场的作用理论研究认为相对论喷流的形成与磁场的作用有关，磁场连接吸积盘和中心旋转黑洞，在黑有关，磁场连接吸积盘和中心旋转黑洞，在黑洞附近产生洞附近产生Poynting流主导的喷流，该喷流在流主导的喷流，该喷流在磁压驱动加速、携带物质等作用下，由磁压驱动加速、携带物质等作用下，由Poynting流逐渐转变成运动能流的喷流（物质流逐渐转变成运动能流的喷流（物质流）流）18天体中喷流物理性质q观测方面，观测方面，FRSQs宽线区和吸积盘的辐射很强，宽线区和吸积盘的辐射很强，如果物质主导的相对论性喷流通过高密度辐射如果物质主导的
11、相对论性喷流通过高密度辐射场，它应该以逆场，它应该以逆Compton散射过程产生软散射过程产生软X射射线，辐射能谱分布上表现出软线，辐射能谱分布上表现出软X射线鼓包射线鼓包（bump），观测上没有发现，这表明喷流在），观测上没有发现，这表明喷流在宽线区内应该是宽线区内应该是Poynting流，物质主导的流，物质主导的FRSQ喷流的形成和准直只能发生在宽线区外。喷流的形成和准直只能发生在宽线区外。19天体中喷流物理性质q强激波不能在磁场主导的喷流中形成，强激波不能在磁场主导的喷流中形成，如果如果FRSQs的强高能爆发由激波产生，的强高能爆发由激波产生，该爆发只能发生在物质主导的喷流中。该爆发只能
12、发生在物质主导的喷流中。qFRSQs的喷流可能存在从内部磁场主导的喷流可能存在从内部磁场主导向外部物质主导的演化过程向外部物质主导的演化过程qBLLac天体的喷流具有怎样的构成，是天体的喷流具有怎样的构成，是否存在否存在Ponyting流向物质流的演化？流向物质流的演化？20天体中喷流物理性质研究课题l喷流的结构l从观测资料上寻找寻找FRSQs、LBLs、HBLs不同子类天体喷流的结构特征不同子类天体喷流的结构特征q构造具有横向速度结构的二维喷流辐射构造具有横向速度结构的二维喷流辐射模型，研究喷流的张角、横向速度分布、模型，研究喷流的张角、横向速度分布、磁场结构等物理参量对辐射的影响，寻磁场结
13、构等物理参量对辐射的影响，寻找物理参量之间的关联。找物理参量之间的关联。21天体中喷流物理性质l喷流中的粒子加速喷流中的粒子加速l利用观测资料寻找加速率参量和辐射能利用观测资料寻找加速率参量和辐射能谱参量之间的统计关联谱参量之间的统计关联q分析分析Blazar天体不同子类的粒子加速率、天体不同子类的粒子加速率、辐射损失的特征形式辐射损失的特征形式q研究粒子加速与喷流能量耗散的关系研究粒子加速与喷流能量耗散的关系22天体中喷流物理性质l喷流的加速过程喷流的加速过程q研究研究Ponyting流耗散和喷流加速过程流耗散和喷流加速过程23天体中喷流物理性质q考虑磁场位形、初始喷流质量、物质加考虑磁场位形、初始喷流质量、物质加载、磁重联等物理因素，求解载、磁重联等物理因素，求解MHD方程，方程，研究喷流的加速过程。研究喷流的加速过程。q利用观测资料来限定不同的物理参量，利用观测资料来限定不同的物理参量，统计上研究统计上研究FSRQs、BLLac天体不同子类天体不同子类（吸积率不同）与初始磁能、初始喷流（吸积率不同）与初始磁能、初始喷流质量和物质加载的关联。质量和物质加载的关联。24天体中喷流物理性质谢谢！25天体中喷流物理性质
