天体中喷流物理性质ppt课件

Blazar天体中喷流的物理性质,1,报告内容,Blazar天体及其喷流 新的观测结果和问题 研究课题,2,Blazar天体,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。 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。 包括BL Lac天体和平谱射电类星体（FSRQs） 具有宽波段的辐射能谱分布（SED），表现双峰结构,3,4,Blazar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Compton辐射。 喷流的形成、结构和演化决定blazar天体的辐射性质和演化特征。,5,辐射成束 ， 超光速运动 ， 辐射增强 ，,6,新的观测结果和问题,Blazar天体能谱序列 随一些物理参量减小，辐射能谱分布（SED）的峰值频率向高频移动，对应的天体从FSRQs向LBLs和HBLs过渡。,7,8,物理解释主要涉及喷流的激波耗散、相对论电子辐射冷却、功率大小和宽线区性质。 问题：新统计样本发现谱序列不存在（Anton, S. & Browne, I.W.A. 2005, MNRAS, 356, 225；Galbiati, E. et al. 2005, A&A, 430,927）,9,很多低光度源的SED峰出现在低频波段 出现一些高峰值频率的亮blazar天体 怀疑blazar谱序列可能是一种选择效应 辐射能谱的峰频率可能有内部的物理限制,10,能谱序列的理论问题 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能谱分布 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,11,Blazar谱序列统计上反映了电子能谱与辐射损失的关联，对于FSRQs天体，来自宽线区的光子能量密度主导电子的辐射损失；对于BL Lac天体，喷流中的磁场主导电子的辐射损失，决定电子能谱分布。 一些Blazar天体违反谱序列，是否凸现喷流中粒子加速或注入的重要特性？,12,Blazar天体的大尺度（Kpc）喷流 出现很多结（Knot） 不同波段结的空间轮廓（即亮度变化）不一致 结的X射线亮度沿喷流向外减小，而其射电亮度却增加 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）,13,大尺度喷流可能存在不同的电子成分和形成机制 一些blazar天体的大尺度和小尺度喷流有相近的Doppler因子和功率 喷流没有受到严重的减速或耗散,14,Blazar天体的小尺度喷流 VLBI观测发现BL Lac天体中喷流的亮温度向外迅速下降，这种下降趋势比FSRQs和射电星系明显 为什么？是BL Lac天体喷流有较强的磁场使相对论电子快速损失能量，还是喷流张角迅速增大？,15,VLBA的线偏振观测发现在小尺度上（pc尺度）Blazar天体的偏振度沿喷流向外增加，其中BL Lac天体具有较大的偏振、电矢量方向沿喷流方向，表明喷流是高磁化的流体，并存在稳定的结构和保持准直 是什么机制维持这种结构？,16,TevBlazar天体为了避免Tev辐射的正负电子对吸收，要求喷流具有较大的整体运动（15），但VLBI没有观测到喷流的高速运动，VLBA也没有观测到喷流pc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 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？,17,喷流的形成和成分 Blazar天体的喷流是以磁场主导（Poynting流）还是以物质主导（物质流）？ 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，在黑洞附近产生Poynting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Poynting流逐渐转变成运动能流的喷流（物质流）,18,观测方面，FRSQs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场，它应该以逆Compton散射过程产生软X射线，辐射能谱分布上表现出软X射线鼓包（bump），观测上没有发现，这表明喷流在宽线区内应该是Poynting流，物质主导的FRSQ喷流的形成和准直只能发生在宽线区外。,19,强激波不能在磁场主导的喷流中形成，如果FRSQs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。 FRSQs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 BL Lac天体的喷流具有怎样的构成，是否存在Ponyting流向物质流的演化？,20,研究课题,喷流的结构 从观测资料上寻找FRSQs、LBLs、HBLs不同子类天体喷流的结构特征 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、磁场结构等物理参量对辐射的影响，寻找物理参量之间的关联。,21,喷流中的粒子加速 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 分析Blazar天体不同子类的粒子加速率、辐射损失的特征形式 研究粒子加速与喷流能量耗散的关系,22,喷流的加速过程 研究Ponyting流耗散和喷流加速过程,23,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MHD方程，研究喷流的加速过程。 利用观测资料来限定不同的物理参量，统计上研究FSRQs、BL Lac天体不同子类（吸积率不同）与初始磁能、初始喷流质量和物质加载的关联。,24,谢谢！,25,