10月9日，國際天體物理學(xué)雜志 The Astrophysical Journal 在線發(fā)表了中國科學(xué)院云南天文臺博士研究生封海成、研究員劉洪濤與合作者的研究成果。該研究依托麗江天文觀測站2.4米望遠(yuǎn)鏡，通過光譜觀測開展了耀變體光變與顏色變化的研究。TeV伽馬射線耀變體S5 0716+714在其高態(tài)期間，觀測發(fā)現(xiàn)了變亮變藍(lán)（BWB）現(xiàn)象，顏色與亮度、顏色變化率與亮度變化率之間強(qiáng)相關(guān)，顏色變化比亮度變化超前。
耀變體是一類相對論噴流與視線夾角比較小的活動星系核。BWB在顏色亮度圖上表現(xiàn)為一種相關(guān)性，可能產(chǎn)生于噴流中的激波物理過程，也可能與激波后的湍流等物理過程有關(guān)。其他研究小組的很多觀測研究并未發(fā)現(xiàn)耀變體有這種相關(guān)性或者相關(guān)性很弱。
封海成等人利用麗江2.4米望遠(yuǎn)鏡，在2019年9月到2020年3月期間，成功地對S5 0716+714進(jìn)行了106次分光觀測（Epoch2）。經(jīng)過細(xì)致的數(shù)據(jù)分析，包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、光譜定標(biāo)及光譜擬合，他們測得了相應(yīng)物理量的時間序列。
S5 0716+714在顏色—亮度圖、亮度變化率—顏色變化率圖上，高態(tài)（Epoch2）與低態(tài)（Epoch1）光譜變化的BWB趨勢明顯不同（圖1）；在亮度相對變化率—顏色變化率圖上，兩者基本相同（圖2），表明不同亮度狀態(tài)下的主要光變機(jī)制是相同的。發(fā)現(xiàn)了亮度依賴的BWB趨勢，最亮?xí)r可能達(dá)到了飽和狀態(tài)。
表面上，BWB趨勢依賴于觀測頻率范圍相對于同步輻射峰值頻率的位置；實(shí)際上，可能是輻射區(qū)的電子平均能量和磁場的變化控制著BWB趨勢。電子能量依賴的加速概率機(jī)制、隨機(jī)加速機(jī)制能夠產(chǎn)生對數(shù)拋物線同步輻射能譜，這些同步能譜成功地再現(xiàn)了顏色—亮度圖上的觀測數(shù)據(jù)分布。
這些新發(fā)現(xiàn)可以使我們更好地理解耀變體中的輻射機(jī)制及光變機(jī)制。
該研究得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院重點(diǎn)研究項(xiàng)目、中國科學(xué)技術(shù)部、中國科學(xué)院跨學(xué)科創(chuàng)新團(tuán)隊項(xiàng)目、中國科學(xué)院天文學(xué)聯(lián)合基金、中國科學(xué)院天體結(jié)構(gòu)與演化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的資助。
論文鏈接
圖 1：光譜流量密度變化率與光譜譜指數(shù)變化率。藍(lán)色：Epoch2，黑色：Epoch1
圖 2：流量密度相對變化率與光譜譜指數(shù)變化率。藍(lán)色：Epoch2，黑色：Epoch1
