中國天文學家在耀變體光變性研究中取得新進展

中國科學院雲南天文台博士研究生封海成、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米望遠鏡，通過光譜觀測開展了耀變體（Blazar）光度變化與顏色變化的研究。 伽馬射線耀變體S5 0716+714在其高態期間，觀測發現了變亮變藍（bluer-when-brighter）現象，顏色與亮度、顏色變化率與亮度變化率之間相關，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。變亮變藍在顏色亮度圖上表現為一種相關性，可能產生於噴流中的激波物理過程，也可能與激波後的湍流等物理過程有關。其他研究小組的很多觀測研究並未發現耀變體有這種相關性或者相關性很弱。

封海成等人利用麗江2.4米望遠鏡，在2019年9月到2020年3月期間，成功地對S5 0716+714進行了106次分光觀測。經過細緻的數據分析，包括數據預處理、光譜定標及光譜擬合，他們測得了相應物理量的時間序列。

S5 0716+714在顏色—亮度圖、亮度變化率—顏色變化率圖上，高態與低態光譜變化的變亮變藍趨勢明顯不同（上圖）；在亮度相對變化率—顏色變化率圖上，兩者基本相同，顯示不同亮度狀態下的主要光變機制是相同的。發現了亮度依賴的變亮變藍趨勢，最亮時可能達到了飽和狀態。

表面上，變亮變藍趨勢依賴於觀測頻率範圍相對於同步輻射峰值頻率的位置；實際上，可能是輻射區的電子平均能量和磁場的變化控制著變亮變藍趨勢。電子能量依賴的加速概率機制、隨機加速機制能夠產生對數拋物線同步輻射能譜，這些同步能譜成功地再現了顏色—亮度圖上的觀測數據分佈。

【圖、文：節錄自中國科學院雲南天文台網頁；新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在2020年10月9日出版的《天體物理學報》