耀變體硬TeV伽馬射線輻射的起源.pdf

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1、分類號密級公開編號磧士研究摩像儉式題目耀變體硬伽馬射線輻射的起源學(xué)院（所、中心）物理科學(xué)技術(shù)學(xué)：院專業(yè)名稱理論物理研究生姓名楊濤濤學(xué)號導(dǎo)師姓名張力職稱教授年月扉頁論文獨(dú)創(chuàng)性聲明及使用授權(quán)本論文是作者在導(dǎo)師指導(dǎo)下取得的研宄成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，不存在剽竊或抄襲行為。與作者一同工作的同志對本研宄所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。現(xiàn)就論文的使用對云南大學(xué)授權(quán)如下：學(xué)校有權(quán)保留本論文（含電子版），也可以釆用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文；學(xué)校有權(quán)公布論

2、文的全部或部分內(nèi)容，可以將論文用于査閱或借閱服務(wù)；學(xué)校有權(quán)向有關(guān)機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文用于學(xué)術(shù)規(guī)范審查、社會監(jiān)督或評獎；學(xué)校有權(quán)將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容錄入有關(guān)數(shù)據(jù)庫用于檢索服務(wù)。內(nèi)部或保密的論文在解密后應(yīng)遵循此規(guī)定）摘要摘要近些年來，觀測上發(fā)現(xiàn)越來越多硬譜耀變體，這些硬譜耀變體的譜指數(shù)非常硬并且對傳統(tǒng)的同步輻射模型提出了挑戰(zhàn)，在本篇論文中，我們釆用輕子強(qiáng)子混合模型來解釋硬譜耀變體的多波段輻射。在這個模型中，假定質(zhì)子和電子都能被加速到極端相對論能量，而且假設(shè)了三種不同的電子和質(zhì)子譜。從射電到射線波段的輻射由加速電子的同步輻射產(chǎn)生。但

3、是在我們的模型中硬伽馬射線不能用輕子模型來解釋，而是由質(zhì)子的同步輻射產(chǎn)生。我們的結(jié)果顯示在當(dāng)電子被加速到極端相對論能量時(shí)，質(zhì)子同步輻射模型可以很好得解釋耀變體的硬輻射。關(guān)鍵詞：活動星系核；耀變體；輻射機(jī)制；強(qiáng)子模型；硬譜云南大學(xué)碩士學(xué)位論文，，，目錄目錄摘要目錄第一章引言第二章活動星系核簡介§活動星系核§活動星系核的分類§統(tǒng)一模型§光變§噴流§耀變體§耀變體介紹§耀變體視超光速運(yùn)動第三章輻射模型§輕子模型§同步輻射§同步自康普頓§強(qiáng)子模型§坡印亭流量和噴流功率的計(jì)算第四章模型的應(yīng)用與討論云南大學(xué)碩士學(xué)位論文§模型的應(yīng)用§分析與討

4、論第五章總結(jié)與展望參考文獻(xiàn)致謝第一章引言第一章引言耀變體是活動星系核的一種，其噴流方向與觀測者視線方向夾角非常小，觀測到的輻射譜覆蓋了整個電磁波段，并且這些輻射譜和恒星的輻射譜有很大的區(qū)別。同時(shí)活動星系核有著高亮度、非熱輻射譜、強(qiáng)的發(fā)射線等諸多特點(diǎn)。對于活動星系核的構(gòu)成，目前普遍接受的觀點(diǎn)是其核心是超大質(zhì)量黑洞，質(zhì)量大約是到個太陽質(zhì)量，超大質(zhì)量黑洞吸積周圍物質(zhì)到其附近從而形成吸積盤，吸積過程中引力勢能會通過輻射的形式發(fā)射出去。大部分活動星系核都會產(chǎn)生噴流現(xiàn)象，而噴流主要由高能帶電粒子組成，這些帶電粒子會和磁場相互作用產(chǎn)生福射。而

5、耀變體輻射譜分布主要有兩個峰一低能峰和高能峰，對于低能轄射，目前一般認(rèn)為其起源于電子的同步輻射，而對于高能福射，目前有兩種模型來解釋其成因，一種是輕子模型，一種是強(qiáng)子模型在輕子模型中，伽馬射線被認(rèn)為是通過高能電子與低能光子逆康普頓散射產(chǎn)生的，由于軟光子場的不同，輕子模型可以分為同步自康普頓模型和外康普頓模型，前者的軟光子場是同一電子的同步輻射發(fā)射出來的光子，，而后者的軟光子場是來自噴流外面的光子，，，，，，輕子模型對大多數(shù)耀變體的光譜能做出很好的擬合，，，，。在強(qiáng)子模型中，高能伽馬輻射來源于質(zhì)子同步福射和質(zhì)子光子相互作用，，，，

6、，。在活動星系核中，大約個耀變體已經(jīng)被觀測到發(fā)射出輻射，一般來說，耀變體噴流發(fā)射出的能量的光子會被河外背景光吸收這樣會生成一個較硬的譜。因?yàn)榇蟛糠钟^測到轄射的耀變體是高頻峰的蝎虎天體，我們會很自然用同步自康普頓散射來解釋輻射，然而一些譜耀變體有比較硬的固有光子譜指數(shù)，例如，⑶，⑷，向，云南大學(xué)碩士學(xué)位論文對于這些硬譜耀變體，硬伽馬射線譜不能用同步自康普頓模型來解釋。例如，在論文中對進(jìn)行了研宄并對譜進(jìn)行了擬合，指出單區(qū)的同步自康普頓模型和外康普頓模型都不足以解釋這些源的高能伽馬福射。對于強(qiáng)子模型，高能伽馬射線來源于質(zhì)子同步轄射或者

7、質(zhì)子光子相互作用，但是哪一種過程（質(zhì)子同步輻射質(zhì)子光子相互作用，或者質(zhì)子同步轄射或者質(zhì)子光子相互作用）更為重要仍在爭論中。事實(shí)上，如果高能伽馬輻射來源于質(zhì)子同步轄射，那么質(zhì)子的能量需要達(dá)到電子伏特以上，同時(shí)我們還需要較強(qiáng)的磁場，強(qiáng)磁場會使質(zhì)子的拉莫半徑小于福射區(qū)的大小。對于質(zhì)子光子相互作用，來自衰變的電子對和質(zhì)子光子相互作用產(chǎn)生的電子對會通過同步福射產(chǎn)生極高能光子，這些極高能光子會和來自電子同步福射的低能光子相互作用，這樣下去會發(fā)生級聯(lián)過程，而這些級聯(lián)過程產(chǎn)生的電子對會通過同步福射產(chǎn)生最終逃逸出來的光子。但是對于質(zhì)子光子相互作用

8、來說，強(qiáng)磁場不是必須的條件。例如，曹剛和王建成（研究了的硬伽馬射線譜，他們的研宄表明硬伽馬射線可能源自于質(zhì)子光子相互作用中的衰變。本文主要研究耀變體的硬輻射的起源，結(jié)構(gòu)如下：第二章介紹活動星系核的基本知識；第三章介紹轄射模型及其福射機(jī)制；第四章介紹用質(zhì)子同步輻射