Blazars中高能辐射机制研究

高能辐射探测器取得了很多重要观测结果。目前，在甚高能段(E>100 GeV)观测到的河外TeV γ射线源有46个，这些源中大部分源在GeV能段的辐射已经被以研究活动星系核喷流中高能粒子的加速和辐射机制为主要科学目标的Fermi-LAT探测到，这些观测结果为研究Blazars的粒子加速和高能辐射机制带来了新的机遇和挑战。本项目拟利用国内现有的观测设备对Blazars的光变进行监测，利用现有的从射电到X射线波段的准同时性观测数据,根据可能的辐射模型对Fermi-LAT γ射线Blazars源多波段能谱及其变化情况进行研究；拟用二阶Fermi加速过程解释Blazars高能辐射流量快速变化；拟在目前主流的轻子辐射模型的基础上加入强子成分用于解释Fermi-LAT γ射线Blazars源的多波段能谱。

目前，在甚高能段(E>100 GeV)观测到的河外TeV 伽玛射线源有53 个，这些源中大部分源在GeV能段的辐射已经被以研究活动星系核喷流中高能粒子的加速和辐射机制为主要科学目标的Fermi-LAT探测到，这些观测结果为研究Blazars的粒子加速和高能辐射机制带来了新的机遇和挑战。本项目主要开展了下列三个方面的工作：（1）利用国内现有的观测设备对Blazars的光变进行监测，利用现有的从射电到X射线波段的准同时性观测数据,根据可能的辐射模型对Fermi-LAT伽玛射线Blazars多波段能谱及其变化情况进行研究；（2）用二阶Fermi 加速过程解释Blazars高能辐射流量快速变化；（3）在轻子辐射模型的基础上加入强子成分用于解释Fermi-LAT伽玛射线Blazars的多波段能谱。.通过该项目研究，我们在伽玛射线Blazars多波段能谱及其变化辐射机制方面取得了系列研究成果：（1）我们利用均匀含时同步自康普顿模型对耀变体高能辐射快速变化进行研究，发现耀变体高能辐射快速变化可能起源于喷流内粒子的随机加速 。（2）传统的高能伽玛射线能谱辐射模型(轻子起源模型)与河外星系背景光模型预言观测到的耀变体高能伽玛射线辐射能谱应该表现出明显的吸收特征(例如，观测到的耀变体辐射能谱变软并在1TeV附近存在明显的截断)。然而，高能辐射探测器并没有观测到上述特征能谱。为了研究观测到的耀变体高能伽玛射线辐射能谱特性，我们提出了一个可能的耀变体高能伽玛辐射“硬谱”的辐射起源模型。模型研究结果表明，观测到弱的伽玛射线吸收可能是由于高能宇宙射线质子与星际背景光子作用产生次级伽玛射线辐射而补偿了电子对产生吸收的伽玛射线 。