中国天文学家利用美国宇航局的费米航天器,研究了遥远的3C279耀变体中伽马射线耀斑的变化和光谱行为。这项研究的结果发表在太平洋天文学会出版物上,可以帮助研究人员更好地了解耀变体的燃烧活动。

研究人员检查了耀变体3C279的伽马射线耀斑

耀变体是非常紧凑的类星体,与活跃的巨型椭圆星系中心的超大质量黑洞有关。根据它们的光发射特性,天文学家将耀变体分为两类:具有突出和宽光发射线的平谱射电类星体(FSRQ)和不具有突出和宽光发射线的BLLacertae天体(BLLacs)。

在大约50亿光年的距离上,3C279是一个FSRQ,估计黑洞质量为300-8亿个太阳质量。它是高能天空中一个明亮而强大的伽马射线源,被称为第一个在GeV能量上显示出强烈而快速变化的耀变体。

在过去的10年中,3C279经历了数次爆发,其中3次在伽马射线范围内发生于2018年。由中国广州大学王格格领导的天文学家团队使用观测器观测了这三个伽马射线耀斑费米大面积望远镜(LAT)。

“在本文中,我们分析了LAT数据并研究了类星体3C279在2018年的三个伽马射线耀斑期间的快速变化和光谱行为。在获得的每日分箱长期LAT光曲线中,我们宣布了三个伽马射线MJD58091到MJD58373期间的耀斑(F1、F2、F3)在0.1-300GeV的能量范围内,”研究人员写道。

由于耀斑F1和F3没有显示出值得注意的快速成分或轮廓,Wang的团队设法仅对耀斑F2进行了详细的分钟时间尺度分档光变曲线和伽马射线光谱分析。事实证明,F2中的伽马射线通量峰值已经超过了2015年上一次燃烧活动期间记录的水平。

研究发现,3C279在耀斑或静止状态下的伽马射线能谱均未显示出任何明显的断裂。这一发现表明,耀变体的伽马射线耗散区域在宽线区域(BLR)之外,能量耗散可能是由于散射尘埃环面红外光子的逆康普顿(IC)过程造成的。

天文学家计算了耀斑F2的“爆发前”、“耀斑”和“耀斑后”状态的宽带光谱能量分布(SED)。他们还计算了耀变体的磁化比和电子与磁场的能量密度比。总而言之,结果表明耀斑F2可能是由耗散团外注入的高能电子引起的。

“我们建议从团块外部注入更高能量的电子并引发耀斑……电子在外部被加速到更高的能量并在很短的时间内注入到团块中,”该论文的作者总结道。