天體中噴流物理性質ppt課件

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Blazar天體中噴流的物理性質,1,報告內容,Blazar天體及其噴流 新的觀測結果和問題 研究課題,2,Blazar天體,具有相對論運動噴流的活動星系核，其噴流運動方向小角度指向觀測者。 表現出大幅快速光變、高偏振、強高能輻射、視超光速運動源等性質。 包括BL Lac天體和平譜射電類星體（FSRQs） 具有寬波段的輻射能譜分布（SED），表現雙峰結構,3,4,Blazar天體的輻射主要來自噴流的貢獻，即噴流中相對論電子的同步輻射和逆Compton輻射。 噴流的形成、結構和演化決定blazar天體的輻射性質和演化特征。,5,輻射成束 ， 超光速運動 ， 輻射增強 ，,6,新的觀測結果和問題,Blazar天體能譜序列 隨一些物理參量減小，輻射能譜分布（SED）的峰值頻率向高頻移動，對應的天體從FSRQs向LBLs和HBLs過渡。,7,8,物理解釋主要涉及噴流的激波耗散、相對論電子輻射冷卻、功率大小和寬線區(qū)性質。 問題：新統(tǒng)計樣本發(fā)現譜序列不存在（Anton, S. & Browne, I.W.A. 2005, MNRAS, 356, 225；Galbiati, E. et al. 2005, A&A, 430,927）,9,很多低光度源的SED峰出現在低頻波段 出現一些高峰值頻率的亮blazar天體 懷疑blazar譜序列可能是一種選擇效應 輻射能譜的峰頻率可能有內部的物理限制,10,能譜序列的理論問題 相對論電子的能譜分布、噴流中的磁能密度、軟光子場的能量密度決定輻射的能譜分布 相對論電子的能譜分布由加速、輻射損失、電子注入等過程決定,11,Blazar譜序列統(tǒng)計上反映了電子能譜與輻射損失的關聯，對于FSRQs天體，來自寬線區(qū)的光子能量密度主導電子的輻射損失；對于BL Lac天體，噴流中的磁場主導電子的輻射損失，決定電子能譜分布。 一些Blazar天體違反譜序列，是否凸現噴流中粒子加速或注入的重要特性？,12,Blazar天體的大尺度（Kpc）噴流 出現很多結（Knot） 不同波段結的空間輪廓（即亮度變化）不一致 結的X射線亮度沿噴流向外減小，而其射電亮度卻增加 噴流中單一成分電子的輻射模型面臨困難（該模型在噴流的小尺度適用）,13,大尺度噴流可能存在不同的電子成分和形成機制 一些blazar天體的大尺度和小尺度噴流有相近的Doppler因子和功率 噴流沒有受到嚴重的減速或耗散,14,Blazar天體的小尺度噴流 VLBI觀測發(fā)現BL Lac天體中噴流的亮溫度向外迅速下降，這種下降趨勢比FSRQs和射電星系明顯 為什么？是BL Lac天體噴流有較強的磁場使相對論電子快速損失能量，還是噴流張角迅速增大？,15,VLBA的線偏振觀測發(fā)現在小尺度上（pc尺度）Blazar天體的偏振度沿噴流向外增加，其中BL Lac天體具有較大的偏振、電矢量方向沿噴流方向，表明噴流是高磁化的流體，并存在穩(wěn)定的結構和保持準直 是什么機制維持這種結構？,16,TevBlazar天體為了避免Tev輻射的正負電子對吸收，要求噴流具有較大的整體運動（15），但VLBI沒有觀測到噴流的高速運動，VLBA也沒有觀測到噴流pc尺度內的快速減速和運動激波。 噴流可能存在橫向速度分布 如何確定噴流的橫向速度結構和張角？是什么原因導致噴流的橫向速度結構？,17,噴流的形成和成分 Blazar天體的噴流是以磁場主導（Poynting流）還是以物質主導（物質流）？ 理論研究認為相對論噴流的形成與磁場的作用有關，磁場連接吸積盤和中心旋轉黑洞，在黑洞附近產生Poynting流主導的噴流，該噴流在磁壓驅動加速、攜帶物質等作用下，由Poynting流逐漸轉變成運動能流的噴流（物質流）,18,觀測方面，FRSQs寬線區(qū)和吸積盤的輻射很強，如果物質主導的相對論性噴流通過高密度輻射場，它應該以逆Compton散射過程產生軟X射線，輻射能譜分布上表現出軟X射線鼓包（bump），觀測上沒有發(fā)現，這表明噴流在寬線區(qū)內應該是Poynting流，物質主導的FRSQ噴流的形成和準直只能發(fā)生在寬線區(qū)外。,19,強激波不能在磁場主導的噴流中形成，如果FRSQs的強高能爆發(fā)由激波產生，該爆發(fā)只能發(fā)生在物質主導的噴流中。 FRSQs的噴流可能存在從內部磁場主導向外部物質主導的演化過程 BL Lac天體的噴流具有怎樣的構成，是否存在Ponyting流向物質流的演化？,20,研究課題,噴流的結構 從觀測資料上尋找FRSQs、LBLs、HBLs不同子類天體噴流的結構特征 構造具有橫向速度結構的二維噴流輻射模型，研究噴流的張角、橫向速度分布、磁場結構等物理參量對輻射的影響，尋找物理參量之間的關聯。,21,噴流中的粒子加速 利用觀測資料尋找加速率參量和輻射能譜參量之間的統(tǒng)計關聯 分析Blazar天體不同子類的粒子加速率、輻射損失的特征形式 研究粒子加速與噴流能量耗散的關系,22,噴流的加速過程 研究Ponyting流耗散和噴流加速過程,23,考慮磁場位形、初始噴流質量、物質加載、磁重聯等物理因素，求解MHD方程，研究噴流的加速過程。 利用觀測資料來限定不同的物理參量，統(tǒng)計上研究FSRQs、BL Lac天體不同子類（吸積率不同）與初始磁能、初始噴流質量和物質加載的關聯。,24,謝謝！,25,