耀變體是一類稀少和特殊的活動星系核,目前是最可能的高能中微子候選體,其相對論性噴流可能是超高能宇宙線和中微子的起源地,光變是耀變體最基本的特征,光變研究的復(fù)雜性在于噴流的內(nèi)秉機制和幾何結(jié)構(gòu)、吸積盤的變化、超大質(zhì)量雙黑洞、引力透鏡等因素都可能導(dǎo)致光變,并且不同的流量模式、不同的時標下,光變的起源可能不一樣。耀變體光學(xué)波段的長期監(jiān)測可以提供大量的觀測數(shù)據(jù)去研究光變的起源,為高能、甚高能伽馬射線的觀測提供預(yù)警,同時增加辨別耀變體作為高能中微子源的機率。
中國科學(xué)院云南天文臺麗江天文觀測站熊定榮副研究員和合作者,利用云南天文臺和西班牙安德魯西亞天體物理研究所(IAA-CSIC)合作建設(shè)的60cm全自動光學(xué)望遠鏡(BOOTES-4,國內(nèi)首臺專業(yè)級程控自主望遠鏡)對高能中微子候選體、具有甚高能輻射的耀變體S5 0716+714進行了3年的長期多色光學(xué)監(jiān)測,獲得了這個耀變體目前最大的準同時性多色測光樣本。
首次在耀變體中發(fā)現(xiàn)在低流量態(tài)下具有強的變亮變平趨勢而更高態(tài)下有弱的變亮變平的趨勢(長期譜指數(shù)隨亮度變化的趨勢),相對論性噴流中多電子族的加速和冷卻機制很好的解釋了該結(jié)果。提出利用多色光學(xué)譜指數(shù)不變?nèi)プ粉檱娏鲙缀谓Y(jié)構(gòu)的方法,該方法獨立于射電觀測,使用該方法分析多色光變曲線和譜指數(shù),發(fā)現(xiàn)該耀變體的相對論性噴流(或噴流中的激波)沿著彎曲的路徑傳播,該結(jié)果支持了非均勻的噴流模型(見下圖)。
審稿人認為這些觀測和結(jié)果對于理解相對論性噴流、光變起源是重要的,研究成果于3月23日發(fā)表在期刊《天體物理學(xué)報增刊》(2020, ApJS, 247, 49)上。
該研究成果是該研究團組在耀變體的長期光學(xué)監(jiān)測研究方面又一新的進展,近年來,利用云南天文臺麗江天文觀測站2.4米和鳳凰山1米光學(xué)望遠鏡,該團組已經(jīng)獲得了兩個著名耀變體3C 273、Mrk 501的長期光學(xué)監(jiān)測結(jié)果(2017, ApJS, 229, 21; 2016, ApJS, 222, 24)。
論文鏈接:
論文1:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/ab789b
論文2:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/aa64d2
論文3:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/0067-0049/222/2/24
圖1 耀變體S5 0716+714長期譜指數(shù)隨亮度變化的趨勢
圖2 流量、噴流幾何結(jié)構(gòu)、譜指數(shù)的變化
圖3 (從黑洞附近出來的)相對論性噴流中激波沿彎曲軌道運動的概念圖(圖片來自于https://www.bu.edu/blazars/BLLac.html)