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揭示未知伽马射线源的性质

2021-10-12 10:39     来源:PHYS&ORG     伽马射线

图 1 活跃星系喷流的艺术表现。图片来源:M. Kornmesser/ESO

一个国际天文学家团队揭示了数百个伽马射线发射源的性质,发现其中大多数属于被称为耀变体的活跃星系。

他们最近的研究发表在《天文学杂志》上。

现代伽马射线天文学中最有趣的挑战之一是寻找不明伽马射线源的低能量对应物。迄今为止,费米卫星探测到的所有天体中约有 1/3 来自不明来源,这是最新的伽马射线任务,具有前所未有的观测高能天空的能力。

由于最大的已知伽马射线源是耀变体,天文学家相信他们也可以将大多数身份不明的伽马射线源归类为耀变体。然而,他们只能通过在可见频率下观察耀变体候选者才能完全了解它们的性质。

耀变体是极其罕见的、由黑洞驱动的星系。它们在它们的中心区域拥有一个超大质量黑洞,以几乎光速以指向地球的强大喷流的形式扫荡物质。在这些射流中加速的粒子可以发出最高能量的伽马射线,因此可以被费米卫星上的仪器看到。


图 2 BL Lac 完全无特征的光谱示例,称为 J065046.49+250259.6。图片来源:Harold A. Peña Herazo

该团队由墨西哥国家天体物理、光学和电子研究所 (INAOE) 的 Harold Peña Herazo 博士领导,分析了由大天区多目标法伯光谱望远镜 (LAMOST) 在中国。

LAMOST由中国科学院国家天文台主办。它提供了一个独特的机会来揭示类似耀变体的源的性质,这些源可能是不明伽马射线源的对应物。

从费米卫星发现的来源清单中,研究人员选择了一个不确定类型的耀变体候选体(BCU)样本,这些样本与耀变体具有一些共同的特性。然而,光学光谱观察对于确定它们的正确分类和确认它们的性质是必要的。

使用LAMOST 档案中可用的光谱数据,研究人员能够将数十个 BCU 归类为耀变体。“LAMOST 数据还允许通过搜索用于确定其宇宙距离的发射或吸收线来验证数百个额外耀变体的性质,”中国科学院上海天文台的顾敏峰教授说。

绝大多数来源属于被称为 BL Lac 天体的耀变体类,并且具有完全无特征的光谱。这使得测量它们的宇宙距离成为一项极具挑战性的任务。然而,多亏了 LAMOST 的观测,还有一些幸运地在它们的光谱中揭示了可见的特征。

“我们的分析显示了 LAMOST 调查的巨大潜力,并让我们发现了一些外观不断变化的耀变体,”目前在东亚天文台担任博士后研究员的 Peña Herazo 博士说。

“值得注意的是,使用 LAMOST 观测来估计耀变体宇宙学距离的可能性对于研究这一种群、其宇宙演化、伽马射线光谱中河外伽马射线背景光的印记以及耀变体对宇宙学的贡献至关重要。河外伽马射线背景,”都灵大学的弗朗西斯科·马萨罗教授说。

“我于 2015 年开始从事这项光学活动并分析光谱数据,如今,由于 LAMOST 档案中提供的观测资料,我们无疑朝着用耀变体识别伽马射线源迈出了重要一步。由于 LAMOST,未来的前景是可以实现的数据集将明确揭示未来几年数百个新耀变体的性质,”博洛尼亚大学和 INAF-OAS 的 Federica Ricci 博士评论道。

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