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磁重联作为活动星系核X射线变率的潜在驱动机制

高能天体物理现象 2025-09-17 v1

摘要

我们结合2021年至2023年最新的Swift观测数据和档案中的多历元观测数据,对13个红移z > 4.5的亮类星体的X射线变率进行了系统分析。通过使用Kaplan-Meier估计方法,将光度测量的上限值纳入分析。研究发现,高红移类星体在短期(数小时至数天)和中期(数周至数月)时间尺度上均表现出X射线变率,其中短期变率主导了整体变化。X射线光度的全局均值(μL210keV\mu_{\mathrm{L_{2-10\,keV}}})与标准差(σL210keV\sigma_{\mathrm{L_{2-10\,keV}}})之间存在线性相关性,该相关性独立于X射线光子指数和光学-X射线光谱斜率。局域随机磁重联机制得到了强有力的支持,该机制可以自然地导致尺度不变的幂律能量分布,并令人满意地解释这种相关性。σ\sigma-μ\mu 相关性与已充分记录的低红移活动星系核(AGNs)的均方根-流量关系相平行,暗示磁重联机制可能驱动高红移和低红移活动星系核的短期X射线变率。我们样本中红移最高的类星体J142952+544717(z = 6.18)的光度分布延伸至1047 erg s1{10}^{47}\ \rm{erg\ {s}^{-1}},其中值光度并不显著。另一方面,J143023+420436(z = 4.7)是已知高红移耀变体中拥有最相对论性喷流的源,其高光度区(1047 erg s1{10}^{47}\ \rm{erg\ {s}^{-1}})占主导地位,使其成为多波段后续观测的理想目标。我们发现J090630+693030具有182.46天的静止系周期,J143023+420436具有16.89天的周期,两者都可以用等离子体团链的整体演化来解释,在此过程中,磁重联期间形成的磁岛可能相继合并。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.12978,
  title  = {Magnetic Reconnection as a Potential Driver of X-ray Variability in Active Galactic Nuclei},
  author = {Chen-Ran Hu and Yong-Feng Huang and Lang Cui and Hanle Zhang and Jiang-Tao Li and Li Ji and Jin-Jun Geng and Orkash Amat and Fan Xu and Chen Du and Wen-Long Zhang and Ze-Cheng Zou and Xiao-Fei Dong and Chen Deng and Pengfei Jiang and Jie Liao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.12978},
  year   = {2025}
}

备注

ApJ in press, 17 pages, 5 figures; DOI: 10.3847/1538-4357/adfed2