关于高光度耀变体 X 射线谱的起源
高能天体物理现象
2015-06-17 v1
摘要
某些与类星体相关的耀变体的伽马射线光度表明，即使假设极强的多普勒增亮和极高的伽马射线产生效率，其喷流功率仍可达到与吸积功率相当的值。鉴于质子的辐射效率远低于电子，且粒子网格 (PIC) 模拟近期报道了电子与激波加热质子之间存在极强的耦合，轻子模型似乎比强子模型更受青睐。然而，轻子模型中电子 - 质子耦合结合伽马射线产生的外辐射康普顿 (ERC) 模型预测出极硬的 X 射线谱，其能谱指数约为 0。这与观测到的耀变体 2-10 keV 斜率不一致，后者聚集在指数值 0.6 附近。这一问题可以通过假设电子可以被辐射冷却至非相对论能量，或者假设耀变体谱在至少 10 keV 范围内完全由同步自康普顿 (SSC) 分量主导来解决。在此，我们表明所需的冷却仅在距离 r < 0.03pc 处才足够有效。另一方面，SSC 谱大致可与观测到的同步辐射和 ERC 分量同地产生，而这些分量最可能位于约秒差距尺度处。我们表明，主导的 SSC 分量也可以在比主导的同步辐射和 ERC 分量更远的地方产生，距离大于 10 秒差距。因此，取决于沿喷流能量耗散的空间分布，人们可能预期看到具有相关或不相关 X 射线的伽马射线/光学事件。在所有情况下，预测每个质子对应的电子 - 正电子对数量非常低。对所提出的 SSC 情景的直接验证需要在硬 X 射线波段进行灵敏观测，而这现在可以通过 NuSTAR 卫星实现。
引用
@article{arxiv.1311.0670,
title = {On the origin of X-ray spectra in luminous blazars},
author = {Marek Sikora and Mateusz Janiak and Krzysztof Nalewajko and Greg M. Madejski and Rafał Moderski},
journal= {arXiv preprint arXiv:1311.0670},
year = {2015}
}
备注
19 pages, 1 figure, accepted for publication in ApJ