相对论喷流中的光子增殖机制：天体物理意义

相对论喷流中的光子增殖涉及高能光子从喷流传播至外部环境并返回时的倍增，并在此过程中转化为正负电子对。这些光子能量密度的指数增长是由喷流的整体能量驱动的超临界过程。喷流外层的有效减速形成了具有快速核心和慢速鞘层的结构化喷流形态。在初始速度极快且功率极高的喷流中，甚至核心也能被有效减速，从而导致极高的将喷流整体能量转化为辐射的效率。减速的结构化喷流具有比恒定洛伦兹因子的简单团块模型预测的更宽的辐射角分布。这调和了由 TeV 耀变体光谱拟合确定的高多普勒因子与 VLBI 尺度观测到的低视速度之间的矛盾，以及由射电星系 Fanaroff-Riley I 型和 BL Lac 天体的观测统计与光度比所需的低喷流洛伦兹因子之间的矛盾。光子增殖产生的高能轻子种群与 TeV 耀变体光谱拟合所要求的电子注入函数约束一致。在喷流外部产生的相对论正负电子对通过逆康普顿过程发射伽马射线，可能解释了射电星系中未对准喷流相对较高的 TeV 辐射水平。该机制重现了耀变体观测到的基本光谱特征，包括耀变体序列（随着光度增加，光谱峰值向低能端移动）。该机制非常稳健，可在具有高密度光子的各种环境中运行。