相对论性喷流中磁重联的辐射与偏振特征——I. 系统性研究

耀变体是来自超大质量黑洞、指向极接近我们视线方向的相对论性磁化等离子体外流。其辐射以非热辐射为主，并在全电磁波谱上高度可变。相对论性磁重联被提出作为耀变体耀发期间粒子加速的驱动机制。尽管近期粒子胞中法(PIC)模拟已自洽地研究了磁重联的演化及其中粒子加速，由此产生的辐射特征尚未被系统探索。尤其是直接反映重联期间强动力学磁场演化的偏振特征，尚未被仔细研究。本文中，我们基于结合 PIC 与偏振辐射转移模拟及多种物理参数，对耀变体中磁重联产生的辐射与偏振特征进行系统性研究。我们识别出光谱演化中的“越亮越硬”趋势。此外，在同步辐射谱成分中，较高频带比较低频带倾向于更早耀发。最重要的是，偏振特征在较高频率下呈现更强变异性。我们发现时间偏振变化强烈依赖于引导场强度。具体而言，具有显著引导场分量的重联导致极高偏振度，与典型耀变体观测相矛盾；而大偏振角旋转是近反平行磁力线间磁重联的独特特征。这些旋转至少达 $90^o$ 并可延伸至 $>180^o$，且可能双向旋转。这些结果表明，已观测到大偏振角旋转的耀变体本质上具有更接近反平行的磁场形态。