Mrk 421 的谱态切换：来自 AstroSat LAXPC/SXT 观测的结果

我们利用 LAXPC20 和 SXT 的同步观测，对高同步峰平耀变体 Mrk\,421 进行了详细的时间分辨与流量分辨 X 射线能谱分析。2017 年 1 月 3 日至 8 日期间获得的 100\,s 分箱 LAXPC20 光变曲线显示出显著的流量变化。该源在 SXT 波段的分数变化幅度为 $F_{\mathrm{rms}} = 0.210 \pm 0.005$，在 LAXPC20 波段为 $F_{\mathrm{rms}} = 0.316 \pm 0.006$。在此期间，该源的 LAXPC20 峰值计数率达到 122.94\,counts\,s$^{-1}$，而 SXT 光变曲线的峰值计数率为 26.79\,counts\,s$^{-1}$。这使我们能够通过将 100\,s 分箱的 LAXPC20 光变曲线划分为十个流量状态（S1--S10），每个状态跨度为 8\,counts\,s$^{-1}$，从而进行流量分辨光谱分析。对于每个流量状态，我们提取了同步的 SXT 和 LAXPC20 能谱并进行联合拟合。我们发现这些状态下的能谱可以很好地用同步卷积的破缺幂律描述，其拟合效果优于对数抛物线模型。低能粒子指数（破缺前的指数）在各流量状态下聚集于两个离散值附近，表明该源存在两种谱态。在这些状态下，破缺能量随流量水平的增加而持续向高能移动。时间分辨光谱分析（10-ks 片段）证实，流量直方图最好用双对数正态分布建模，而指数直方图符合双正态分布。纳入 2017-2019 年间的另外两次长期观测表明，在更长时间尺度上同样存在这种双态行为。综合来看，结果表明 Mrk\,421 常规占据两种主导谱态；在轻子同步辐射框架下，这可以通过产生对数正态流量状态的类高斯加速条件涨落来解释。