活動星系核(AGN)是位於星系中心的超大質量黑洞，它們是吸積物質。這些活動星系核發射出運動速度接近光速的帶電粒子射流，將大量能量從中心黑洞區域傳送出去，並輻射到整個電磁譜。blazar是活動星系核(AGN)的極端例子，在這些例子中，準直的噴流巧合地朝向我們地球，其研究發表在《皇家天文學會月刊》上。blazar噴流有兩個峰值發射波長，一個是射電到X射線，這是帶電粒子加速的結果；另一個是極短波長的高能伽馬射線波段。
通常（也有一些爭議）歸因於帶電粒子散射來自其他各種來源的紅外「種子」光子。所有這些波段都表現出強烈且不可預測的變異性。因此，通過對耀斑和其他可變發射的相對時間進行建模，同時對多個波段進行長期觀測，為研究許多可能的物理機制提供了一種有價值的方法。CFA天文學家Mark Gurwell是一個大型天文學家團隊的成員，該團隊從2013-2017年監測了Blaazar CTA102從無線電到伽馬射線的電磁頻譜的可變性。
特別是使用亞毫米陣列來測量關鍵的短(毫米/亞毫米)波長無線電發射。雖然這顆明亮的耀斑自1978年以來一直受到監視，但直到1992年康普頓伽馬射線天文台發射以來，它的伽馬射線可變性才被發現，而2008年費米伽馬射線太空望遠鏡任務的發射使繼續觀測成為可能。2016年，CTA102進入了伽馬射線活動非常高的新階段，耀斑持續了幾周，在所有波長都有相應的發射變化。那年12月，人們發現了一次耀斑，其亮度是通常微弱狀態的250倍以上。
為那次事件提出了幾個詳細的物理場景，其中一個是基於噴流幾何方向的變化。現在新發表的研究論文中，研究小組指出，由於這兩個發射峰值來自兩個具有不同幾何特徵的不同過程，因此幾何情景可以進行測試。例如，伽馬射線和光通量來自噴流中相同的粒子運動，應該是強相關的。天文學家對2013-2017年所有可用的可變性數據進行了分析。其結論是，受方位變化調製的不均勻彎曲射流，可以直接解釋CTA102的長期通量和光譜演變。
對平譜射電類星體CTA102的多波長研究，利用全地球Blazar望遠鏡獲得的射電到光學數據、歐文斯河谷射電天文台的15 GHz數據、阿塔卡馬大毫米陣列的91 GHz和103 GHz數據、快眼監視器望遠鏡的近紅外數據以及SWIFT(光學-紫外和X射線)和費米(γ-射線)衛星的數據，研究不同波長的通量和光譜變異性以及通量變化之間的關聯。在2016年11月至2017年2月期間，觀測到了前所未有的γ射線耀斑活動，發生了四次重大爆發。
這四次γ射線爆發在近紅外、光學和紫外波段都有相應的事件，同時觀測到了峰值。發現X射線活度和γ活度基本一致。γ-射線通量變化與光學通量變化表現出普遍的強相關性，兩個波段之間沒有時間滯後，變化幅度相當。這種γ-射線/光學關係與成功解釋了低能通量和光譜行為的幾何模型相一致，表明長期通量變化主要是由於發射區視角的變化引起的都卜勒因子變化。無線電和更高能量發射之間的行為差異，將歸因於產生它們發射噴流區域的不同視角。
博科園｜研究/來自：哈佛史密森天體物理學中心
參考期刊《皇家天文學會月刊》
DOI: 10.1093/mnras/stz2792
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