近日,长春人造卫星观测站理论研究室袁琦及合作者利用兹维基瞬态研究设施(Zwicky Transient Facility,ZTF)巡天第22次数据发布(DR22)的长期光学监测数据,对1149个耀变体样本开展系统统计研究,深入分析其亮度变化和颜色变化行为,揭示了不同类型耀变体颜色变化特征及其与亮度状态、光变幅度之间的关联。相关成果发表于国际天体物理学术期刊《The Astrophysical Journal》。 耀变体是活动星系核中最为活跃的一类天体,其中心超大质量黑洞通过相对论喷流向外释放巨大能量。由于喷流方向接近观测者视线方向,其辐射会受到显著的相对论性增强效应影响,并表现出剧烈的亮度变化。因此,耀变体被认为是研究黑洞吸积、喷流结构及其辐射物理过程的重要天然实验室。长期以来,耀变体的两个子类:BL Lac天体和平谱射电类星体(FSRQ)分别倾向于表现出“越亮越蓝”(BWB)和“越亮越红”(RWB)的颜色变化规律,但以往的研究往往基于相对较小的样本(通常仅包含数个至数十个源),且监测时间基线较短,并常聚焦于源的耀发状态。随着近期新一代时域巡天项目的开展,研究人员能够获得更大样本、更长时间跨度和更均匀的光学监测数据,从而更加系统、客观地研究耀变体群体的颜色变化特征。 本研究利用超过六年的准同时光学观测数据,对589个BL Lac天体和560个FSRQ进行了统计分析。研究结果表明,虽然 BL Lac 天体整体上更容易表现出“越亮越蓝”(BWB)行为,FSRQ 整体上更容易表现出“越亮越红”(RWB)行为,但具有显著长期颜色变化趋势的源仅占较小比例。这说明耀变体的颜色变化并不能简单归结为“BL Lac 越亮越蓝、FSRQ 越亮越红”的“单一二分”模式,而可能与时间尺度、亮度状态、光变幅度以及喷流辐射成分变化等因素密切相关。因此,研究人员考虑了上述多种因素对不同类型耀变体之间颜色变化的相关性。研究发现,无论是BL Lac还是FSRQ,在较亮状态下都更倾向于呈现“越亮越蓝”的颜色行为。同时,呈现 BWB趋势的BL Lac天体比呈现RWB趋势的BL Lac天体表现出更高的光变幅度;相比之下,呈现RWB趋势的FSRQ天体比呈现BWB趋势的FSRQ天体表现出显著更大的光变幅度。两类耀变体在颜色行为与光变幅度之间表现出不的的相关性,暗示其粒子加速机制和辐射过程可能存在本质差异。 
BL Lac 天体 5BZB J0854+4408 的颜色变化随时间演化示例
该研究是目前样本规模较大的耀变体长期颜色变化特征研究之一,揭示了耀变体颜色演化与时间尺度、亮度状态、光变幅度之间的相关性,为进一步理解活动星系核喷流主导辐射过程及不同子类耀变体的光变行为提供了观测依据。本研究受吉林省青年科技人才培养项目、山东省自然科学基金、天山人才项目资助。
文章链接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ae6c28/
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