耀变体:亮度剧烈变化的类星体

耀变体类星体的一种类型,是一个活动星系核(AGN),它和其他类星体最大的不同是具有高偏振和非常快速的亮度变化,并且耀变体的相对论性喷流大致方向会指向地球,所以以我们的视角观测耀变体的话,还会看到大部分的耀变体沿着喷流的方向前几光年处有明显的超光速运动现象。

耀变体是类星体的一种,都是由于星系超大质量黑洞驱动的,只是耀变体的相对论性喷流方向大致对着地球观测者方向,所以看起来就和一般类星体很不一样
耀变体是类星体的一种,都是由于星系超大质量黑洞驱动的,只是耀变体的相对论性喷流方向大致对着地球观测者方向,所以看起来就和一般类星体很不一样

我们知道类星体是遥远星系中的中央超大质量黑洞吞噬周围物质,这些物质(包括气体、尘埃和偶尔出现的恒星)被黑洞捕获并螺旋进入到中心黑洞内,从而形成一个热吸积盘,然后这个吸积盘会将这些物质碾碎了,以光子、电子。正电子和其他基本粒子的形式产生大量的能量。这个能量集中的区域尺寸非常小,只有0.003光年。

而吸积盘的尺寸就大得多了,可以达到数十光年的尺寸,吸积盘中包含着高密度的热气体和物质。从地球的角度看,吸积盘会表现为耀变体光谱中的发射线。

耀变体的相对论性喷流方向大致对着地球,主要是各种高能等离子体物质,速度可以接近光速
耀变体的相对论性喷流方向大致对着地球,主要是各种高能等离子体物质,速度可以接近光速

另外垂直于吸积盘的方向,是一对相对论性喷流,这两股喷流是在吸积盘和黑洞环形强磁场和强辐射风的共同作用下形成的,主要有高能等离子体构成,这些高能光子和粒子和强磁场共同作用,可以从类星体延伸到数万光年外。构成相对论性喷流的等离子体的整体速度可以达到光速的95~99%。

耀变体指的就是这类相对论性喷流指向地球方向的类星体,虽然耀变体距离地球非常遥远,可能在几十亿光年之外,但是因为相对论性喷流非常集中,所以到地球附近的时候,依然会达到一定的强度,并且在地球观测者眼中,耀变体会比它实际的亮度要更亮。

耀变体的发光区域并不到,不到0.01光年,但是它周围吸积盘的尺寸却可以达到数十光年,充满了巨量的物质,持续不断的供应贪婪的星系中央超大质量黑洞
耀变体的发光区域并不到,不到0.01光年,但是它周围吸积盘的尺寸却可以达到数十光年,充满了巨量的物质,持续不断的供应贪婪的星系中央超大质量黑洞

根据科学家的计算,如果耀变体相对论性喷流和我们的视线夹角等于5°且喷流物质速度达到99.9%光速的时候,那么地球观测到的耀变体的亮度就是它实际发射亮度的70倍,如果视线夹角为0°,那么亮度就是实际发射亮度的600倍一样。

正是因为耀变体的这种特性:人类观测到的耀变体的亮度并不是它的真实亮度,而是由喷流某些特性决定的一种视觉亮度。所以当耀变体相对论性喷流中的磁场和高能粒子之间发生一些不同的相互作用的时候,就会导致它的视觉亮度变化很大。

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