雲師大:驅動這個「耀變體」的初級黑洞,竟高達77億倍太陽質量!

2020-11-24 騰訊網

來自我們中國雲南師範大學的天文學家對耀變體（Blaazar）3FGL J0449.4-4350進行了伽馬射線和光學可變性分析，其研究發表在《arxiv》上，報告了從源頭檢測到可能的準周期振蕩(QPO)，並為此類行為的起源提供了更多見解。耀變體是一種非常緻密的類星體，與活躍的巨型橢圓星系中心超大質量黑洞有關，可以在廣泛的時間尺度上表現出可變性。

耀變體屬於一個更大的活躍星系群，擁有活動星系核(AGN)，耀變體的特徵是相對論噴流。根據其光學發射特性，天文學家將耀變體分為兩類：具有突出而寬廣光學發射線的平譜射電類星體(FSRQ)和沒有突出和寬廣光學發射線的耀變體。紅移為0.205的3FGLJ0449.4-4350(也稱為PKS0447-439)是一顆耀變體，它展示了光學波段和伽馬射線的可變性。

特別是觀測表明，耀變體光學波段和伽馬射線通量是同步變化的，因此，對耀變體的長期監測對於了解耀變體典型行為必不可少。現在由中國雲南師範大學邢楊（音譯）帶領的天文學家小組，對3FGL J0449.4-4350的光曲線進行了時間序列分析。研究已經梳理了來自卡塔琳娜實時瞬態調查(CRTS)和美國國家航空航天局(NASA)費米太空飛行器的檔案數據，旨在更多地揭示這個物體的可變性。

研究拼接了耀變體3FGLJ0449.4-4350在光學和γ射線波段的歷史光曲線，時間跨度約為10年，用四種不同的方法(Lomb-Scarger周期圖、REDFIT38、Jurkevich和DACF)分析了光曲線的周期性變化。在3FGLJ0449.4-4350的光曲線中尋找準周期，發現了大約450天的準周期軌道。研究人員強調，要證實這一發現還需要進一步的研究，因為很難在耀變體的光線曲線中區分周期性信號和隨機信號。

然而，如果信號真的是QPO，研究推測這種準周期性的可能物理原因可能是超大質量雙星黑洞(SMBBH)系統中耀變體噴流的螺旋運動，如果這種情況屬實，那麼初級黑洞的質量應該是大約77億太陽質量。噴流的螺旋運動，很可能是由超大質量雙星黑洞系統中的軌道運動驅動，這意味著3FGL J0449.4-4350可能是超大質量雙星黑洞的候選者。

根據冷暗物質(CDM)宇宙學模型，超大質量雙星黑洞是在星系合併後形成，3FGLJ0449.4-4350中噴流螺旋運動的物理驅動準周期估計至少約為56年，但一些計算表明甚至是230年。假設它起源於一個正在經歷重大合併超大質量雙黑洞(SMBBH)系統中的螺旋運動噴流，為了探索伽馬射線的起源，研究利用離散相關函數(DCF)方法研究了光學-伽馬射線關聯，發現兩個波段之間的關聯非常顯著，這種強關聯往往意味著產生伽馬射線的輕子自同步康普頓(LSSC)模型。

博科園｜研究/來自：雲南師範大學

Copyright Science X Network/Tomasz Nowakowski/Phys

參考期刊《arxiv》

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