费米（Fermi）揭示了Blazars的独特特性

一个天文学家团队使用费米数据来揭示blazar在整个宇宙中的分布方式，并显示出定义每种blazar的独特属性。

天文学家研究了由美国国家航空航天局（NASA）的费米伽马射线太空望远镜监视的两类黑洞供电星系，发现有证据表明它们代表同一宇宙币的不同面。通过揭开这些被称为“ blazars”的物体在整个宇宙中的分布方式，科学家们发现，定义每一类的明显独特的特性更有可能反映出银河系从其中心黑洞中提取能量的方式发生了变化。

南卡罗来纳州克莱姆森大学的天体物理学家首席研究员马可·阿杰罗说：“我们可以将一种危险类型的汽车视为耗油汽车，而将另一种类型的汽车视为节能型电动汽车。”“我们的结果表明，我们实际上看到的是杂种，它们随着年龄的增长以不同的方式利用黑洞的能量。”

正如这位画家的概念所示，天文学家曾经认为是两个blazar家族，实际上可能是一个。黑洞在积聚大量沙拉期间储存在黑洞中的能量，稍后可能会被大酒渣t利用，以在黑气体耗尽后很长时间继续其高能排放。图像

活跃的星系拥有由黑洞驱动的异常发光的核，黑洞包含太阳质量的数百万甚至数十亿倍。当气体落入这些超大质量黑洞时，它会沉降到吸积盘中并加热。在黑洞边缘附近，通过尚未充分理解的过程，一些气体以接近光速的相反方向喷出，从磁盘中喷出。

Blazars是活跃星系中能量最高的类型，可在从无线电到伽玛射线的整个光谱范围内发光。在费米大面积望远镜分类的伽马射线源中，它们占了一半以上，迄今为止已探测到1000多个。天文学家认为，爆炸物之所以如此强烈，是因为它们碰巧会向我们倾斜，使一架喷气式飞机几乎进入了我们的视线。几乎直接从接近光速的粒子射流的筒中向下看，射流及其产生区域的辐射占据了我们的视野。

要被视为天体，活跃的星系必须在短至几天的时间尺度上显示可见光的快速变化，强烈的光偏振或在具有“平坦光谱”的无线电波长下明亮地发光-也就是说，一个显示相对较小的相邻频率之间的亮度变化。

天文学家已经确定了布拉扎尔谱系中的两种模型。一种被称为平面光谱无线电类星体（FSRQ），显示出主动吸积盘发出的强辐射，更高的光度，更小的黑洞质量以及更低的射流粒子加速度。另一个叫做BL Lacs，完全由射流发射控制，射流粒子达到更高的能量，而吸积盘发射则微弱或不存在。

阿耶洛在周二在波士顿举行的美国天文学会会议上发表讲话时说，他和他的团队想探究这些物体的分布在宇宙历史过程中是如何变化的，但是对于大量产生伽马射线的BL Lac来说，距离信息是可靠的物体很难拿到。

罗马意大利航天局科学数据中心的天文学家达里奥·加斯帕里尼（Dario Gasparrini）解释说：“确定距离最重要的工具之一是，当我们深入宇宙时，光谱线向更红的波长移动。”“ BL Lacs发出的弱磁盘发射使测量它们的红移非常困难，因此很难确定距离。”

因此，该团队进行了广泛的光学观测计划，以测量费米探测到的BL Lac物体的红移。

“这个项目已经花费了数年，如果没有我们的同事广泛使用许多地面观测站的话，根本不可能实现，”研究机构卡夫里粒子天体物理与宇宙学研究所天体物理学家罗杰·罗曼尼说。由斯坦福大学和位于加州门洛帕克的SLAC国家加速器实验室联合运营。

红移调查包括由罗曼尼（Romani）领导的德克萨斯州麦当劳天文台的Hobby-Eberly望远镜上的25个夜晚；在帕洛玛天文台的200英寸望远镜上住了8个晚上，在夏威夷10米长的凯克望远镜上住了9个晚上，由加利福尼亚州帕萨迪纳市Caltech的安东尼·雷德黑德带领。在英国牛津大学的Garret Cotter带领下，在智利的欧洲南方天文台用望远镜观测了九个晚上。此外，由位于德国加兴的马克斯·普朗克外星物理研究所的Jochen Greiner领导的，位于智利的GROND摄像机以及由戈达德空间的Neil Gehrels领导的美国宇航局Swift卫星上的紫外线/光学望远镜提供了重要的观察结果。马里兰州格林贝尔特的飞行中心。

有了大约200个BL Lacs的距离，这是迄今为止最大和最全面的样本，天文学家可以将它们在宇宙时间内的分布与FSRQ的类似样本进行比较。结果表明，从大约56亿年前开始，FSRQ开始下降，而BL Lacs的数量则稳定增长。在具有最高极限能量的BL Lacs中，这种上升尤为明显，这是基于特定类型的发射而被称为高同步加速器峰值的blazars。

“我们认为我们在这里看到的是从一种从中心黑洞中提取能量的方式转变为另一种方式，” Romani补充说。

大型星系是由与许多较小星系的碰撞和合并而产生的，随着时间的推移，这一过程的发生频率更高。这些碰撞为不断增长的星系提供了充足的气体，并保持了气体的搅动，使其更容易到达中央黑洞，在那里它堆积成一个巨大，炽热，明亮的吸积盘，就像在“令人费解的” FSRQs中看到的那样。 。孔附近的一些气体为射流提供动力，而其余气体则落入并逐渐增加黑洞的自旋。

随着宇宙的膨胀和银河系的密度降低，银河系碰撞以及它们提供给黑洞的新鲜气体也随之增加。随着时间的流逝，吸积盘逐渐耗尽，但剩下的就是绕着更快旋转和更大质量的黑洞运行。这些属性使BL Lac对象可以保持强大的射流，即使相对微不足道的材料向黑洞盘旋。

实际上，随着FSRQ的增长，银河时代的积蓄能量被存储在黑洞不断增加的旋转和质量中，这就像电池一样。当富含气体的吸积盘几乎消失时，大爆炸者将黑洞的存储能量挖掘出来，尽管吸积率降低了，但它仍可以继续运行其粒子射流并作为BL Lac对象产生高能发射。

混合blazar概念的观察结果之一是，随着黑洞失去能量并旋转，BL Lacs的发光度应随时间降低。

天文学家表示，他们渴望用费米不断进行的全天候调查提供的更大的大爆炸样本来检验这个想法。了解这种过渡的细节还需要对两种blazar类别的射流，黑洞质量和星系环境有更好的了解。

出版物：M. Ajello等人，“费米BL天蝎座物体的宇宙演化”，2014年，ApJ，780，73； doi：10.1088 / 0004-637X / 780/1/73

研究报告的PDF副本：Fermi BL Lacertae天体的宇宙演化

图像：美国宇航局