云南天文台在射电宁静星系伽马射线活动研究中获进展

近期,中国科学院云南天文台博士研究生李阳吉、白金明研究员等利用费米伽马射线空间望远镜长期观测数据,在射电宁静窄线塞弗特1星系1H 1934−063方向发现伽马射线超出。相关成果发表在国际天文学期刊《天体物理学杂志快报》(The Astrophysical Journal Letters)上。

窄线塞弗特1星系是一类中心黑洞质量相对较小、吸积率较高的活动星系核。此前发现的伽马射线窄线塞弗特1星系大多具有强射电喷流,而射电宁静星系能否产生显著的高能辐射,仍是天体物理学中的前沿问题。1H 1934−063距离较近,具有快速变化的X射线辐射,但其射电辐射较弱,为研究射电宁静活动星系核的高能活动提供了重要样本。

研究团队分析了费米卫星从20088月至20257月积累的近17年数据,发现该天体方向最明显的伽马射线增强出现在MJD 58788—59031。在1—500 GeV能段,超出的检验统计量为27.12,对应显著性约5.2σ,定位结果与1H 1934−063的射电位置相容(见图1),而邻近伽马射线源在同期没有显著增强。进一步分析显示,主要信号集中在约8—63 GeV能段。

多波段能谱分析表明,同步辐射和同步自康普顿辐射难以单独解释观测到的硬伽马射线成分,引入外康普顿辐射后可以进行现象学描述(见图2)。不过,由于缺乏同时期多波段观测,目前尚不能确定其具体起源。日冕中的非热粒子、短暂弱喷流或其他局域高能活动均有可能作出贡献。未来的同步X射线、高频射电和高分辨率观测(见图3),将有助于揭示射电宁静活动星系核产生伽马射线的物理机制。

该研究得到国家重点研发计划支持。

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图1:1H 1934−063活动时段在1—500 GeV能段的TS map(左)和残差图(右)

图2: 1H 1934−063的非同时多波段能谱

图3:高能辐射可能来源示意图


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