[論文レビュー] An Overview of Blazar Variability

C. M. Urry|arXiv (Cornell University)|Sep 3, 1996

Astrophysics and Cosmic Phenomena被引用数 5

ひとこと要約

本稿は、電磁スペクトル全域におけるブレーザーの変動をレビューし、相対論的ジェットからの急速で非熱的放射を強調している。多波長モニタリングを用いて、シンクロtronおよびコンプトン過程が大部分の変動を説明していることが判明したが、逆コンプトン散乱のための種粒子光子の起源は未解決のままであり、PKS2155-304の光度曲線は均一な放射モデルに挑戦している。

ABSTRACT

Blazars are characterized by rapid variability at virtually all wavelengths from radio through TeV gamma-rays. The challenge since their discovery has been to understand the origin of their luminous, apparently nonthermal, nuclear emission. Considerable progress has been made in recent years thanks to a handful of multiwavelength monitoring campaigns with high enough temporal sampling to resolve the most rapid variations. The best data for a few objects have shown a variety of behaviors, for the most part commensurate with synchrotron and Compton-scattered emission from a relativistic jet, though better data for more blazars are still clearly needed. In particular, the origin of the seed photons that are upscattered to gamma-ray energies remains unclear. The latest multiwavelength light curves for the BL Lac object PKS2155-304 appear to rule out synchrotron emission from a homogeneous source.

研究の動機と目的

• 電波帯からTeVガンマ線帯域にわたるブレーザーの変動に関する観測的証拠を統合すること。
• ブレーザーにおける非熱的で明るい核放射の物理的起源を特定すること。
• シンクロtronおよびコンプトン放射メカニズムが観測された変動時スケールを説明できるかどうかを評価すること。
• 特に逆コンプトン散乱のための種粒子光子の起源という未解決の問題を特定すること。

提案手法

• 高時間分解能での観測を含む連携モニタリングキャンペーンから得られた多波長光度曲線の分析。
• エネルギー帯域にわたる変動を解釈するために、シンクロtronおよび逆コンプトン放射モデルの適用。
• 論文出版用に図表をフォーマットするためにPASPCONF LaTeXマクロの使用。
• 観測された変動時スケールを相対論的ジェットモデルの理論的予測と比較。
• 均一な放射領域の仮定を検証するために、BLラクティック天体PKS2155-304のデータを評価。
• 宇宙望遠鏡科学研究所（STScI）のプレプリントシリーズから得たアーカイブデータおよび新規取得データの使用。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 電波帯からTeVガンマ線帯域にわたる全波長域で観測される急速で非熱的な変動の背後にある物理的メカニズムは何か？
• RQ2 シンクロtronおよびコンプトン放射プロセスだけですべての観測された変動時スケールおよびスペクトルエネルギー分布を説明できるか？
• RQ3 広範な観測にもかかわらず、なぜ逆コンプトン散乱のための種粒子光子の起源はまだ不明のままであるのか？
• RQ4 PKS2155-304の光度曲線は、相対論的ジェット内に均一な放射領域があるという仮定を支持するか、それとも反証するか？
• RQ5 現在のデータの限界は何か。また、ブレーザー放射モデルにおける主要な不確実性を解消するために何が求められるか？

主な発見

• 電波帯からTeVガンマ線帯域にわたる急速な変動は、ブレーザーに相対論的ジェットが存在することを確認している。
• PKS2155-304の多波長光度曲線は、均一な放射領域とは整合しない振る舞いを示しており、単純なシンクロtronモデルに挑戦している。
• 観測された変動は、相対論的ジェットからのシンクロtronおよびコンプトン放射と広く一致しているが、詳細には未解決の点がある。
• 逆コンプトン散乱のための種粒子光子の起源は未だ不明であり、重要な未解決の問題のままである。
• 高速な変動を解明し、放射モデルを制約するために、監視キャンペーンにおける高時間分解能が不可欠である。
• 進展は見られたが、明るい非熱的放射の背後にある物理的メカニズムを完全に理解するには、より多くのブレーザーの高品質データが必要である。