BL Lac天体GeV-TeV能谱形成机制研究

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1、分类号密级UDC编号硕士研究生学位论文论文题目(中文)：BLLac天体GeV-TeV能谱形成机制研究论文题目(英文)：StudyontheGeV-TeVspectralformationmechanismofBLLacs学院物理与电子信息学院专业名称理论物理研究生姓名钟微学号1523090026导师姓名郑永刚职称教授2018年5月22日摘要摘要来自于BLLac天体的TeV伽玛光子在传播到达观测者过程中可能与星际红外—紫外光子相互作用产生正负电子对(γ+γ→e++e-)而导致观测到的TeV伽玛光子谱变软。而在更低能的GeV伽玛射线能段，光子能量较低而不能被河外星系背景光吸收。因此，观测到的

2、BLLac天体GeV-TeV伽玛射线能谱可能表现出明显的“拐折”特征，即GeV伽玛射线能谱曲度与TeV伽玛射线能谱曲度不同（谱指数不同）。然而，除了喷流辐射区内的逆康普顿散射，BLLac天体的GeV-TeV伽玛射线能谱也可能产生于各种电磁级联过程，这给GeV-TeV伽玛射线能谱“拐折”产生原因带来诸多不确定因素。为了确定河外星系背景光吸收是否是导致高红移BLLac天体GeV-TeV伽玛射线能谱“拐折”产生原因，我们进行了如下工作：(1)建立一个简单的数学模型obs=z+。该模型把TeV伽玛射线能谱指数与GeV伽玛射线能谱指数之间的差异obs分为两部分：z与红移相关，与红移

3、无关。该模型表明：如果0，=0时，河外背景光吸收随红移增大；如果0，0时，这时研究观测谱拐折，它与河外背景光吸收和其它物理过程(内禀曲率)有关；如果=0，0时，研究内禀谱拐折，它仅与其它物理过程(内禀曲率)有关。(2)收集了126个红移量已知的BLLac天体在高能段和甚高能段的观测谱指数，并分析了样本的obs与红移z之间的关系。统计分析结果表明：0，0；(3)排除了样本中没有观测到TeV伽玛射线辐射的源，分析了样本的obs与红移z之间的关系。统计分析结果表明：0，0。我们的统计结果表明，BLLac天体的GeV-TeV伽玛射线能谱“拐折”不仅起源

4、于河外星系背景光吸收，还与其它物理过程有关。关键词：星系；BLLac天体；辐射机制；非热；统计IAbstractAbstractTheTeVgammaphotonsfromBLLacsmayinteractwithinterstellarinfrared-ultravioletphotonstogenerateelectron-positronpair(γ+γ→e++e-)whenpropagatetotheobserver,resultinginobservedspectrumbecomessoft.Inthelowerenergy-GeVgamma-rayenergy,thephot

5、onenergyislowandcannotbeabsorbedbytheextragalacticgalaxybackgroundlight.TheGeVgammarayspectralcurvatureisdifferentfromtheTeVgammarayspectralcurvature(thespectralindexisdifferent).However,inadditiontotheinverseComptonscatteringinthejetradiation,theGeV-TeVgammarayspectrumofBLLacobjectsmayalsobegene

6、ratedinvariouselectromagneticcascadeprocesses,whichmaketheGeV-TeVgammarayspectral"break"causesmanyuncertainties.InordertodeterminewhethertheextragalacticgalaxybackgroundlightabsorptionisanoriginofGeV-TeVgamma-rayenergyspectral"break"inthehighredshift,weperformedthefollowingwork:(1)Establishasimpl

7、emathematicalmodel,=z+.ThismodeldividesthedifferencebetweentheTeVgamma-rayandobstheGeVgamma-rayenergyspectralindexintotwoparts:αzrelatestotheredshiftandhasnothingtodowiththeredshift.Thismodelshowsthat:if0,=0,we