T r T* r Rs
流量：
3 4
4.2
参见第三章，（3.18）式
F B
r—r+dr 环的辐射光度（假定源自向对称）：吸积盘对辐射方向倾角
dL r 2 r cos i B dr
盘面总辐射光度：
4.3
4 2 h 3 cos i Rout rdr L Rin eh kT r 1 c2
v t sin D
4.17
D v t cos t1 ' t1 c 4.18
D t2 ' t2 c
t t2 ' t1 ' t2 t1 v t cos t 1 cos c
4.19
4.20
的再辐射？
研究意义：
研究辐射机制与物理结构。 热辐射与非热辐射的区别研究：
热辐射 —— 各向同性；
概述-意义
非热辐射 —— 高度的方向性，特别在相对论喷流中。
注意：
理论模型之间存大争议；
各模型的适用范围。
§4.1 紫外/光学连续谱
大蓝包的可能解释
大蓝包对应于 1051 K 的某种热辐射。
§4.1 紫外/光 学连续 谱
其他模型 —— 光学薄模型
辐射主要为自由-自由辐射模型（韧致辐射）； 主要不利因素：AGN辐射效率极低； 主要优点：
（1）谱指数拟合与观测值较符合；
（2）偏振较低； （3）辐射区尺度限制与 UV / 光学光变不冲突，不过在 X-射线光变 解释上有众多问题。
§4.2 高能谱
含意 —— X-射线； -射线
；
I

F
2
B
2kTB

2
4.16
F —— 波长 c v 处的观测流量； —— 源的角半径。
视超光速运动
视超 光速运 动
甚长基线干涉（VLBI，very long-baseline interferometry），源分离运动：
视超光速运动的几何解释
几何 解释-1
软X-射线谱
1 μm
1000Ǻ 0.12keV
软X射线谱
1.2keV
模拟SED
大蓝包
软X-射线
软X-射线过剩
紫外
软X-射线谱解释 —— 冷气体反射模型
软X射线谱 解释模 型
预测频谱 输入的幂律连续谱
Ni Kα Fe Kα Fe Kβ
康普顿反射
X-射线光变
X-射线光变与紫外/光学波段光变相关 ——因果关系？
升华半径
观测 证据1
r 1.3L
T1500
12 2.8 UV 46 1500
T
pc
4.15
LUV 46 —— 以 1046 ergs s 1 为单位的中心源紫外光度；
—— 以1500K 为单位的颗粒升华温度。
红外连续谱光变:
红外连续谱显示出与紫外/光学连续谱相同的光变，然而 却具有相当的时间延迟。
卫星（曾经的）
伦琴X射线天文卫星（ROSAT） 高能X射线天文物理设备（AXAF）
观测卫星
多镜面X射线望远镜（XMM）
X波段 意大利X射线卫星（Beppo Sax） X射线光度探测卫星（XTE） 康普顿γ-射线空间天文台（CGRO）
γ波段
TeV波段
新一代γ-射线望远镜（INTEGRAL）
HEGRA（德国）
经由 SSC 过程可达至 X-射线的高能 主要问题：理论预言的偏振高于观测 （除 blazar 天体外）
连续谱实例：
(10000 Ǻ)
概述-连续谱实例
IR包
大蓝包
亚毫米中断 300μ(3×106 Ǻ)
4000 Ǻ
射电
红外
可见光
紫外
X-射线
Radio quiet Radio loud
电磁波谱：
EUV gap
L Gamma射线光度
(ergs/s)；
以致密度参数表示
e l 4 3 R mec
L
4.12
AGN情形
L 4 Gcm p M Rs c 2 e l LE e R 2GM me c 3 L 2 LE Rs R mp me
推算 -2
4.13
Rs 2GM c2
3.9
M
光度条件：
2me R 3 R 1.110 LE mp Rs Rs L
LE
（4.14）
4 Gcm p
e
3.3
观测支持：观测的幂律斜率对预测幂律的支持；
预言的 AGN Gamma-射线辐射弱于X-射线幂律外推结果。
认为有尘埃冷热谱；
• 亚毫米中断（submillimeter break）
基本问题：
AGN光谱中有多少是热辐射？有多少是非热辐射？
热辐射 —— 粒子速度为麦克斯韦-波尔兹曼分布；
概述-待研究问题
非热辐射 （如同步幂律谱）—— 非麦克斯韦-波尔兹曼分布，粒 子动能分布必须是幂律的。
引伸问题：
观测到的辐射中有多少是主要的 —— 黑洞激励或吸积 盘热辐射？有多少是次要的 —— 光致电离或碰撞电离气体
观测的横向速度：
几何 解释-2
T
vT D v sin sin c c t c 1 cos 1 cos
≥1
推算：
产生康普顿散射的光深（optical depth）条件
推算 -1
L 1 n R R 1 2 2 e 4 R c mec
e
4.11
n 光子数密度
(cm-3)；
作用截面
(cm2)；
R 辐射源尺度 (cm)；
热谱可以产生一个陡谱中断，因为小颗粒发光效率是对频
率敏感的函数，通常
Q
，
2
§4.4 射电连续谱
中心致密源：
平谱，非热起源，同步辐射机制。
§4.4 射电连 续谱
非热起源证据：
光谱形状: 亮温度:
c v 致密源光谱指数接近平谱，但在短波长逐渐变陡；
11 12 利用比光强计算的等效亮温度 TB 10 10 K
X-射 线光变
X-射线光变与紫外/光学波段光变未探测到时滞 —— 同时？ X-射线光变未探测到周期性 —— 无轨道运动证据
Seyfert 1 星系的短时标光变特点：
• 光变功率谱具有1/ f1-2 形式 • 光变功率谱未找到几百秒的特征时标（据核心几倍 Rs ）。
X-射线长时标光变
资料很少，待研究。
概述-电磁波谱
Long-wavelength gap
波长
频率
能量
温度
γ射线
X射线
紫外
红外
射电
可见光
谱细节主要特征：
概述-谱特征
• 〜4000 Ǻ- 1000 Ǻ 的强宽谱结构 —— “ 大蓝包”；
普遍认为热发射起源，或光学厚（黑体辐射）；
或光学薄（自由-自由辐射）
• 1μm 处凹陷，长波方向的平滑部分 —— “红外（IR）包”；
r ct
其他观测研究，如引力透镜，也可得到辐射区域上限。
紫外 / 光学连续谱光变结果：
（1）紫外和光学连续谱变化同相； （2）谱变亮连续谱变硬（谱指数 α减小），ν大者 变化较大 ； （3）UV 段有短时标小辐（百分之几）光变。
光变结果引出的问题：
温度分布难以解释 UV /光学的同时光变。
其他 模型
4.4
粗略近似结果：
光学 厚吸积 盘
16 Rs cos i kT* L 3c 2 h
2 2 3
83

x
0
x5 3 dx ex 1
2.4 1018 Rs 2 cos i T*8 3 1 3 1 3
薄吸积模型主要预言结果：
erg s
§4.3 红外连续谱
起源 —— 仍有争论
Seyfert II 星系中的尘埃发射谱和吸收谱表明热起源；
或射电幂律谱的延伸 —— SSC机制？
§4.3 红外连 续谱
基本观点：
所有的非 blazar 的活动星系核的红外连续谱实际上都是热起源。
观测证据：
1 m 极小: 1 m 向长波区的红外包为～2000K的热尘埃辐射。
—— 不宜以单一幂律描述
Gamma谱概况
除blazar外，通常为弱源； 50-150 keV 观测流量低于X-射线幂律外推结果；
1.2 0.2
强辐射（>几百 keV），通常为 blazar 源
相对能量比较
光学/X-射线光谱指数
能量 比较
OX
F 2keV log F 2500 A
观测数据来源 —— 卫星（如Chandra，CGRO） 研究意义 —— 活动星系核内区的探针
§4.2 高能谱
（产生于内核区；有快速光变；辐射占 AGN 热光度的〜10％ ）
特别的术语
“软 X-射线” —— 0.1-2 keV； “硬 X-射线” —— 2-100 keV； “
源自观测

-射线” ——100 keV 以上；
低能光子 —— 吸积盘的紫外/光学连续辐射； 高能电子 —— 围绕吸积盘冕中的热电子； 术语：康普顿化（Comptonization ）
X-射 线辐射 起源
其他模型：如纯热起源
—— 起源并不完全清楚
主要模型推算结果
电子-质子对
e e 物理过程：