近期，國際天體物理雜志The Astrophysical Journal(2014，ApJ, 783, 108)發表了中國科學院云南天文臺曹剛和王建成在耀變體伽馬射線射輻射起源方面的研究工作。
耀變體是一類特殊的活動星系核，是目前已觀測到的宇宙中最劇烈的天體活動現象之一，因而備受天文學家的廣泛關注。普遍認為耀變體的中心是一個超大質量黑洞，黑洞周圍有一個吸積盤，在黑洞與吸積盤的共同作用下，拋出準直性非常好的相對論性噴流，并產生從射電到伽馬射線波段的輻射。
耀變體的輻射具有快速的光變和高偏振等特性，輻射譜呈雙峰結構(如圖所示)，一個是低能峰，從射電到紫外或者X射線波段;另一個是高能成峰，從X射線到伽馬射線波段。普遍認為耀變體的低能峰是由噴流中相對論電子的同步輻射產生，然而耀變體高能峰的起源目前仍然存在爭議。
一個編號為1ES 1101-232耀變體的多波段輻射譜挑戰了傳統的相對論電子輻射模型。觀測表明1ES 1101-232的伽馬射線譜很硬，其光子指數小于1.5，而峰值頻率大于3 TeV。另外，高能波段與低能波段并不存在明顯的相關性，同時伽馬射線輻射也沒有光變的跡象。因此作者提出1ES 1101-232的高能伽馬射線起源于高能質子的輻射，其中光學以及X射線的輻射來自于原初和次級相對論電子的同步輻射，GeV輻射由相對論電子的同步自康普頓過程產生，而高能伽馬射線則來自于高能質子的貢獻。作者詳細計算了高能質子誘導的高能輻射，擬合觀測到的多波段輻射譜，發現高能質子具有非常大的輻射功率，這表明黑洞周圍存在高效的粒子加速機制。由于高能質子是宇宙線的重要成分，耀變體可能是宇宙線的重要貢獻源。
該項研究得到國家自然科學基金重點項目、中國科學院先導專項(項目編號：11133006，11163006，11173054，XDB09000000)等的資助。
1ES 1101-232的多波段輻射譜
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