神秘耀星BL Lacertae堪称“宇宙变色龙”

这种快速转变，尤其是在X射线辐射方面的转变，引发了人们对其基本物理学原理的激烈讨论。它会是一种全新类型的耀星吗？还是一种未知的机制在起作用，以前所未有的速度改变着它的辐射模式？

宇宙再次给天文学家带来了惊喜。长期以来，人们一直根据其电磁辐射对炽星--向地球发射强大物质射流的活跃星系--进行分类。然而，这一曾经清晰的分类系统刚刚受到质疑。来自克拉科夫波兰科学院核物理研究所（IFJPAN）和海德堡大学（HU）的一个波兰和德国科学家小组在《天文学与天体物理学》（Astronomy&Astrophysics）上发表了新发现，揭示了一颗不属于任何已知类别的耀星。

BLLacertae于1929年在Lacerta（蜥蜴座）首次被观测到。当时，天文学家认为它只是银河系中的另一颗变星。但后来的观测发现了惊人的现象：这颗看似恒星的东西实际上位于大约9亿光年之外--远远超出了银河系，这证实了它是一个强大得多的东西。

在可观测宇宙中可见的数千亿个星系中，有一些是活动星系。这些星系的星系核会发出大量电磁辐射，这可能是物质落入中央超大质量黑洞时发生的复杂过程的结果。在一些星系中，从黑洞两极附近喷射出的狭长的电离物质喷流距离很远，极端情况下甚至超过一百万光年，这是星系活动的一个壮观标志。如果喷射流向地球，天文学家就会把产生这种喷射流的星系称为"耀星"。BLLacertae就是这样一个天体。

"耀星之所以引人入胜，原因有很多，其中最重要的原因是其喷流的方向和接近光速的巨大粒子速度会产生相对论所描述的各种效应。"AlicjaWierzcholska博士（IFJPAN）解释说："从各种电磁波段都能观测到类星体的发射，从无线电到高能伽马射线，我们的重点是分析最早发现的类星体之一BLLacertae发出的电磁辐射能量：BLLacertae。我们为什么要关注这个特殊的天体呢？因为它近年来很活跃，而且它发出的辐射有一些有趣的特征，我们在之前的观测过程中已经注意到了。"

所报告的观测发生在2020-2023年。这些观测是利用美国NeilGehrelsSwiftObservatory卫星上的仪器在环绕地球的轨道上进行的；只有在硬X射线范围内才有NuSTAR太空望远镜的数据作为补充。除了波兰-德国研究人员最感兴趣的X射线范围外，还记录了光谱中的光学和紫外线区域。这是因为蓝星产生的电磁辐射从射电范围一直延伸到光学、紫外线和X射线区域，直至最高能量的伽马射线。

类星体又可细分为平光谱射电类星体和BLLacertae天体（BLLacs），后者的特点是发射线较弱，其名称正是来源于BLLacertae类星体。在BLLacs中，还可以进一步划分。事实上，显示闪烁星整个能谱的图表就像火山锥：它们有两个峰值，中间被一个弧形凹陷隔开。如果光谱"火山"向高能量一侧偏移，BLLacertae天体就被归类为HBL（高频峰BLLac），如果向低能量一侧偏移，则被归类为LBL（低频峰BLLac），而中间偏移的天体则被称为IBL（中间BLLac）。

"BLLacertae天体可以非常明确地被归入一个特定的类型。迄今为止，BLLacertae亮星一直被认为是中间类型，即IBL的代表。因此，我们不无惊讶地注意到，在X射线范围内，它在观测期间的某些阶段看起来像一个HBL天体，在其他阶段看起来像一个LBL天体，而在其他时候则"礼貌地"给人一种IBL类天体的印象。似乎这还不够，这些变化发生得非常快。这是一种不寻常的行为，我们还无法解释其物理基础，"维尔佐尔斯卡博士说，并强调还有更多的惊喜：这颗耀星的X射线活动记录竟然是其整个观测史上的记录。

目前的假设是，喷流中涉及不同粒子群的独立物理现象是造成蓝星光谱中存在两个峰值的原因。许多天体物理学家同意这样的假设，即低能峰与电子及其发出的同步辐射有关。至于第二个峰值，目前还没有达成共识。也许这也是电子行为的结果，例如，电子与低能光子碰撞，会导致光子能量增加（这被称为逆康普顿散射）。不过，也有人提出了其他假说，例如涉及强子（即质子或中子等夸克团）的假说。但是，为了解释BLLacertae耀星的行为，有必要指出更多的东西：不仅是负责形成两个峰值的物理过程，最重要的是负责它们快速切换的机制。可以大胆地说，在这之前，许多天体物理理论家将度过许多不眠之夜。

编译自/ScitechDaily