TeV耀变体简介
之前在站里介绍TeV天体物理学的时候提到过，耀变体是河外TeV辐射源的主力。实际上，它们也占据了整个高能天空的半壁江山。由于这类天体的重要性，还是有必要专门撰文加以介绍的。
耀变体的艺术概念图。（图片提供：NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab）
何为耀变体？可以将它们看作是喷流直指地球的活动星系核，具有全波段的非热辐射。由于相对论性集束效应，这类天体看上去非常明亮。而且由于视线直指喷流底部的缘故，耀变体的光变既大且快速。这其中的一部分拥有极硬的能谱，辐射一直延展到了TeV能段。从分类上看，它们主要是高频峰蝎虎BL天体，也有平谱射电星系如3C 279、中频峰蝎虎BL天体如后发W、低频峰蝎虎BL天体如蝎虎BL本身等。这些由特大质量黑洞与喷流组成的星系核就是本文的主题。
在TeV能段，这些耀变体的共性就是存在时标短至几分钟到几十分钟的爆发式光变，爆发期间亮度足以盖过其他所有的高能辐射源。此外它们都还以点源的面目示人，至少在当前仪器分辨率的水平上如此。高分辨率的TeV耀变体能谱往往存在拐折，能段越高，谱形越陡，且星系距离越远，指数也随之变陡。当然，这最后一条更可能是宇宙红外背景辐射（连带微波背景辐射）对TeV甚高能光子吸收的结果，也可能是由于可观测的遥远耀变体本征亮度增高，谱指数随之变化的缘故——有研究表明，某些辐射源越活跃，能谱也越陡。
耀变体PKS 2155-304在2006年7月耀发期间的甚高能光变曲线，上：200-800 GeV；下：800 GeV以上。（图片来源：Aharonian et al. 2008）
整体看来，耀变体的全波段能谱呈现明显的双峰结构，高频峰位于GeV能段以上，低频峰位于光学到X射线能段。考虑大多数情况下高低能段的光变与光度都普遍存在良好的相关性，一般分别用电子的同步辐射与逆康普顿散射来解释两个辐射峰，而且很多研究者认为二者起源于同样的电子群。高能辐射可能是源自活动星系核喷流内部的，理论模型通常认为喷流中存在球状高能粒子团块，当团块得到了新注入粒子的补充时，就会发生突然的耀发。根据双峰的峰值频率、相对强度以及光变时标，不难给出团块本身的物理参数。当然，在喷流静止参考系中，辐射能段不会有观测到的那样高。不过径直朝向观测者而来的相对论性粒子发出的辐射会因为多普勒修正（波长被缩短了多普勒系数的4次方倍，而多普勒系数又与运动速度正相关）而提升能段，因此就有了所见的TeV能谱。
也有理论认为甚高能辐射是起源于重子过程的，如高能质子诱发的级联辐射。不过质子相关过程的能量损失时标较长，难以解释观测到的快速光变。其实耀变体的喷流产生与粒子加速机制本身也是个悬而未决的疑难，在此暂不详谈。
如前所述，宇宙红外背景辐射会吸收TeV耀变体发出的甚高能辐射，距离越远，反应光深则越大，前文曾经详细介绍过这个问题。这样的反应带来的直接后果就是，地球上所见的TeV耀变体最远红移也只有0.5左右，距离过于遥远的耀变体是无法被人看到的。反过来说，籍由这个反应，还可以通过TeV观测来限制红外背景辐射的特性，实际上这也是当前研究红外背景的重要手段之一。
这样的光子湮灭过程会产生正负电子对，据信它们会散射微波背景光子，由此损失能量。不过这一过程的问题在于，散射后的光子应该处在GeV能段上，但无论是单个耀变体的还是整个伽玛射线弥漫背景的能谱中都不具备相应的GeV增亮。因此有人又提出了新的模型，认为电子对遭受的等离子体不稳定性也可以让能量耗散掉。如果后一种图景成立，那么考虑等离子体波带来的加热效应，耀变体对周边环境的影响会大于预期。
