耀變體中紅外日內(nèi)光變特征研究

普治元，易庭豐*，張 順，王 亮，陳雨潼

(1. 云南師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院，云南 昆明 650500；2. 廣西相對(duì)論天體物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530004)

耀變體是活動(dòng)星系核(Active Galactic Nucleus, AGN)中具有特殊觀測(cè)性質(zhì)的一個(gè)子類，已知它擁有強(qiáng)大的相對(duì)論性帶電粒子噴流，其方向很接近地球觀測(cè)者的視線[1]。耀變體的輻射主要來(lái)源于自身噴流的非熱輻射，少數(shù)來(lái)源于自身吸積盤或塵埃環(huán)的熱輻射，其范圍從射電波段一直延伸至伽馬波段，相應(yīng)的多波段光譜能量分布呈現(xiàn)一個(gè)典型的雙峰結(jié)構(gòu)。低能峰位于光學(xué)到紫外線或者軟X射線波段之間，來(lái)源于噴流內(nèi)部極端相對(duì)論性電子的同步輻射，所以又稱為 “同步峰”；高能峰位于硬X射線到Tev波段之間，它的產(chǎn)生目前有兩種解釋模型：輕子模型和強(qiáng)子模型[2-3]。

光變是耀變體最基本的觀測(cè)特征之一，是指耀變體在不同波段、不同時(shí)間尺度中觀測(cè)星等或輻射流量發(fā)生變化。一般認(rèn)為，耀變體在所有可觀測(cè)波段中具有強(qiáng)烈、快速的大幅度光變，且光變時(shí)標(biāo)從幾分鐘到幾年不等。若耀變體的光變發(fā)生在幾分鐘到一天的時(shí)間范圍內(nèi)，稱為日內(nèi)光變[8]；發(fā)生在幾周到幾個(gè)月的時(shí)間范圍內(nèi)，稱為短時(shí)標(biāo)光變(Short-Term Variability, STV)；發(fā)生在幾個(gè)月到幾年的時(shí)間范圍內(nèi)，稱為長(zhǎng)時(shí)標(biāo)光變(Long-Term Variability, LTV)[9]。3種光變中，耀變體日內(nèi)光變的產(chǎn)生仍然是一個(gè)存在爭(zhēng)議的問(wèn)題，有幾種模型認(rèn)為可能與自身的相對(duì)論性噴流或吸積盤存在緊密聯(lián)系，也可能與剪切層中等離子體的不穩(wěn)定有關(guān)[10]。文[11]先后對(duì)高峰頻耀變體在光學(xué)波段的日內(nèi)光變和低峰頻耀變體在X射線波段的日內(nèi)光變進(jìn)行了搜索，在高峰頻耀變體的144條光變曲線和低峰頻耀變體的50條光變曲線中，兩者都僅有4%的光變曲線存在真正的日內(nèi)光變。該結(jié)果似乎暗示了光譜能量分布的同步峰在耀變體日內(nèi)光變中扮演了一個(gè)重要的角色。

關(guān)于耀變體紅外輻射的產(chǎn)生，目前有兩種主流觀點(diǎn)，一種認(rèn)為它來(lái)源于吸積盤或塵埃環(huán)的熱輻射，另一種則認(rèn)為它來(lái)源于噴流內(nèi)部的非熱輻射[12]。對(duì)耀變體在紅外波段的光變特征進(jìn)行系統(tǒng)性的研究，可以幫助我們進(jìn)一步了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、輻射區(qū)域和輻射物理機(jī)制。文[13]研究了費(fèi)米探測(cè)到的耀變體(以下簡(jiǎn)稱為費(fèi)米耀變體)和非費(fèi)米探測(cè)到的耀變體(以下簡(jiǎn)稱為非費(fèi)米耀變體)在中紅外波段的長(zhǎng)時(shí)標(biāo)光變。文[14]基于費(fèi)米大視場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到的第3個(gè)活動(dòng)星系核目錄(The Third Catalog of Active Galactic Nuclei Detected by the Fermi Large Area Telescope，3LAC)研究了伽馬射線耀變體在中紅外波段的日內(nèi)時(shí)標(biāo)光變和長(zhǎng)時(shí)標(biāo)光變，并根據(jù)他們自己的樣本探究了平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體之間中紅外光變特征的相似性和差異性，比較了高峰頻耀變體、中峰頻耀變體和低峰頻耀變體的中紅外光變[15]。在本文的研究工作中，我們將費(fèi)米大視場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到的第4個(gè)活動(dòng)星系核目錄的增量版本(The Incremental Version of the Fourth Catalog of AGN Detected by the Fermi-LAT，4LAC-DR2)與第5期Roma-BZCAT多波段目錄(The 5th Edition of the Roma-BZCAT Multifrequency Catalogue of Blazars)[16]相結(jié)合，獲取了一個(gè)只包含耀變體的樣本目錄，主要目的是：(1)在擴(kuò)大樣本的基礎(chǔ)上，比較平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體在中紅外波段的日內(nèi)亮度變化和顏色變化，分析其中的差異性和相似性；(2)按照高峰頻耀變體、中峰頻耀變體和低峰頻耀變體的分類，探究耀變體在中紅外波段的日內(nèi)光變是否與光譜能量分布的同步峰存在聯(lián)系；(3)研究費(fèi)米耀變體和非費(fèi)米耀變體在中紅外波段的日內(nèi)光變，并在不同的時(shí)間尺度上與文[13]的研究結(jié)果形成對(duì)比，旨在為兩者的不同提供更多的信息。

1 數(shù)據(jù)樣本

費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)射于2008年6月，其搭載的大視場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡(Large Area Telescope, LAT)在GeV能量范圍內(nèi)的靈敏度比EGRET(Energetic Gamma-Ray Experiment Telescope)提高了20倍。為了及時(shí)探測(cè)到伽馬射線源，大視場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡在每3 h內(nèi)不間斷地對(duì)整個(gè)天空進(jìn)行掃描，目前為止，F(xiàn)ermi官方已經(jīng)發(fā)布了多個(gè)伽馬射線源目錄，其中的4LAC-DR2目錄與4LAC[17]目錄(The Fourth Catalog of Active Galactic Nuclei Detected by the Fermi Large Area Telescope)相比，新增了285個(gè)活動(dòng)星系核。在4LAC-DR2目錄中，耀變體的占比最多，共3 437個(gè)，其中包括1 308個(gè)蝎虎座BL型天體，744個(gè)平譜射電類星體，1 385個(gè)不確定類型的耀變體候選者(Blazar Candidates of Uncertain type, BCUs)。

文[18]基于多波段測(cè)量和廣泛的文獻(xiàn)回顧，發(fā)布了目前為止最全面的耀變體目錄，即Roma-BZCAT目錄。第5期Roma-BZCAT目錄包含3 561個(gè)源的坐標(biāo)和多波段數(shù)據(jù)，目錄中所有的源都可在射電波段探測(cè)到[16]。我們將第5期Roma-BZCAT目錄中的耀變體與4LAC-DR2目錄中的耀變體進(jìn)行了詳細(xì)的交叉匹配，發(fā)現(xiàn)有1 910個(gè)源不與4LAC-DR2目錄中的任何源存在聯(lián)系，我們將這些源作為非費(fèi)米耀變體，4LAC-DR2目錄中的3 437個(gè)源作為費(fèi)米耀變體，這5 347個(gè)源就是本文的樣本目錄。

美國(guó)宇航局于2009年12月發(fā)射的廣域紅外巡天探測(cè)衛(wèi)星(Wide-Field Infrared Survey Explorer, WISE)搭載了一臺(tái)40 cm的紅外望遠(yuǎn)鏡，以6.1″，6.4″，6.5″和12.0″的空間分辨率在3.4 μm，4.6 μm， 12 μm和22 μm 4個(gè)中紅外波段(分別簡(jiǎn)稱為W1，W2，W3和W4波段)進(jìn)行了巡天觀測(cè)[19]。WISE在大約1天的時(shí)間內(nèi)繞軌道運(yùn)行15次，可以得到目標(biāo)源的天量級(jí)光變曲線，其中的星等數(shù)據(jù)基于織女星系統(tǒng)進(jìn)行校正[20]。ALLWISE項(xiàng)目結(jié)合了來(lái)自WISE和NEOWISE探測(cè)階段的所有數(shù)據(jù)，基于4LAC-DR2目錄和第5期Roma-BACAT目錄提供的坐標(biāo)，我們通過(guò)NASA/IPAC紅外科學(xué)檔案館的GATOR查詢服務(wù)從 “ALLWISE Multiepoch Photometry Table” 中(https://irsa.ipac.caltech.edu/)，以2″為搜索半徑，對(duì)樣本目錄中耀變體的中紅外波段測(cè)光數(shù)據(jù)進(jìn)行了查找。

在獲取的數(shù)據(jù)中，由于W3和W4波段的測(cè)光精度較差，數(shù)據(jù)多為 “null” 值，所以本文重點(diǎn)圍繞W1和W2波段的測(cè)光數(shù)據(jù)展開。為了盡量減少低質(zhì)量測(cè)光點(diǎn)對(duì)結(jié)果的影響，我們參考ALLWISE數(shù)據(jù)的官方解釋文檔和文[21]的做法，使用以下標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建光變曲線：(1)對(duì)于含有多個(gè)不同坐標(biāo)的中紅外波段測(cè)光數(shù)據(jù)，我們僅保留與搜索時(shí)所用坐標(biāo)相差較小的同時(shí)測(cè)光點(diǎn)；(2)剔除W1星等(W1星等誤差)或W2星等(W2星等誤差)等于 “null” 的同時(shí)測(cè)光點(diǎn)；(3)剔除不滿足w1rchi2_ep(w2rchi2_ep)<5, nb<3, qi_fact=1, cc_flags=“0000”，na=0的同時(shí)測(cè)光點(diǎn)。

根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)初步構(gòu)建的光變曲線，為了消除宇宙射線對(duì)測(cè)光數(shù)據(jù)的影響，我們應(yīng)用3σ(σ為光變曲線的標(biāo)準(zhǔn)偏差)原則剔除每條光變曲線中的異常值。為了后續(xù)所研究的日內(nèi)亮度變化和顏色變化具有討論意義，對(duì)于只包含5個(gè)以下測(cè)光點(diǎn)或非日內(nèi)時(shí)間范圍的光變曲線，我們沒(méi)有統(tǒng)計(jì)。

在最終的樣本數(shù)據(jù)中，共計(jì)6 424條中紅外波段天量級(jí)光變曲線，對(duì)應(yīng)3 114個(gè)耀變體，每條光變曲線中的每?jī)蓚€(gè)連續(xù)測(cè)光點(diǎn)的時(shí)間間隔均不超過(guò)1.2天。我們從4LAC-DR2目錄、第5期Roma-BZCAT目錄以及文[22]的研究工作中，獲取了部分源的常規(guī)類別和同步峰峰值頻率。將3 114個(gè)耀變體基于常規(guī)類別進(jìn)行分類，共有1 054個(gè)蝎虎座BL型天體、1 305個(gè)平譜射電類星體和755個(gè)不確定類型的耀變體候選者；基于同步峰峰值頻率進(jìn)行分類，共有346個(gè)高峰頻耀變體、356個(gè)中峰頻耀變體和1 054個(gè)低峰頻耀變體；基于是否被費(fèi)米衛(wèi)星探測(cè)進(jìn)行分類，共有1 815個(gè)費(fèi)米耀變體和1 299個(gè)非費(fèi)米耀變體。在3 114個(gè)耀變體中，具有紅移(z)的源共有2 092個(gè)，范圍為1.26×10-3-6.80。

表1總結(jié)了樣本數(shù)據(jù)中耀變體的相關(guān)信息。圖1按照常規(guī)類別展示了樣本數(shù)據(jù)中耀變體的紅移分布。圖2展示了樣本數(shù)據(jù)中所有光變曲線的測(cè)光點(diǎn)在W1和W2波段的觀測(cè)質(zhì)量。W1和W2波段共計(jì)150 214個(gè)測(cè)光點(diǎn)，W1波段星等誤差分布的第25，50，75和95百分位分別為0.05 mag，0.07 mag，0.11 mag和0.22 mag；W2波段星等誤差分布的第25，50，75和95百分位分別為0.06 mag，0.10 mag，0.17 mag和0.33 mag。圖3展示了樣本數(shù)據(jù)中的3條光變曲線，從左到右分別是4FGL J0124.8-0625(BL Lac)，5BZQ J1107+5219(FSRQ)和4FGL J0110.9+4344(BCU)。

圖1 本次研究所使用的耀變體的紅移分布Fig.1 The redshift distribution of the Blazars used in this study

圖3 中紅外波段天量級(jí)光變曲線的3個(gè)例子。(a)4FGL J0124.8-0625(BL Lac)；(b)5BZQ J1107+5219(FSRQ)；(c)4FGL J0110.9+4344(BCU)Fig.3 Three examples of Intra-Day light curves in the mid-infrared band. (a)4FGL J0124.8-0625 (BL Lac)；(b)5BZQ J1107+5219 (FSRQ)；(c)4FGL J0110.9+4344 (BCU)

表1 本次研究所使用的耀變體的詳細(xì)信息Table 1 Details of the Blazars used in this study

2 方 法

對(duì)于樣本數(shù)據(jù)中的中紅外波段天量級(jí)光變曲線，W1星等的變化曲線可以用于研究亮度的變化。因?yàn)閃1和W2波段的觀測(cè)是同時(shí)的，所以某一測(cè)光點(diǎn)對(duì)應(yīng)的W1與W2的星等差值即為該測(cè)光點(diǎn)的顏色，W1-W2的變化曲線可以用于研究顏色的變化。本文利用3種方法探討樣本數(shù)據(jù)中耀變體的日內(nèi)亮度變化和顏色變化。

2.1 光變幅度

為了描述一個(gè)源的亮度變化，我們引入了文[23]定義的光變幅度。對(duì)于擁有N個(gè)測(cè)光點(diǎn)的光變曲線，可以先計(jì)算方差，然后通過(guò)移除方差中的觀測(cè)不確定性來(lái)計(jì)算其光變幅度σm，若σm>0，則表明亮度的變化幅度大于0。σm的計(jì)算公式為

(1)

其中，∑是光變曲線的方差，其計(jì)算公式為

(2)

其中，mi為觀測(cè)星等，〈m〉為觀測(cè)星等的加權(quán)平均值；的計(jì)算公式為

(3)

2.2 標(biāo)準(zhǔn)額外方差

(4)

其中，Ci為顏色；〈C〉為顏色的加權(quán)平均值；i(C)為顏色的誤差值。的誤差值通過(guò)

(5)

(6)

2.3 參數(shù)V

文[27]定義的參數(shù)V可以作為衡量亮度變化和顏色變化的指標(biāo)，

(7)

其中，P為下不完全伽馬函數(shù)；χ2為光變曲線的卡方值，

(8)

該式中yi為觀測(cè)星等(顏色)，εi為觀測(cè)星等(顏色)的誤差值，〈y〉為觀測(cè)星等(顏色)的加權(quán)平均值。通過(guò)(7)式計(jì)算得到的V值越大，亮度(顏色)變化的概率越高，歷史文獻(xiàn)中常采用的標(biāo)準(zhǔn)為V>1.3，即變化概率高于95%[26]。

3 結(jié) 果

根據(jù)上述3種方法，我們對(duì)樣本數(shù)據(jù)中所有中紅外波段天量級(jí)光變曲線進(jìn)行了分析，若W1星等的變化曲線滿足V>1.3和σm>0，認(rèn)為表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)意義上顯著的亮度變化；若W1-W2的變化曲線滿足V>1.3和Δ>0，認(rèn)為表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)意義上顯著的顏色變化[28]。

本文中，我們重點(diǎn)根據(jù)蝎虎座BL型天體和平譜射電類星體；高峰頻耀變體、中峰頻耀變體和低峰頻耀變體；費(fèi)米耀變體和非費(fèi)米耀變體的分類對(duì)光變曲線的分析結(jié)果進(jìn)行討論(見(jiàn)表2)。

表2 W1波段中，表現(xiàn)出日內(nèi)亮度變化的耀變體的σm統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 2 Statistics of σm for Blazars exhibiting Intra-Day variability in the W1 band

3.1 平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體的日內(nèi)亮度變化和顏色變化

我們對(duì)平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體的σm進(jìn)行了K-S檢驗(yàn)，其中D統(tǒng)計(jì)值和P值分別為0.31和6.59×10-28。圖4展示了兩者的σm直方分布和累積分布。

圖4 W1波段中，平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體在日內(nèi)時(shí)間尺度上σm的直方分布和累積分布Fig.4 Histogram and cumulative distributions of σm for FSRQs and BL Lacs on the Intra-Day time-scale in the W1 band

為了進(jìn)一步了解平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體的日內(nèi)顏色變化，我們對(duì)表現(xiàn)出亮度變化和顏色變化的光變曲線建立了顏色-星等圖，其中W1星等作為橫坐標(biāo)，顏色(W1-W2)作為縱坐標(biāo)?？紤]到顏色和星等的誤差值，我們采用了文[29]提出的算法擬合顏色-星等散點(diǎn)圖：(W1-W2)=AW1+B，A為斜率，B為截距。此外，我們還計(jì)算了W1星等和顏色(W1-W2)之間的斯皮爾曼等級(jí)相關(guān)系數(shù)rs和偶然概率p，采用以下標(biāo)準(zhǔn)表征顏色的變化：(1)如果A>0，rs>0.5，p< 0.05，則源表現(xiàn)為變亮變藍(lán)的趨勢(shì)；(2)如果A<0，rs<-0.5，p<0.05，則源表現(xiàn)為變亮變紅的趨勢(shì)。按照此標(biāo)準(zhǔn)，在蝎虎座BL型天體表現(xiàn)出亮度變化和顏色變化的光變曲線中，共有52條光變曲線傾向于變亮變藍(lán)趨勢(shì)；在平譜射電類星體表現(xiàn)出亮度變化和顏色變化的光變曲線中，共有90條光變曲線傾向于變亮變藍(lán)趨勢(shì)；在兩者表現(xiàn)出亮度變化和顏色變化的光變曲線中，均未發(fā)現(xiàn)有光變曲線傾向于變亮變紅趨勢(shì)。

圖5展示了在平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體的顏色-星等圖中，最佳擬合直線斜率A的直方分布。圖6展示了平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體表現(xiàn)出變亮變藍(lán)趨勢(shì)的兩個(gè)例子，從左到右分別是4FGL J2054.8+0015(BL Lac)和4FGL J0634.9-2335(FSRQ)。

圖5 在日內(nèi)時(shí)間尺度上，對(duì)蝎虎座BL型天體和平譜射電類星體的顏色-星等圖進(jìn)行最佳線性擬合的斜率A的直方分布Fig.5 Histogram distribution of the slope A of the best linear fit to the color magnitude plot of on the Intra-Day time-scale

圖6 在日內(nèi)時(shí)間尺度上，蝎虎座BL型天體和平譜射電類星體表現(xiàn)出變亮變藍(lán)趨勢(shì)的兩個(gè)例子。(a)4FGL J2054.8+0015(BL Lac)；(b)4FGL J0634.9-2335(FSRQ)Fig.6 Two examples of BL Lacs and FSRQs showing a brightening and bluing trend on the Intra-Day time-scale. (a)4FGL J2054.8+0015 (BL Lac)；(b)4FGL J0634.9-2335 (FSRQ)

3.2 高峰頻耀變體、中峰頻耀變體和低峰頻耀變體，費(fèi)米耀變體和非費(fèi)米耀變體的日內(nèi)亮度變化

圖7 W1波段中，高峰頻耀變體、中峰頻耀變體和低峰頻耀變體在日內(nèi)時(shí)間尺度上σm的直方分布和累積分布Fig.7 Histogram and cumulative distributions of σm for HSPs，ISPs，and LSPs on the Intra-Day time-scale in the W1 band

我們也對(duì)費(fèi)米耀變體、平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體與非費(fèi)米耀變體、平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體的σm進(jìn)行了K-S檢驗(yàn)，其中D統(tǒng)計(jì)值、P值分別為0.20，0.19，0.34和1.50×10-16，1.51×10-6，1.06×10-12，圖8展示了兩者σm的直方分布和累計(jì)分布。

圖8 W1波段中，費(fèi)米耀變體、平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體與非費(fèi)米耀變體、平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體在日內(nèi)時(shí)間尺度上σm的直方分布和累積分布Fig.8 Histogram and cumulative distributions of σm for Fermi-detected Blazars/FSRQs/BL Lacs and Non-Fermi-detected Blazars/FSRQs/BL Lacs on the Intra-Day time-scale in the W1 band

4 總結(jié)與討論

在本文的研究中，我們將4LAC-DR2目錄與第5期Roma-BZCAT目錄相結(jié)合，利用ALLWISE項(xiàng)目的公開數(shù)據(jù)，構(gòu)建了一個(gè)包含6 432條中紅外波段天量級(jí)光變曲線的樣本數(shù)據(jù)。我們對(duì)該樣本數(shù)據(jù)中耀變體的日內(nèi)亮度變化和顏色變化進(jìn)行了分析，并按照平譜射電類星體、蝎虎座BL型天體，高峰頻耀變體、中峰頻耀變體和低峰頻耀變體，費(fèi)米耀變體、非費(fèi)米耀變體的分類，比較了其對(duì)應(yīng)的光變幅度，以此來(lái)研究不同類別耀變體的中紅外日內(nèi)光變的特征。

文[15]研究了伽馬射線耀變體在中紅外波段的日內(nèi)光變和長(zhǎng)時(shí)標(biāo)光變，結(jié)果顯示，在中紅外波段，耀變體的日內(nèi)光變幅度整體上比長(zhǎng)時(shí)標(biāo)光變幅度小，在與文[13]研究的耀變體的中紅外長(zhǎng)時(shí)標(biāo)光變比較后，我們也得到了相同的結(jié)果。

表現(xiàn)出日內(nèi)亮度變化的耀變體具體由平譜射電類星體、蝎虎座BL型天體和不確定類型的耀變體候選者組成，通過(guò)分析對(duì)應(yīng)的天量級(jí)光變曲線，我們發(fā)現(xiàn)3種類型光變曲線的連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的最大時(shí)間間隔分別為0.66天、0.79天和0.66天。因?yàn)樵?個(gè)時(shí)間間隔中均檢測(cè)到了星等的變化，所以各類型光變曲線的光變時(shí)標(biāo)應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于這3個(gè)時(shí)間尺度。我們使用0.66天、0.79天和0.66天作為相應(yīng)類型光變曲線觀察到的光變時(shí)標(biāo)的上限，通過(guò)

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(9)

估算平譜射電類星體、蝎虎座BL型天體和不確定類型的耀變體候選者的中紅外波段輻射區(qū)域，其中，Δtint=Δtobs/(1+Z)；c為光速。表現(xiàn)出日內(nèi)亮度變化的蝎虎座BL型天體、平譜射電類星體和不確定類型的耀變體候選者的紅移范圍分別為2.31×10-3～2.83，0.12～5.47和5.52×10-3～1.86。根據(jù)(9)式，蝎虎座BL型天體的中紅外波段輻射可能來(lái)自于1.45×10-4～5.53×10-4pc的空間尺度范圍；平譜射電類星體的中紅外波段輻射可能來(lái)自于1.03×10-4～5.92×10-4pc的空間尺度范圍；不確定類型的耀變體候選者的中紅外波段輻射可能來(lái)自于1.94×10-4～5.51×10-4pc的空間尺度范圍。該結(jié)果說(shuō)明樣本數(shù)據(jù)中耀變體的中紅外輻射區(qū)域遠(yuǎn)小于吸積盤的經(jīng)典半徑，故日內(nèi)光變并不是來(lái)源于吸積盤或塵埃環(huán)，這或許暗示了觀測(cè)到的中紅外波段輻射是由源的非熱輻射主導(dǎo)，考慮到部分耀變體并不是伽馬射線源，所以這一結(jié)論還需要更多的觀測(cè)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)。目前為止，伽馬射線耀變體的中紅外日內(nèi)光變可以用基于噴流的模型解釋[30-31]。

通過(guò)對(duì)樣本數(shù)據(jù)中耀變體的σm進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，我們發(fā)現(xiàn)在中紅外波段，表現(xiàn)出日內(nèi)亮度變化的低峰頻耀變體相比于中峰頻耀變體和高峰頻耀變體展現(xiàn)出更大的光變幅度，而中峰頻耀變體和高峰頻耀變體的光變幅度總體上相差不大，兩者的累計(jì)分布圖也很難區(qū)分，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能與三者的同步峰有關(guān)：低峰頻耀變體的同步峰峰值頻率在中紅外波段附近，因此其在中紅外波段具有較高的流量密度，相對(duì)能量輸出較大，而中峰頻耀變體和高峰頻耀變體的中紅外波段對(duì)應(yīng)于同步輻射成分的上升部分，因此兩者在中紅外波段具有較低的流量密度，相對(duì)能量輸出較小[7，32]。盡管樣本數(shù)據(jù)中的部分平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體缺少具體的同步峰峰值頻率，但在表現(xiàn)出日內(nèi)亮度變化的平譜射電類星體中，大部分是低峰頻耀變體，而蝎虎座BL型天體則是中峰頻耀變體和高峰頻耀變體居多，因此平譜射電類星體相比蝎虎座BL型天體展現(xiàn)出更大的光變幅度。一些相關(guān)研究報(bào)道了平譜射電類星體具有更顯著的噴流和更大的多普勒因子[33-34]，這些因素也可能對(duì)平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體的中紅外日內(nèi)光變產(chǎn)生影響。

對(duì)耀變體顏色變化的相關(guān)研究主要集中于光學(xué)和近紅外波段[35-36]，本文基于中紅外波段的數(shù)據(jù)，研究了平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體的顏色變化趨勢(shì)：在日內(nèi)時(shí)間尺度上，表現(xiàn)出亮度變化和顏色變化的平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體主要傾向于變亮變藍(lán)趨勢(shì)。耀變體吸積盤中的局部溫度隨著吸積率的改變而發(fā)生變化，可能導(dǎo)致源表現(xiàn)出變亮變藍(lán)趨勢(shì)[37]，由于觀察到的中紅外日內(nèi)光變?cè)谏鲜龇治鲋姓J(rèn)為源于耀變體自身的噴流，因此，我們發(fā)現(xiàn)的顏色變化趨勢(shì)可能與平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體自身噴流的內(nèi)部物理過(guò)程有關(guān)。

一些相關(guān)的工作研究了費(fèi)米耀變體和非費(fèi)米耀變體之間的區(qū)別：(1)在費(fèi)米蝎虎座BL型天體和非費(fèi)米蝎虎座BL型天體中，兩者的顯著區(qū)別就是前者擁有更長(zhǎng)的噴流；(2)費(fèi)米平譜射電類星體的噴流張角、核心區(qū)域偏振度通常比非費(fèi)米平譜射電類星體更大，并且擁有更高的核心區(qū)域亮溫度[38]；(3)費(fèi)米耀變體似乎具有比非費(fèi)米耀變體更極端的物理參數(shù)，例如更快的視噴流速度[39]、更大的多普勒因子[40]、更高的核心區(qū)域流量密度和亮溫度[41]等。文[13]研究了費(fèi)米耀變體和非費(fèi)米耀變體的中紅外長(zhǎng)時(shí)標(biāo)光變的差異性，結(jié)果顯示，在長(zhǎng)時(shí)標(biāo)時(shí)間尺度上，費(fèi)米耀變體相比于非費(fèi)米耀變體、平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體表現(xiàn)出更大的光變幅度[13]，而本文的研究結(jié)果顯示，表現(xiàn)出日內(nèi)亮度變化的費(fèi)米耀變體相比于非費(fèi)米耀變體、平譜射電類星體和蝎虎座BL型天體表現(xiàn)出更小的光變幅度。這兩個(gè)在不同時(shí)間尺度上的相反結(jié)果似乎暗示了耀變體的中紅外日內(nèi)光變和長(zhǎng)時(shí)標(biāo)光變具有不同的產(chǎn)生機(jī)制，雖然有研究表明耀變體存在光學(xué)、近紅外和伽馬射線輻射不相關(guān)的情況[42-44]，但考慮到數(shù)據(jù)的選擇存在差異，所以本文得到的結(jié)果還需要對(duì)更多的中紅外波段數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。