PART.01

活動星系核：星系中心的璀璨之光

活動星系核（ AGN ）是宇宙中一種極其明亮的天體，位于星系的中心，其明亮的輻射源于超大質量黑洞吞噬周圍環繞吸積盤物質時釋放的引力能。 AGN 不僅是宇宙中最強大的能量釋放源之一，也是研究星系演化和宇宙結構的重要窗口。

近年來，大量研究表明， AGN 周圍的吸積盤中不僅存在豐富的物質，還可能是恒星和致密天體（如白矮星、中子星和黑洞）的 “ 溫床 ” 。 這些天體在吸積盤內的獨特環境中演化、吸積，并在特殊條件下引發災變性天體事件，從而為天文學家提供了寶貴的研究機會。

PART.02

AGN吸積盤中的災變性爆發事件

由于大量恒星存在于 AGN 吸積盤中，這些恒星最終會在吸積盤致密的氣體環境中死亡，產生超新星爆炸。 AGN 吸積盤內的高密度環境為天體間的相互作用和碰撞提供了理想的條件，從而引發雙星系統的碰撞或并合，產生電磁對應體信號。 AGN 中災變性爆發事件不僅包括恒星的爆發和雙星系統的并合，還可能涉及白矮星的吸積塌縮、中子星的碰撞以及黑洞的吞噬。

這些天體事件產生的電磁信號、引力波和高能中微子為多信使天文學提供了豐富的觀測素材。例如：

• 類超新星爆發：當白矮星或大質量恒星在吸積盤中爆發時，噴射出的拋射物與盤物質相互作用，會在激波前后產生輻射。這種激波突破現象不僅可以揭示爆發的物理機制，還能反映出AGN吸積盤的環境特性。

• 天體并合事件：AGN盤內的高密度環境顯著增加了天體并合的概率，例如中子星-中子星或中子星-黑洞并合。這類事件可以產生獨特的引力波信號，甚至伴隨伽馬射線暴或其他電磁輻射。

• 高能中微子輻射：災變性事件產生的高能粒子可能與盤內物質相互作用，形成高能中微子，為研究高能物理過程提供了獨特的視角。

PART.03

多波段觀測：揭示宇宙的更多秘密

隨著觀測技術的快速發展，天文學家可以利用多波段的電磁輻射（從無線電到伽馬射線）以及高能粒子信號來研究這些災變性事件。近年來，理論模型與數值模擬的結合使我們能夠更精確地預測這些事件的輻射特征。

例如，通過對類超新星激波突破現象的模擬，我們能夠預測光變曲線的形狀和持續時間，從而推斷出事件發生的位置和AGN吸積盤的物理參數。此外，對吸積塌縮形成的磁坨星爆發的研究表明，這些事件可能是一些高亮度超新星的潛在起源。

PART.04

研究意義與未來展望

這些發生于AGN吸積盤中的災變性事件不僅為揭示極端環境下的物理規律提供了天然的實驗室，也為我們理解宇宙中許多未解之謎提供了線索。未來，通過更先進的觀測設備（如詹姆斯·韋伯太空望遠鏡）以及更精確的數值模擬，我們有望揭示AGN盤中更多獨特的天體現象。

同時，多信使天文學的發展將進一步推動這一領域的研究。 例如，聯合引力波探測器和中微子探測器的觀測數據，將幫助我們更全面地刻畫 AGN 盤中的災變性事件及其多樣性。

朱錦平*, 俞云偉, 張冰. 活動星系核吸積盤內災變性爆發事件的電磁和高能中微子信號. 科學通報, 2025, 70(3): 411–422

https://doi.org/10.1360/TB-2024-0631

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