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活动星系核(AGN)是存在着猛烈活动现象星系的核心。随着探测设备角分辨率和灵敏度的提高，活动星系核及其延展结构在射电、红外、光学、X射线等波段被探测到，分辨出其更细致的结构，如喷流、喷流的节点、射电瓣和热斑等。空间和地面高能望远镜也在MeV-GeV-TeV能段探测到许多源的高能辐射，对AGN的辐射机制给出了强的限制。活动星系核及其延展区的高能辐射成为当今极其活跃的研究领域。本文简述了AGN及其延展结构的观测和理论研究进展，并详实地报告了攻读博士学位期间的研究工作。
至今，被证认是TeV源的AGNs中除了两个射电星系(Cen A和M87)之外都是blazars，而且绝大多是高峰频的BL Lac天体(HBL)。W Comae是最近被证认的第一个具有TeV辐射的中峰频BL Lac天体(IBL)。我们用均匀单辐射区的同步+同步自康普顿辐射(Syn+SSC)模型研究了该天体从射电到TeV能段的SED，发现该模型能够很好地解释其多波段的观测能谱，且高能伽玛射线辐射是由SSC贡献的，并揭示X射线/光学能段和TeV能段高态不一定同步。
射电热斑是喷流的终点，通常认为由喷流与周围介质碰撞形成，很可能是高能粒子的加速场所。这些高能的相对论电子通过SSC过程就可能产生高能的伽玛射线辐射，甚至TeV伽玛射线辐射。我们选取Pictor A的西边热斑作为研究对象，分析该热斑从射电到X射线能段的SED，研究其X射线辐射机制。我们发现这个源的SED很难用单一辐射区域的Syn+SSC模型拟合，进而提出这个热斑本身可能还有更进一步的空间结构，并用多辐射区模型很好地拟合了观测的SED。这结果跟Tingay等人(2008)的VLBI的观测是一致的。在非能均分磁场条件下，模型预言了较强的GeV-TeV辐射，并且通过比较热斑和核区的SED发现这个源的GeV-TeV高能辐射主要来自该热斑的贡献而不是核区。
在此基础上，我们进一步系统地研究了喷流节点和热斑的高能辐射性质，并比较两类延展结构物理性质的本质差异性。我们选择了一个包括21个热斑和46个节点的样本，系统地分析了它们的观测特征。这些节点和热斑的能谱分布覆盖了射电、光学和X射线，可以较好地限制辐射机制模型。我们用单区模型拟合这些SEDs，发现热斑和节点的X射线辐射机制可能是多样化的。一少部分热斑和节点的X射线辐射是由同步辐射产生的，但是对大部分源来说需要一个逆康普顿成分解释观测到的X射线辐射。不考虑聚束(beaming)效应时，用SSC模型拟合观测的X射线流量，热斑的拟合磁场强度Bδssc=1对能均分磁场值Bδeq=1的偏离不超过一个量级，而节点的Bδssc=1远远偏离了能均分磁场。我们定义了一个描述偏离能均分磁场程度的量RB=Bδeq=1/Bδssc=1，发现RB和光度比RL≡L1keV/L5GHz是强反相关的，尤其是对于节点。考虑聚束效应时，在能均分条件下，相对论电子逆康普顿散射微波背景光子(IC/CMB)模型可以很好地解释热斑和节点的X射线辐射。这种情况下，热斑和节点的能均分磁场值在相同的量级，δ和光度比RL是反相关的。这些结果表明热斑和节点X射线观测的不同是由于聚束效应造成的。SSC模型和IC/CMB模型都预言了一些源有GeV-TeV的高能辐射，而且预言流量在Fermi/LAT和HESS观测灵敏度之上。