Iron Line Profiles from Relativistic Thick Accretion Disk
本文提出了一种新的计算旋转黑洞周围有限厚度相对论吸积盘中Fe K α线轮廓的程序。随着吸积速率的增加,薄的开普勒吸积盘必然会变厚,并成为次开普勒。我们在这里开始,第一次,一个完全相对论性的计算,其目的是深入了解的几何厚度和次开普勒轨道速度的影响上的线轮廓。这个代码也很适合于产生吸积盘图像。
2007-04-19 astro-ph
Turbulent Comptonization in Relativistic Accretion Disks
湍流康普顿化是相对论吸积流中一种潜在的重要阻尼和辐射机制。特别强调的是放在湍流康普顿化的物理基础,相对重要性和热力学。金属吸收不透明度对湍流康普顿化产生的光谱分量的影响也被考虑。
2006-09-28 astro-ph
Where is the Inner Edge of an Accretion Disk Around a Black Hole?
黑洞周围吸积盘的“内缘”是什么意思,取决于定义内缘的性质。我们讨论了四个这样的定义,使用最近的高分辨率数值模拟的数据。这些是:“湍流边缘”,在这里通量冻结在确定磁场结构方面变得比湍流更重要;“应力边缘”,在这里俯冲物质与外部吸积流失去动力学接触;“反射边缘”,能够产生显著X射线反射特征的最小半径;以及“辐射边缘”,在最里面的地方,从那里出现显著的亮度。所有这些边缘都依赖于吸积速率,并且是非轴对称的和随时间变化的。虽然所有这些都位于边缘稳定轨道附近,但可能会发生显著的位移,并且将盘边缘精确地放在这一点上的数据解释可能会产生误导。如果观测结果要成功地用作强引力中吸积的诊断,那么用来解释它们的模型必须仔细考虑这些区别。
2002-03-18 astro-ph
The Highest Dynamical Frequency in the Inner Region of an Accretion Disk
在致密天体周围的吸积盘的内部区域,气体的轨道频率偏离局部开普勒值。对于在这个区域中的长波长模式,径向周转频率kappa高于方位角频率ω。这对在许多中子星源中观察到的双kHz QPO模型具有重要意义,该模型传统上确定了吸积盘中具有动态频率的两kHz QPO的频率。认识到,最高频率的过渡或边界区域的磁盘实际上是周转频率也显着修改的约束所施加的观察高频QPO的质量和半径的紧凑的对象。
2005-11-14 astro-ph
Comment on Viscous Stability of Relativistic Keplerian Accretion Disks
最近Ghosh(1998)报道了开普勒吸积盘中由相对论效应引起的一种新的不稳定状态。这种不稳定性出现在气体压力占主导地位的区域时,所有的相对论修正的磁盘结构方程考虑。我们表明,他使用的稳定性判据在完全错误的方式,导致不适当的结论。我们进行了一个标准的稳定性分析表明,没有不稳定的区域时,可以找到相对论磁盘的气体压力占主导地位。
1998-10-21 astro-ph
Multi-Temperature Blackbody Spectra of Thin Accretion Disks With and Without a Zero-Torque Inner Boundary Condition
分析黑洞周围薄吸积盘热辐射软分量的标准谱模型是多温黑体模型。广泛使用的这个模型的实现,被称为"diskbb“,假设在吸积盘的内边缘的非零扭矩。这个假设是相反的经典和目前的文献薄盘吸积,主张使用零扭矩边界条件。因此,我们编写了零扭矩模型"ezdiskbb“的代码,通过拟合三个著名的黑洞二进制:4U 1543-47,XTE J1550-564和GRO J1655-40的RXTE光谱,将其与非零扭矩模型diskbb进行比较。我们发现的主要区别是零扭矩模型给出的内盘半径值比diskbb给出的值小2.2倍。这一结果对黑洞角动量和质量吸积率的确定具有重要意义。
2004-08-11 astro-ph
Probing the precession of the inner accretion disk in Cygnus X-1
我们表明,天鹅座X-1的内部吸积盘的方向的变化影响的形状广泛的Fe K $α$发射线从这个对象发出的,在这样一种方式,eV级的光谱分辨率观测(如将进行的{ \it ASTRO-E2}卫星)可以用来分析磁盘的动态。在这里,我们提出了一个潜在的诊断工具,数值模拟的支持下,天鹅座X-1的几个观测,在时间上分开,可以确定它的吸积盘是否真的进动,如果是这样,确定其周期和进动角。这种方法也可以用于其他微类星体系统的类似研究。
2005-03-08 astro-ph
Radiative Transfer in Relativistic Accretion-Disk Winds
在平面平行近似下,在完全狭义相对论处理下,研究了相对论吸积盘风中的辐射转移。对于流速和源函数均为常数的平衡流,给出了出射光强的解析表达式。在这样的平衡流中,由于源函数是常数,通常的边缘变暗效应不会出现。然而,由于与风的相对论运动相关联的多普勒效应和像差效应,出射强度朝向流动方向强烈增强。这就是{ \it相对论峰效应}。因此,当我们在任意方向上观察相对论风和喷流时,我们仔细地对待和估计它们的出现。
2007-11-09 astro-ph
Global General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Accretion Tori
本文提出了一个初步调查的性质的吸积流的克尔度规从三维,广义相对论磁流体动力学模拟吸积环。我们考虑三个基准模型的环面周围旋转,无论是逆时针和逆行,和非旋转黑洞,这三个基准模型也对比轴对称模拟和伪牛顿模拟与等效的初始条件,以描绘这些近似的局限性。
2003-03-11 astro-ph
Relativistic Effects on X-ray Emissions from Accretion Disks around Black Holes
利用射线追迹方法研究了狭义相对论和广义相对论效应对黑洞周围吸积盘的X射线辐射,特别是连续谱的影响。由于狭义相对论和广义相对论效应在距离黑洞较近的地方更为重要,因此相对论对发射的X射线光谱的修正在能量较高的地方更为显著。在一个简单的吸积盘进动模型中,相对论效应可以解释在几个黑洞双星中观测到的QPO振幅和相位滞后的能量依赖性。只有当中心的黑洞快速旋转时,QPO相位滞后的转变才会出现。观测到的黑洞双星系统倾角的窄分布可能是由于黑洞周围的相对论效应引起的选择效应。
2001-05-21 astro-ph
Re-condensation from an ADAF into an inner disk - the intermediate state of black hole accretion?
内容:银河系和超大质量黑洞的吸积以不同的模式发生,这是记录在硬和软光谱状态,通常归因于对流主导流(ADAF)内截断盘和标准盘吸积,分别。在光谱跃迁的时候,观察到一个中间态,吸积流的模式仍然不清楚。目的:我们分析了吸积流的几何形状时,在磁盘的质量流率减少(软/硬过渡)和气体蒸发到日冕流导致磁盘截断。方法:我们评估的物理对流占主导地位的流动的热传导到一个凉爽的吸积盘下面的影响。我们发现再凝聚的气体从ADAF到底层的内部磁盘在距离的黑洞和速率,这取决于热ADAF的属性,并随质量吸积率。这维持了一个内部磁盘的时间比一个粘性衰变时间后发生的光谱转换,根据光谱表明,在附近的吸积黑洞冷气体。该模型使我们能够理解为什么天鹅座X-1没有表现出滞后的光谱状态转换光度,通常观察到的X射线瞬态源。结论:我们的研究结果揭示了光谱状态转变过程中复杂的质量流模式。
2006-11-15 astro-ph
Relativistic Effects on Neutrino Pair Annihilation above a Kerr Black Hole with the Accretion Disk
利用理想化的吸积盘模型,研究了Kerr黑洞自转轴附近中微子对湮灭对能量沉积速率的相对论效应。中微子是从吸积盘发射出来的。考虑了中微子轨道的弯曲以及由于盘的旋转和引力引起的红移。克尔参数$a$不仅影响中微子的行为,而且影响吸积盘的内径。当沉积能量主要由来自中心部分的中微子贡献时,随着$a$变大,红移效应占主导地位,能量沉积速率比忽略相对论效应时降低。另一方面,对于小的$a$,弯曲效应占主导地位,使能量增加了2倍,与忽略相对论效应相比。对于具有温度梯度的吸积盘,小内径的吸积盘的能量沉积率小于忽略相对论效应的估计值。相对论效应,特别是对于大的$a$,对避免伽马射线暴中的重子污染问题起着消极的作用。
2000-09-28 astro-ph
Observations of T Tauri Disks at Sub-AU Radii: Implications for Magnetospheric Accretion and Planet Formation
我们使用凯克干涉仪的2.2 $μ$ m观测数据确定了四颗太阳型(1-2 M $_{\odot}$)经典金牛座T星(AS 207 A,V2508 Oph,AS 205 A和PX Vul)的内盘尺寸和温度。近红外自适应光学成像测光、光学测光和高色散光谱学几乎同时用于区分干涉观测中来自内盘和中心恒星的贡献。此外,光谱和光度数据提供了恒星性质,质量吸积率和磁盘共同旋转半径的估计。我们模型的背景下,几何平坦的吸积盘模型的内孔,并与膨胀的内壁张开盘的干涉和测光数据。模型结合膨胀的内盘壁通常提供更好的拟合数据,类似于以前的结果,更高质量的赫比格Ae星。我们测得的内部磁盘的大小大于磁盘截断半径预测磁层吸积模型,具有较大的差异源具有较高的质量吸积率。我们认为,我们测得的尺寸对应于尘埃升华半径,光学薄的气体材料可能会进一步向内延伸到磁层截断半径。最后,我们的内盘测量限制了陆地行星形成的位置,以及阻止巨行星迁移的潜在机制。
2005-01-14 astro-ph
Monitoring the Violent Activity from the Inner Accretion Disk of the Seyfert 1.9 Galaxy NGC 2992 with RXTE
本文介绍了用RXTE对Seyfert 1.9星系NGC 2992进行为期一年的观测的结果。从历史上看,源已被证明在2-10千电子伏的流量在几年的时间尺度上显着变化,并被认为是缓慢过渡的时期之间的静止和活跃的吸积。我们的研究结果表明,在一年的源连续通量几乎覆盖了整个历史范围,使得低光度状态不太可能对应于吸积机制关闭。在耀斑发作期间,我们发现一个高度红移的Fe K线出现,这意味着剧烈的活动发生在内部的吸积盘,在~100的中心黑洞的引力半径。我们还发现,X射线连续谱的光谱指数在大振幅变化期间保持近似恒定。这些观测结果使NGC 2992非常适合于未来的多波段监测,作为约束吸积模型的测试平台。
2007-05-22 astro-ph
Resolving the inner active accretion disk around the Herbig Be star MWC 147 with VLTI/MIDI+AMBER spectro-interferometry
我们研究了赫比格Be星MWC 147周围的内部(AU尺度)拱星环境的几何结构。结合,第一次,近(近红外,K波段)和中红外(MIR,N波段)光谱干涉仪的赫比格星,我们的VLTI/ESTA和AMBER数据不仅约束的亮度分布的几何形状,但也在磁盘的径向温度分布。对于我们的干涉数据和光谱能量分布的详细建模,我们采用2-D辐射传输模拟,表明被动照射开普勒尘埃盘可以很容易地适应SED,但预测比观察到的低得多的vibrium。然而,模型的开普勒盘与光学厚的内部气体吸积盘(尘埃升华区内)的排放,产生一个很好的适合的SED,并同时重现所观察到的近红外和MIR的vibrium。我们的结论是,近红外连续发射MWC 147的吸积光度占主导地位的光学厚的内部气体盘出现,而MIR发射也包含了强大的贡献,从外部尘埃盘。
2008-01-28 astro-ph
Measuring the Boundary Layer and Inner Accretion Disk Temperatures for WX Ceti During Superoutburst
我们在1998年11月的超级爆发期间获得了WX Cet的EUV测光,光谱学和多色测光。WX Cet是在EUV中观察到的第二个短周期低质量传递CV(TOAD)。我们确定的超级驼峰周期是一致的,发现加藤等人。(0.059天),我们确认,超级驼峰是灰色的光学。光谱提供了直接的证据,线发射区是光学厚和我们的多波长光度测量用于确定内吸积盘和边界层温度在超爆发。使用到WX Cet的确定距离~130 pc,我们发现T $_{ID}$ = 21,000 K和T_{BL} ~ 72,500 K。这两个值都与由内盘和边界层产生的超爆发连续体模型所预期的值吻合得很好。
2002-04-08 astro-ph
General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Black Hole Accretion Disks
观测正在提供越来越详细的关于吸积流的定量信息,这些吸积流为X射线双星和活动星系核等高能系统提供动力。这种系统的分析模型必须依赖于假设,如规则的流动几何形状和一个简单的,参数化的应力。全球数值模拟提供了一种方法来研究吸积流的基本物理动力学没有这些假设。对于黑洞吸积的研究,人们求解广义相对论磁流体力学方程。磁场对吸积盘的结构和演化至关重要,因为磁湍流是驱动吸积的异常应力的来源。我们已经开发了一个三维广义相对论磁流体动力学模拟程序来自洽地演化含时吸积系统。最近对黑洞吸积盘的全球模拟表明,吸积流的一般结构可以有效地分为五个区域:主盘、内盘、日冕、真空漏斗和漏斗壁喷流。这些区域的每个属性进行了总结。
2004-02-27 astro-ph
Magnetic Stresses at the Inner Edges of Accretion Disks Around Black Holes
在过去的25年里,几乎所有对吸积盘动力学的分析都假定,吸积盘内部的应力与压力成局部比例(“阿尔法模型”),并且这种应力在边缘稳定的轨道上趋于零。最近,已经证明,MHD湍流占内部磁盘应力的大部分。与传统观点相反的是,来自这种MHD湍流的应力在边缘稳定轨道附近并没有减小,并且磁应力与压力的比率在那里急剧上升。结果的例子包括:吸积效率的增加,这也可能是时间和环境依赖的;吸积导致的黑洞自旋速度的降低;以及盘光度波动的产生。数值模拟的初步结果支持这些影响的分析估计。
2001-03-04 astro-ph
Iron K alpha line profiles and the inner boundary condition of accretion flows
最近的X射线观测已经显示了几个吸积黑洞系统中异常宽和倾斜的铁K α发射线的证据。线被认为是由于荧光的吸积盘周围的日冕照明,并需要一个陡峭的发射率分布增加到最里面的半径。这似乎质疑标准吸积盘理论和零扭矩假设的内边界条件,这两个预测一个极端得多的配置文件。相反,它认为,扭矩可能是由于磁耦合与物质在暴跌区,甚至旋转黑洞本身。到目前为止,讨论的重点是作用在圆盘上的扭矩.然而,决定磁力线轮廓的关键因素是电晕辐射功率的径向变化。在这里,我们研究了不同的内边界条件对日冕发射率和可观察到的Fe K α线的轮廓的影响。我们认为,在极端的情况下,一个突出的高度红移的组成部分的铁线被检测到,需要一个陡峭的发射率分布在最里面的一部分和一个平坦的外部,能量从气体暴跌到黑洞被直接馈送到日冕。
2003-03-06 astro-ph
Relativistic Jets from Accretion Disks
观测到的许多致密吸积物体发出的喷流可能是由于穿过差动旋转的吸积盘的磁场的扭曲而产生的,该磁场的作用是从吸积盘磁性地提取角动量和能量。已经讨论了两个主要的制度,磁流体射流,它具有显着的质量通量,并具有能量和角动量进行的物质和电磁场和,坡印亭射流,其中的质量通量是小的和能量和角动量进行主要由电磁场。在这里,我们描述了最近的理论工作的形成相对论坡印亭喷流从磁化吸积盘。此外,我们描述了新的相对论,全电磁,粒子在细胞模拟形成的射流从吸积盘。模拟Z箍缩实验可能有助于理解天体物理喷流的起源。
2004-09-17 astro-ph
Relativistic Accretion Mediated by Turbulent Comptonization
黑洞和中子星吸积流显示出异常高水平的硬日冕发射相比,所有其他光学厚,引力约束,动荡的天体物理系统。由于这些流位于深相对论引力势中,它们的随机整体运动接近光速,因此允许湍流康普顿化成为一个重要的效应。我们表明,硬X射线光子的不可避免的生产结果从湍流康普顿在极限的湍流是跨音速和吸积功率接近爱丁顿极限。在这种情况下,湍流康普顿y参数接近统一和湍流康普顿温度是一个显着的分数的电子静止质量能量,与观察到的现象。
2008-12-20 astro-ph
Near-Infrared Interferometric, Spectroscopic, and Photometric Monitoring of T Tauri Inner Disks
我们目前的高角分辨率观测与凯克干涉仪,高色散光谱观测与凯克/NIRSPEC,和近红外光度观测PAIRITEL的11个太阳型金牛座T星的样本在9个系统。我们使用这些观测来探测这些年轻恒星的1 AU内的拱星物质,测量拱星与恒星的通量比和2.2微米发射的角尺寸尺度。我们的样本跨越了一系列的恒星光度和质量吸积率,允许调查内部磁盘属性和恒星或吸积属性之间的潜在相关性。我们认为,该机制的尘埃内盘被截断可能取决于吸积率的源,在对象与低吸积率,恒星磁层可能会截断磁盘,而升华可能截断尘埃盘周围的源具有较高的吸积率。我们还包括在我们的样本对象,已知是高度可变的(基于以前的光度和光谱观测),并为几个来源,我们获得了多个时期的光谱和干涉数据,辅以近红外光度监测,寻找内部磁盘的变化。虽然在一些源中观测到随时间变化的速度和吸积率,但没有发现内部盘脉动的有力证据。
2007-07-25 astro-ph
Relativistic Accretion
本文对天体物理学中的黑洞的性质作了简要的总结。各种模式的吸积区分,相应的吸积率从远低于远高于爱丁顿率。强调质量损失的重要性时,吸积气体不能辐射,它被断言,强风很可能是必要的进行质量,角动量和能量的吸积气体。讨论了黑洞自旋在喷流形成中的可能重要性,以及非热辐射相对于热辐射的重要性。
1999-01-30 astro-ph
The influence of winds on the time-dependent behavior of self-gravitating accretion discs
由于风的存在,我们采用与半径有关的质量损失率来研究风对等温自引力吸积盘时间演化的影响。我们的相似性和半解析解描述了系统在慢吸积极限下的时间演化。无论风的存在与否,圆盘的内部和外部结构都是不同的。我们表明,风的存在将导致减少的表面密度的内部和外部的光盘相比,无风的解决方案。此外,径向速度显着增加,在外部的磁盘,然而,吸积率下降,由于减少表面密度相比,无风的解决方案。根据我们的解决方案,在圆盘的内部,由于风引起的质量损失可以忽略不计。但是,这个无风内部区域的径向尺寸随着风力的增强而变小。
2009-01-27 astro-ph
Flux enhancement in the inner region of a geometrically and optically thick accretion disk
考虑到从盘的其他部分撞击在表面上的辐射,计算几何上厚的"漏斗“形盘的表面通量(和相应的观测通量)。发现即使在盘的张角很小时($\approx 15^o$),盘的最大视光度与实际光度的比值也只是一个因子$\approx 5$。因此,从恒星质量黑洞周围的“漏斗”形亚爱丁顿盘发出的几何光束发射,不能解释在附近星系中检测到的超亮X射线源。
2002-10-21 astro-ph
Unveiling the Inner Disk Structure of T Tauri Stars
我们提出了近红外光谱的经典金牛座T盘的最内层区域的多余的连续发射。在几乎所有的情况下,过剩的形状是一致的,与T ~ 1400 K的单温黑体,类似于典型的灰尘成分的预期灰尘升华温度。过剩通量的数量大致与具有类似恒星性质的天体的吸积光度相关。我们比较我们的观察与简单的磁盘模型的预测有一个内边缘位于尘埃升华半径,包括辐射加热的尘埃从恒星和吸积光度。该模型产生的内缘半径在0.07-0.54 AU的范围内,增加更高的恒星和吸积光度。使用典型的参数,适合我们观察到的样本,我们预测的边缘半径约0.2 AU的金牛座T星DG Tau,这与最近的凯克近红外干涉测量。对于大的质量吸积率,内边缘位于超出共转半径(或内)磁层吸积流发射,这意味着纯气体磁盘必须扩展内的尘埃边缘。因此,对于很大一部分年轻恒星来说,尘埃不可能存在于最内层的圆盘中,这就对固体粒子被起源于磁层半径的风喷出的理论提出了质疑。
2003-10-02 astro-ph
Effects of Magnetic Coupling on Radiation from Accretion Disc around a Kerr Black Hole
详细讨论了磁耦合(MC)过程对圆盘内边缘的影响。结果表明,由于Kerr黑洞(BH)与其周围吸积盘之间的能量和角动量的磁转移,黑洞的内缘可以偏离最内层稳定圆轨道(ISCO).结果表明,当BH自旋$a_{*}$大于和小于0.3594时,内边缘分别向内和向外移动。基于内边缘的位移,讨论了MC对圆盘辐射的影响。MC工艺可以提供非常陡峭的发射率,这与MCG-6-30-15的观察结果一致。此外,利用该模型对GRO J1655-40和GRS 1915+105的BH自旋进行了连续谱拟合。
2007-01-18 astro-ph
General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Black Hole Accretion Disks: Results and Observational Implications
从广义相对论MHD吸积模拟在前面的谈话中所描述的结果的选择。我们发现磁场强度随半径的减小而急剧增加,并且在快速旋转的黑洞附近也会增强。与快速黑洞旋转相关联的更大的磁场强度导致大的向外电磁角动量通量,这大大降低了平均吸积速率和每单位静止质量的净吸积角动量。这种电磁应力强烈地违反了传统的猜测,即吸积应力在边缘稳定轨道处和内部消失。可能的观测结果包括对黑洞最大自旋的限制,辐射效率的增强,以及荧光Fe Ka的浓度到吸积盘的最里面的部分。
2004-02-27 astro-ph
Iron line profiles and self-shadowing from relativistic thick accretion discs
我们目前的Fe K α线轮廓和图像的相对论光盘有限厚度的旋转黑洞使用一种新的代码。这条线被认为是由吸积盘最里面的一种相对冷的X射线照射物质的铁荧光产生的,它提供了对黑洞附近吸积流的极好诊断。以前的研究集中在薄的开普勒吸积盘的情况下。随着吸积率的增加,这个圆盘必须变得更厚,并且是次开普勒。这些可以影响线的轮廓,反过来又可以影响估计的吸积盘和黑洞参数从观察到的线的轮廓。我们在这里着手,第一次,一个完全相对论性的计算,提供了关键的见解的几何厚度和次开普勒轨道速度的影响的线配置文件。我们包括所有的相对论效应,如帧拖动,多普勒增强,时间膨胀,引力红移和光弯曲。我们发现,分离和相对高度之间的蓝色和红色峰值的线轮廓减小的厚度的磁盘的增加。这个代码也非常适合于产生吸积盘图像。我们计算了吸积盘的红移和通量像,发现吸积盘的观测像强烈地依赖于倾角。自遮蔽效应在大倾角时表现得很明显,并导致黑洞的阴影完全被圆盘本身所掩盖。
2008-07-11 astro-ph
Special relativistic effects on the strength of the fluorescent K-alpha iron line from black hole accretion disks
宽的铁K $α$发射线,常见于塞弗特核的X射线谱中,被认为起源于内吸积盘被活动盘日冕照射时。我们表明,磁盘和X射线发射材料之间的相对运动可以通过特殊的相对论像差和多普勒效应对观察到的等效宽度(EW)这条线有重要的影响。我们认为这可能与理解为什么观察到的EW经常超过标准X射线反射模型的预测有关。几个观测测试建议,可以解开这些特殊的相对论效应从铁丰度的影响。
1997-07-07 astro-ph
General Relativistic Spectra from Accretion Disks around Rapidly Rotating Neutron Stars
我们计算了快速旋转的中子星周围的吸积盘的光谱。在计算恒星结构时考虑了广义相对论的全部效应。我们考虑了多普勒频移,引力红移和光弯曲效应,以计算所观察到的光谱。为了便于直接与观测比较,提出了一个简单的经验函数,它描述了数值计算的光谱。这个函数原则上可以用来区分牛顿能谱和相对论能谱。我们还讨论了用我们的谱模型约束中子星物态方程的可能性。
2001-12-06 astro-ph
Accretion onto black holes and relativistic jets
活动星系核的相对论性喷流在几十年前就已为人所知,但对这些系统中吸积和喷射之间联系的研究受到与这些事件相关的长时间尺度的阻碍。在过去的十年里,由于在星系X射线双星中观察到类似的射电喷流,时间尺度要短得多,因此取得了迅速的进展。在这些系统中,已经发现吸积和喷射之间的明确联系,以及它们爆发的现象学性质的坚实表征。大量的新结果使得X射线双星和活动星系核之间有了详细的比较,由此建立了许多相关性和标度律。在这里,我简要回顾了目前的观测状况。
2007-05-30 astro-ph
General relativistic spectra of accretion discs around rapidly rotating neutron stars: Effect of light bending
我们目前的计算光谱,看到一个遥远的观察者,从吸积盘周围的快速旋转的中子星。我们的计算是在一个完全广义相对论的框架下进行的,旋转的精确处理。我们考虑了多普勒频移,引力红移和光弯曲效应,以计算所观察到的光谱。我们发现,光弯曲显着修改的高能量部分的光谱。文中还给出了慢转中子星的计算谱。这些结果对于模拟观测到的含有快速旋转中子星的低质量X射线双星的X射线谱具有重要意义。
2001-02-27 astro-ph
A changing inner radius in the accretion disc of Q0056-363?
Q 0056 -363是目前已知的最强的X射线类星体,它有一条宽的、可能是相对论性的铁谱线(Porquet & Reeves 2003)。XMM- $Newton$两次观测到这一现象,间隔三年半(2000年7月和2003年12月)。在第二次观测中,紫外线和软X射线通量比2000年的观测更微弱,硬X射线功率定律更平坦,铁谱线等效宽度(EW)比2000年的观测更小。如果在第二次观测中圆盘被截断,这些变化都可以得到解释,至少是定性的解释。我们还报告在2003年的观测过程中可能检测到的瞬态,红移铁吸收线。
2005-02-16 astro-ph
Reverberation by a Relativistic Accretion Disk
计算了相对论性吸积盘发射的谱线对中心光源连续变化的响应。这个模型可能是有关的非常广泛的,有时红移的发射线已被观察到的光学和X射线能量的活动星系核和X射线双星。我们分别考虑点状和扩展中心源的情况。基于线能量分布的前三阶矩(即线强度、质心能量和宽度)和二维传递函数,我们识别出一些特征,这些特征有助于评估相对论性吸积盘的存在并估计其参数.特别地,通过将线响应函数的最大值的绝对时间测量与以光交叉时间为单位的相对测量相结合,可以导出中心物体的质量。
1994-09-19 astro-ph
Inner Disk Oscillations and QPOs in Relativistic Jet Sources
本文综述了最近在GRS 1915+105中发现的内盘振荡的研究结果。在低状态的QPO被用作这种振荡的标记,并检查从相结合的X射线光谱和定时分析出现的物理图像。对内盘振荡和同步辐射之间的关系进行了严格的评价。
2000-12-01 astro-ph
Fluid accretion onto a spherical black hole: relativistic description versus Bondi model
本文用广义相对论的方法描述了球对称稳态流体在黑洞上的吸积。相对论效应增强质量吸积,相比邦迪模型的预测,在这种情况下,当逆反应被忽略。这种增强依赖于绝热指数和渐近气体温度,在超相对论区域,它可以将吸积放大一个数量级。
1999-07-07 astro-ph gr-qc
The relativistic shift of narrow spectral features from black-hole accretion discs
在活动星系核的X射线谱中发现了瞬态谱特征,主要在5- 7 keV能量范围内。对这些特征的起源提出了几种解释。考虑到广义相对论光线的不同近似和由此产生的光子能量的移动,我们研究了一个源自黑洞吸积盘中一个点的铁线的多普勒增强蓝角模型。我们提供了一个实用的蓝角能量的固有窄线的公式,并评估其准确性,通过比较近似对一个确切的值,预测假设下的一个平面吸积盘。最精确的近似提供了良好的协议与斑点轨道半径下降到一个非旋转的黑洞的边缘稳定的轨道。
2005-07-08 astro-ph
X-ray iron line variability: constraints on the inner accretion disk
在回顾活动星系核中X射线反射的基本物理基础之后,我们提出了三个实例研究,说明了X射线反射研究的现状。对于低光度活动星系核NGC 4258,我们发现铁谱线比通常在高光度活动星系核中发现的要窄得多。我们认为,这是一个截断的冷吸积盘(可能是由于在r ~ 100 GM/c^2处过渡到平流主导的吸积流)或围绕吸积盘的大r ~ 100 GM/c^2 X射线发射日冕的证据。我们还介绍了NGC 5548和MCG-6-30-15中的高光度塞弗特核的结果。在这两个源中,RXTE显示铁谱线的等效宽度随着光度的增加而减小。此外,铁谱线等效宽度与反射连续体的相对强度成正比关系,这与所有简单的反射模型相反。有人提出,连续通量相关的变化电离的吸积盘表面可以解释这种光谱的变化。最后,我们根据这些复杂因素讨论了X射线铁线混响问题。
2000-09-29 astro-ph
A Complete Relativistic Ionized Accretion Disc in Cygnus X-1
银河系黑洞候选者天鹅座X-1被观测到处于两种X射线光谱状态之一:低/硬(低软X射线通量和平坦的幂律尾部)或高/软(高黑体般的软X射线通量和陡峭的幂律尾部)状态。这两种状态的物理起源尚不清楚。本文提出了一个电离吸积盘的模型,它的光谱被相对论效应所模糊,并将它与天鹅座X-1的ASCA、Ginga和EXOSAT数据在两种光谱状态下进行了拟合。我们确认,相对论模糊提供了一个更好的适合低/硬状态的数据,相反,以前的一些结果,发现这两个国家的数据是一致的电离薄吸积盘与反射分数的团结延伸到最里面的稳定的圆形轨道周围的黑洞。我们的模型是一种替代那些,在低/硬状态,需要的吸积盘被截断在几十个史瓦西半径,其中有一个薄的,热吸积流。我们提出了一种可能导致光谱状态变化的机制。
2001-03-14 astro-ph
Where is a Marginally Stable Last Circular Orbit in Super-Critical Accretion Flow?
由于对这个问题的广泛误解,我们回到了黑洞周围吸积盘内缘位置的老问题。我们回顾华沙和京都研究小组在20世纪70年代和80年代所获得的基本结果,特别证明了内边缘与最内层稳定开普勒圆轨道的位置不一致。我们给出了一些新的插图,这一点和华沙和京都集团获得的其他一些基本结果。为了研究吸积盘内边缘的流动动力学,我们仔细地求解了跨音速流的结构,并根据数值计算的角动量分布绘制了有效势剖面。我们证明了吸积流不存在吸积率的潜在最小值,{ \dot M} > 10 L_E/c^2(L_E是爱丁顿光度,$c$是光速)。即使在相对小的粘度参数(即,α~ 0.01),由于压力梯度的影响。总之,基于试验粒子最后一个圆形轨道的论证不能给出超临界流的正确内边界,内边界应结合辐射效率来确定。同样的论点也适用于光学薄ADAF。对观测到的QPO频率的解释应该重新考虑,因为开普勒旋转速度的假设可能会严重高估或低估盘的旋转速度,这取决于粘度的大小。
2003-08-22 astro-ph
Disk Accretion onto Magnetized Neutron Stars: The Inner Disk Radius and Fastness Parameter
众所周知,磁化致密星周围的吸积盘可以穿透磁层边界,因此磁层半径$\ro$并不代表吸积盘真正的内缘$\rin$,但文献中关于$\ro$和$\rin$之间的关系存在争议。在Ghosh和Lamb的模型中,边界层的宽度由$δ=\ro-\rin\ll\ro$或$\rin\simeq\ro$给出,而Li和Wickramasinghe最近认为,在慢旋转体的情况下,$\rin$可能明显小于$\ro$。在这里,我们表明,如果恒星是能够吸收的角动量的磁盘等离子体在$\ro$,适合于二进制X射线双星,磁盘的内半径可以由$0.8\lsim \rin/\ro\lsim 1$的约束,和恒星达到自旋平衡的一个相对较大的值的牢度参数($\sim 0.7-0.95$)。对于吸积中子星的低质量X射线双星(LMXB),$\ro$通常是接近恒星半径$\rs$,使环向场不能有效地传递自旋扭矩的恒星。在这种情况下,临界色牢度参数变小,但$\rin$仍接近$\ro$。
1999-01-08 astro-ph
The Evolution of the Accretion Disk around 4U 1820-30 During a Superburst
人们普遍认为,致密X射线双星的发射机制是从圆盘吸积到坍缩的相对论性恒星--中子星或黑洞--上。由于需要极高的空间分辨率,目前还不可能直接观察吸积盘内部的演化或动态,因为在那里广义相对论效应占主导地位。在这里,我们使用来自中子星4U 1820-30表面的超级爆发的明亮X射线辐射作为聚光灯来照亮磁盘表面。X射线使圆盘中的铁原子发出荧光,从而可以确定电离状态,覆盖因子和圆盘在爆发过程中的内径。时间分辨的光谱拟合表明,磁盘的内部区域被破坏的爆发,可能被加热到一个更厚,更稀薄的流,然后恢复其以前的形式在~1000 s。这标志着第一次实时观测到吸积盘内部区域的演化。
2004-01-09 astro-ph
Oscillations of the Inner Regions of Viscous Accretion Disks
虽然在不同的X射线源中发现了准周期振荡(QPO),但它们的起源仍然是一个有争议的问题。对流体动力学吸积盘的分析研究表明了三种类型的被捕获的全局模,其性质似乎与观测结果一致。然而,这些研究只考虑线性效应,没有解决模式激发和衰减的问题。此外,观察表明,模式之间的共振起着至关重要的作用。因此,需要对这个问题进行系统的数值研究。在本文中,我们使用伪谱算法进行参数研究的内部区域的流体动力盘。通过假设α-粘度,我们表明,稳态解决方案很少存在。圆盘的内边缘振荡并激发轴对称波。此外,内边缘内的流动有时对非轴对称扰动是不稳定的。单臂,甚至双臂,螺旋的发展,这提供了一个合理的解释,从吸积黑洞观察到的高频QPO。当雷诺数大于一定的临界值时,内盘会经历一些以强尾涡为特征的瞬态湍流状态,而外盘则会发展出大尺度的尾涡。我们比较了我们的数值结果与标准薄盘振荡模型。虽然非轴对称特征有其解析对应物,但需要更仔细的研究来解释轴对称振荡。
2008-12-11 astro-ph
Accurate Modelling of Relativistic Iron Lines from Accretion Discs
对吸积黑洞的荧光铁谱线的观测提供了迄今为止对强场引力的最好检验之一,也是目前探测黑洞时空的唯一观测工具。然而,两种最广泛使用的光谱拟合模型(diskline,laor)已经有十多年的历史了,并且有很大的局限性。我们提出了一个新的代码计算这些影响,将纳入XSPEC包
2004-02-12 astro-ph
Non-LTE, Relativistic Accretion Disk Fits to 3C~273 and the Origin of the Lyman Limit Spectral Break
我们将广义相对论的几何薄吸积盘模型与非LTE大气拟合到3C~273的近同时多波长数据,从光学到远紫外。我们的模型拟合显示没有与氢莱曼边缘相关的通量不连续性,但它们确实表现出光谱突变,定性地类似于数据中所见。这种破裂是由莱曼辐射边缘的相对论性拖尾引起的,莱曼辐射边缘是在盘中数十个引力半径处局部产生的。我们讨论了模型光谱上的金属线覆盖的可能影响,以及大量的康普顿化所需的解释所观察到的软X射线过剩。我们的最佳拟合吸积盘模型低估了该源的近紫外辐射,并且具有太红的光谱。我们讨论了一些剩余的物理不确定性,并特别建议,我们的模型的细长盘制度和/或包括非零的磁性扭矩在最内部的稳定的圆形轨道可能有助于解决这些差异。
2001-08-28 astro-ph
A Grid of Relativistic, non-LTE Accretion Disk Models for Spectral Fitting of Black Hole Binaries
自洽的垂直结构模型与非LTE辐射转移应产生光谱从吸积盘周围的黑洞,不同的多温度黑体的水平,可以观察到的。高分辨率、高信噪比的观测结果保证了光谱建模,它既考虑了相对论效应,又详细地处理了辐射转移的物理过程。在Davis等人(2005年)中,我们提出了光谱模型,该模型考虑了非LTE效应、康普顿散射和大量金属离子引起的不透明度。使用这种方法的修改,我们列表的黑洞质量典型的银河系双星的光谱。我们将它们作为Xspec模型公开用于光谱拟合。这些模型代表了迄今为止标准吸积盘理论的最完整的实现。因此,它们非常适合于测试理论对观测系统的适用性,以及限制黑洞的性质,包括它们的自旋。
2006-02-22 astro-ph
Pseudo-Newtonian Potentials to Describe the Temporal Effects on Relativistic Accretion Disks around Rotating Black Holes and Neutron Stars
本文提出了两种近似于相对论性吸积盘围绕旋转(和反向旋转)致密天体的角频率和周转频率的伪牛顿势。其中之一,对数修正的潜力,是一个更好的近似的频率,而另一个,二阶扩展的潜力,也再现了特定的能量为圆形轨道的密切协议与广义相对论值。这些潜力可以包括在时间相关的流体动力学模拟,以研究这种吸积盘的时间行为。
2002-09-03 astro-ph gr-qc
Pseudo-Newtonion potential for the relativistic accretion disk around rotating central objects having hard surface
本文提出了一种适用于具有硬表面的旋转中心物体周围的吸积盘模型的赝牛顿势。这意味着,这个势可以用来描述旋转的中子星和奇异星周围的吸积盘。该势能较好地描述吸积盘中的广义相对论效应,从本质上研究吸积盘的相对论流体力学。由于我们的目的在于了解周围旋转的硬表面的中心物体的吸积盘的流体动力学,它是必要的,包括影响盘的内边缘的中心物体的旋转。我们从Hartle Thorne度规出发,推导出我们的势能。对于慢转的中子星和奇异星,该势能再现广义相对论的所有基本性质,误差不超过10%.
2003-04-02 astro-ph gr-qc
Description of Pseudo-Newtonian Potential for the Relativistic Accretion Disk around Kerr Black Holes
本文提出了一种用于旋转黑洞周围吸积盘模型的伪牛顿势。该势可以描述吸积盘的广义相对论效应。由于在盘的内边缘以适当的方式包含旋转是非常重要的,因此从克尔度规导出了势。这个势函数可以再现广义相对论的所有基本性质,即使对于快速旋转的黑洞,误差也在10%以内。
2002-08-16 astro-ph gr-qc
Dependence of General Relativistic Accretion on Black Hole Spin
我们提出了一种新的方法来研究黑洞自旋如何影响天体物理吸积的行为。我们研究的终端行为的广义相对论,多跨音速,流体动力学平流吸积的克尔度规,通过分析各种动力学以及热力学性质的吸积物质非常接近的事件视界,作为克尔参数$a$的函数。这种流的跨音速性质的检查可以是有用的自洽区分逆吸积和逆行相对论吸积,并在研究黑洞旋转的光谱特征。
2004-08-10 astro-ph gr-qc
On Some Transonic Aspects of General Relativistic Spherical Accretion onto Schwarzschild Black Holes
在Schwarzschild度规下求解了广义相对论性球对称多方流体对黑洞的流体动力学吸积方程,研究了吸积流的某些跨音速性质.只讨论固定的解决方案。对于这种吸积,已经表明,即使对于具有$γ< {4/3}$或$γ> {5/3}$的流动,真实的物理声波点也可以形成{ \it}。在事件视界附近的一些流动变量的行为作为一个功能的比能量和多变指数的流动进行了研究。
2002-11-28 astro-ph gr-qc
A "horizon adapted" approach to the study of relativistic accretion flows onto rotating black holes
提出了一种新的几何方法来研究旋转(Kerr)黑洞的吸积流。而不是Boyer-Lindquist坐标,在所有现有的数值模拟文献中的标准选择,我们采用最简单的例子的地平线适应坐标系,克尔-Schild坐标。这种选择消除了在事件视界的边界模糊性和非物理发散行为。本文首次计算了极端克尔黑洞的邦迪-霍伊尔吸积,证明了这种方法的主要优点。我们认为,它提供了最好的方法来数值研究,观测上,越来越接近相对论性内部区域周围的黑洞。
1998-08-21 astro-ph gr-qc
Non-axisymmetric relativistic Bondi-Hoyle accretion onto a Schwarzschild black hole
本文给出了运动Schwarzschild黑洞上完全相对论性非轴对称Bondi-Hoyle吸积的详尽数值研究结果。本文采用基于线性化黎曼解的高分辨率激波捕捉数值格式求解了广义相对论流体力学方程组。数值代码以前被用来研究轴对称流动配置过去史瓦西孔。我们分析和讨论了一个渐近高马赫数模型的流动形态。这项工作的结果表明,最初的渐近均匀流总是在一个固定的方式,这非常类似于以前的轴对称图案上的孔吸积。这与一些牛顿数值研究中发现的剧烈的翻转不稳定性形成了鲜明对比。正如文中所讨论的,原因可以在相对论体系中使用的初始条件中找到,因为它们不能完全复制出现不稳定性的先前牛顿设置。还研究了最终解与内边界条件以及网格分辨率的依赖关系。最后计算了质量、线动量和角动量的吸积率。
1998-04-24 astro-ph gr-qc