Black hole X-ray binaries: A new view on soft-hard spectral transitions
日冕蒸发理论预测,当质量吸积率低于某个值(~埃丁顿质量吸积率的1/50)时,冷薄吸积盘中会形成一个内洞,而当质量吸积率上升到该值以上时,这个洞会突然消失。然后,标准薄盘的内边缘突然从大约几百个史瓦西半径向内移动到最后一个稳定轨道。这似乎定量地解释了在临界光度下观察到的硬和软光谱状态之间的转变。由于蒸发过程,在几何薄盘中吸积的物质变成热日冕流,作为对流主导的吸积流(ADAF;综述见Narayan et al. 1998)朝向黑洞前进。
2000-02-02 astro-ph
Soft X-ray components in the hard state of accreting black holes
最近对低硬态(LX/LEdd~0.003 - 0.05)的两个黑洞候选者(GX 339 - 4和J1753.5 - 0127)的观测表明,在黑洞最内侧的稳定轨道附近存在一个冷的吸积盘。这与低硬态的模型背道而驰,在低硬态中,冷盘在更大的半径处被截断。本文研究了中等截头盘与热内流之间的相互作用。离子轰击在双温平流吸积流与标准吸积盘的重叠区加热盘表面,在冷盘表面产生热(kT_e~70 keV)层。来自这一层的硬X射线通量加热下面的冷盘的内部,产生软X射线过剩。加上星际吸收,这些效应模拟了从圆盘延伸到最后稳定轨道的热光谱。结果表明,软过剩在低硬状态是截断盘模型的一个自然特征。
2008-07-29 astro-ph
Orbital Comptonization in accretion disks around black holes
我们对Schwarzschild黑洞周围的吸积盘中低能光子的康普顿上散射进行了蒙特卡罗模拟。光子从圆盘中电子的旋转运动中获得能量。向上散射发生在黑洞视界附近,那里的电子流速接近光速。我们表明,这种类型的整体流康普顿化可以产生类似于在高/软状态下黑洞X射线瞬态中观察到的幂律X射线谱,即,一个软隆起占主导地位的频谱低于10 keV和幂律尾部的光子指数在2-3的范围内。为了重现观测到的硬软通量比,盘在最后稳定轨道上的垂直光学深度必须大于~ 3。我们的结论是,幂律分量的高/软状态的黑洞瞬变可能是由于一个本质上冷盘延伸到所有的方式孔,没有一个单独的热等离子体组件。
2001-04-24 astro-ph
Comptonization signatures in the rapid aperiodic variability of Galactic black-hole candidates
我们研究了在太阳质量黑洞周围的热康普顿化区和冷吸积盘的不同几何结构中软辐射耀斑的逆康普顿散射效应。讨论了硬光子相对于软光子的光变曲线、光变曲线的傅里叶变换、功率谱和傅里叶周期滞后。在与现有数据的比较的基础上,我们发现参数对康普顿化的外部软辐射以及康普顿化在均匀介质中作为主导机制的快速非周期性变化的银河系黑洞候选人。可能的进一步观测测试的影响康普顿对银河系黑洞候选人的快速非周期性变化的建议。
1998-02-22 astro-ph
Lithium production on a low-mass secondary in a black hole soft X-ray transient
研究了黑洞软X射线瞬态(BHSXT)中低质量次级黑洞表面Li的产生,通过黑洞周围热(> 10 MeV)对流主导吸积流(ADAF)中的中子对CNO核的散射.利用更新后的二元参数、中子引起的自旋反应截面以及由静态BHSXTs多波长观测的光谱拟合得到的ADAF中的质量吸积率,通过将Li的产生率与通过吸积到黑洞的质量传递率相等,得到Li的平衡丰度.由此产生的丰度被认为是在良好的协议与观察值在7 BHSXTs。我们注意到,在我们的模型中,丰度在一个比几个月更长的时间尺度上变化。此外,还计算出二次离子的Li_6/Li_7比值约为0.7- 0.8,比陨石中测得的比值高得多。探测到这样的高值有利于Li通过溅射产生和热吸积流的存在,而不是静止BHSXT中的吸积盘日冕系统。
2007-10-10 astro-ph
X-rays and soft gamma-rays from Seyferts, radio galaxies, and black-hole binaries
本文评述了吸积黑洞源X射线/软γ射线辐射的若干问题。用热康普顿化方法可以很好地模拟OSSE观测到的塞弗茨软γ谱的形状。X射线斜率和这些源中康普顿反射强度之间的非常强的相关性可以通过反射冷介质附近的热康普顿化来解释。类似的相关性被认为是硬态的黑洞双星,但康普顿反射的强度在一个给定的X射线斜率是大于塞弗茨。这似乎是由于种子光子(康普顿化)发射的冷介质具有更大的能量在恒星质量系统比在塞弗茨。宽线射电星系具有弱反射的硬X射线谱,其反射与具有硬X射线谱的Seyferts相似。两个主要模型的源的几何形状,一个热的内盘周围的一个冷的外盘,和一个动态的日冕上面的一个冷盘,似乎同样可行的基础上,目前可用的数据。
2000-06-11 astro-ph
Identification of the soft X-ray excess in Cygnus X-1 with disc emission
我们目前的研究结果的软X射线过剩的黑洞候选人天鹅座X-1与{ \it Rosat PSPC},使用观测期间持续发射轨道相位接近0.5。软过量可以很好地拟合为具有温度$\rm {kT_{bb}}$ = $\rm {0.13\pm 0.02}$ keV的黑体。$\rm {kT_{bb}}$不随光源强度而明显变化。假定源的距离是它的下限2.5 kpc,得到软过剩的亮度为$\rm {4.7\cdot 10^{36}}$ erg $\rm {s^{-1}}$。由此,圆盘温度被计算为半径的函数,假设致密物体是一个10 $\rm{M_{\sun}}$黑洞,特别是在7史瓦西半径的温度预计是高度代表总盘发射。这被发现是0.13千电子伏,在非常好的协议与光谱拟合结果。这一良好的一致性有力地支持了对黑洞周围圆盘发射的软过剩的识别。
1995-09-05 astro-ph
Towards 4U 1630-47: a black-hole soft X-ray transient odyssey
4U 1630-47是一个黑洞X射线瞬变,具有最短的重现时间之一。尽管它有规律的爆发行为,但人们对这个来源知之甚少。直到最近,人们才开始关注这个系统。我在那里讨论了4U 1630-47的基本已知(X射线)性质,并报告了从1998年2月开始的最近爆发期间获得的X射线和射电观测结果。这些观测加强了4U 1630-47与银河系超光速源GRO J1655-40和GRS 1915+105之间的一些相似性,并提供了4U 1630-47在射电中的首次探测。使用更新的爆发星历,我预测下一次爆发发生在1999年圣诞节前一周左右。
1998-08-12 astro-ph
Quenched millimetre emission from Cygnus X-1 in a soft X-ray state
我们目前的黑洞候选人X射线双星天鹅座X-1的毫米波长的观测表明,抑制,或淬火,作为源切换到一个较软的X射线状态的发射。将这些数据与另一个黑洞候选者XTE J1118+480的数据相结合,我们证明了毫米辐射与射电辐射具有相同的X射线耦合,尽管对光谱形状的敏感性要强得多。因此,我们确认的低/硬态黑洞候选人X射线二进制的毫米发射与射流的关联。
2004-05-07 astro-ph
Physical Characteristics of the Spectral States of Galactic Black Holes
使用简单的分析估计,我们展示了如何不同的光谱状态的银河系黑洞候选人的物理参数,可以确定使用光谱数据目前可用。
1997-07-22 astro-ph
How To Distinguish Neutron Star and Black Hole X-ray Binaries? Spectral index and Quasi-Periodic Oscillation Frequency Correlation
最近的研究表明,在低/硬态、陡幂律(软)态以及这些态之间的过渡态中,准周期振荡(QPO)的1-10 Hz频率与几个黑洞(BH)候选源的谱幂律指数之间存在很强的相关性。在软态中,这些指数-QPO频率相关性在低频的高值处示出约2.7的光子指数的饱和。这种饱和效应以前被认为是黑洞的特征。在本文中,我们认为这种饱和不会发生,至少对于一个中子星(NS)源4 U 1728-34来说是这样,其指数随着低频单调增加到6或更高的值。我们根据对4U 1728-34的约1.5 Msec RXTE存档数据的分析得出这一结论。我们揭示了康普顿黑体光谱的光谱演化时,从硬到软状态的源过渡。硬态谱是起源于盘和NS光球外层的软光子的典型热康普顿化谱。硬态光子指数约为2。软态光谱由两个黑体分量组成,它们只是轻微的康普顿化。因此,我们可以声称(正如理论所预期的那样),在NS源中,软态建立了热平衡。相反,在BH源中,由于BH视界的存在,平衡从未建立。紧急BH频谱,即使在高/软状态,具有幂律分量。我们还证明了4U 1728-34中Fe K_α发射线强度和QPO的存在以及它们之间的联系并不依赖于射电通量。
2005-03-03 astro-ph
Revisiting the Black Hole Masses of Soft X-ray-Selected Active Galactic Nuclei
在我们以前的工作中,使用亮度和H β半高宽作为黑洞质量(M_BH)的替代品,我们比较了软X射线选择的活动星系核样本中窄线Seyfert 1星系(NLS 1 s)和宽线Seyfert 1星系(BLS 1 s)的黑洞质量。我们发现两个群体中黑洞质量的分布在统计上是不同的。最近的工作表明,H-β发射线的二阶矩(线色散)是一个更好的估计黑洞质量比FWHM。为了测试改变宽度测量是否会影响我们的结果,我们计算了我们样本的基于线色散的黑洞质量。我们发现,使用线分散,而不是FWHM作为衡量的气体速度移动NLS 1和BLS 1维里产物分布更接近在一起,但它们仍然是不同的。在M_BH-sigma平面上,我们发现使用线色散使NLS 1低于M_BH-sigma关系,但比使用FWHM计算黑洞质量时([OIII] 5007 A FWHM用作凸起恒星速度色散的替代品)的程度要小。我们的研究结果的显着性水平是这样的,我们不能得出确切的结论的位置上的两个样本的M_BH-西格玛平面。我们仍然有两种可能的情况:(1)NLS 1位于M_BH-sigma关系之下,表明它们的黑洞质量正在增长,或者(2)NLS 1位于M_BH-sigma关系之下,因此它们优先居住在质量较小,亮度较低的星系中;目前的数据不允许我们选择其中一个。更可靠的恒星速度色散和准确的黑洞质量的测量是需要一个更坚定的声明NLS 1的轨迹上的M_BH-西格玛平…
2007-03-27 astro-ph
Reprocessing of Soft X-ray Emission Lines in Black Hole Accretion Disks
利用考虑康普顿散射和光吸收以及复合的Monte Carlo程序,研究了相对论性黑洞吸积盘光电离大气中Ly α、He α以及类H和类He的C、N、O和Ne的复合连续光子的辐射传输.我们发现光电不透明度会导致能量高于O VIII K边缘的光子显着衰减;这些光子向低能线和复合连续区的转换效率很高;而且考虑到这种再加工(21%至105%的因子)增加了逃离盘大气的类H和类He的C和O的Ly α和He α发射线的通量。
2004-01-16 astro-ph
M-BH - sigma relation for a Complete Sample of Soft X-ray Selected AGNs
本文给出了75个软X射线选择活动星系核(43个宽线Seyfert 1 s和32个窄线Seyfert 1 s)的完整样本的黑洞质量-核球速度色散关系。我们使用光度和半高宽(H-β)作为黑洞质量的替代品,半高宽([OIII])作为膨胀速度色散的替代品。我们发现NLS 1低于BLS 1的M-BH - sigma关系,证实了Mathur等人(2001)的结果。统计结果是稳健的,并且不是由于任何系统测量误差。这对我们理解黑洞的形成和增长有重要的影响:黑洞通过在良好形成的凸起中吸积而增长,可能是在一次重大的合并之后。随着它们的增长,它们越来越接近正常星系的M-BH - sigma关系。增长在开始时最高,随着时间的推移而减少。我们的结果不支持M-BH - sigma关系的理论,其中的黑洞质量是一个恒定的分数,在任何时候的隆起的质量/速度色散或隆起的增长是由AGN反馈控制。
2003-12-15 astro-ph
Spectral Transitions in Cyg X-1 and Other Black Hole X-Ray Binaries
我们证明Esin,McClintock & Narayan(1997)提出的黑洞软X射线瞬变的低态、中态和高态模型(Nova Muscae 1991)与1996年观测到的黑洞X射线双星Cyg X-1在硬态到软态转变过程中的光谱演化是一致的。我们还将该模型应用于另外两个黑洞X射线瞬变的爆发,GRO J 0422 +32和GRO J1719-24。
1997-11-14 astro-ph
Towards a unified model for black hole X-ray binary jets
本文提出了一个统一的黑洞X射线双星系统盘喷流耦合的半定量模型。我们认为,在上升阶段的一个黑洞瞬态爆发的稳定射流已知与典型的“低/硬”状态持续存在,而X射线光谱最初软化。随后,喷流变得不稳定,并且在软化阶段结束时,光学薄射电爆发总是与软X射线峰相关联。该峰值对应于“软非常高状态”或“陡峭幂律”状态。较软的X射线状态与“核心”无线电发射无关。我们进一步定量地证明了与这些光学薄事件相关的瞬态射流比那些在“低/硬”X射线状态中的瞬态射流具有更大的相对论性。这反过来意味着,当圆盘向内坍缩时,喷流洛伦兹因子迅速增加,导致外流中的内部激波,这是观察到的光学薄射电辐射的原因。此外,我们估计了一些这样的瞬态事件作为X射线光度的函数的喷气功率,并发现它们是可比的“低/硬”状态喷气机估计的功能的外推。最后,我们试图将这些结果拟合成一个所有黑洞X射线双星系统中圆盘-喷注耦合的相干半定量模型。
2004-09-15 astro-ph
Radiative Processes and Geometry of Spectral States of Black-Hole Binaries
我回顾辐射过程负责X射线发射的硬(低)和软(高)光谱状态的黑洞二进制。在硬态的主要过程似乎是热康普顿化(在热等离子体)的黑体光子发射的冷磁盘。这是支持之间的相关性的频谱指数,康普顿反射的强度,在功率密度谱的峰值频率,以及傅立叶分辨光谱的频率依赖性。然后,光谱可变性可以由圆盘的可变截断半径驱动。软状态似乎对应于最小的截断半径。然而,在软态中观察到的高能截止点的缺乏意味着它的主要辐射过程是盘光子被非热电子的康普顿散射。软状态的批量运动的非线性化模型示出被排除的数据。
2000-06-11 astro-ph
Timing and Spectral Properties of X-ray Emission from the Converging Flows onto Black hole: Monte-Carlo Simulations
我们证明,X射线光谱的收敛流入(CI)到一个黑洞是一个热(盘)的组件和卷积的一些分数,这个组件与康普顿扩散(格林)功能的总和。后一个分量被看作是能量远高于软光子的特征能量的扩展幂律。结果表明,CI大气中的高能光子产生(源函数)在光子弯曲半径1.5r_S附近具有特征极大值,与种子(软)光子分布无关.我们表明,在这个区域中的软光子源的高频振荡导致的振荡的高能量部分的光谱,但不是热分量。内区的高频振荡在谱的热分量中不显著。我们进一步证明,多普勒效应和反冲效应(导致CI谱的形成)分别与软和硬光子能量通道之间的硬(正)和软(负)时间滞后有关。
2001-10-11 astro-ph
Slim Disk Model for Soft X-Ray Excess and Variability of Narrow-Line Seyfert 1 Galaxies
窄线塞弗特1星系(NLS 1)具有极强的软X射线过剩和大的光变。我们认为,这两个功能基本上可以占超薄磁盘模型。我们假设NLS 1中的中心黑洞质量相对较小,为$M \sim 10^{5-7}M_\odot$,并且一个圆盘几乎以爱丁顿光度$L_{\rm E}$发光。然后,盘变成了一个细长的盘,并表现出以下独特的特征:(1)盘的光度(特别是X射线)对质量流率$\dot M$不敏感,因为产生的能量部分被吸积流中捕获的光子带到黑洞。(2)光谱为多色黑体。最大黑体温度为$T_{\rm bb} \simeq 0.2(M/10^5 M_\odot)^{-1/4}$ keV,黑体发射区的大小很小,即使对于Schwarzschild黑洞也是$r_{\rm bb} \lsim 3 r_{\rm S}$(其中$r_{\rm S}$是Schwarzschild半径). (3)NLS 1的ASCA观测数据全部落在($r_{\rm bb},T_{\rm bb}$)面上的$\dot M/(L_{\rm E}/c^2)>10$区域($L_{\rm E}$为爱丁顿光度),支持了我们的观点,即NLS 1中在$\sim L_{\rm E}$处有一个细长的盘状物发射软X射线。(4)磁能最多可以被放大到与被捕获的辐射能的均分值,该值大大超过从圆盘发射的辐射能。因此,连续磁场重联的能量释放将引起软X射线发射的显著变化。
2000-03-02 astro-ph
On the complex disc-corona interactions in the soft spectral states of Soft X-ray Transients
吸积黑洞在它们的软谱态中表现出复杂多样的行为。虽然这些光谱主要是由一个软的,热的组成部分,几乎可以肯定的是来自吸积盘,也有一个硬X射线尾巴表明,一些吸积功率的一部分,而不是消散在热,光学薄的日冕物质。在这种状态下,最好在软X射线瞬变的早期爆发中观察到,热日冕中耗散的功率与盘中耗散的功率之比可以从~0(纯盘吸积)到~1(两者功率相等)。在这里,我们提出了一些来源的光谱分析结果,证明了复杂的功能,在他们的能量谱的存在。我们的主要发现是:(1)软成分不能用吸积盘的热辐射来恰当地描述:它们比盘黑体模型(甚至包括相对论效应)所能描述的要宽得多,(2)在这种光谱中常见的5-9 keV附近的光谱特征可以通过光学厚的、高度电离的、相对论运动的等离子体对硬X射线的再处理来很好地描述。
2001-06-03 astro-ph
Radiation Spectra of Advection Dominated Accretion Flows around Kerr Black Holes
本文研究了Kerr黑洞周围平流主导吸积流(ADAF)谱的形成。我们使用Monte Carlo方法和完全广义相对论处理,遵循个别光子的路径,并模拟它们的散射与温和的相对论,热电子的两个温度等离子体中存在的流量。我们研究了吸积率、黑洞质量、黑洞角动量以及等离子体中存在的小尺度磁场强度对所得光谱的影响。黑洞角动量对光谱的影响是存在的,并且可以与其他参数变化的影响区分开来。在对宇宙中的单个源和低效吸积的黑洞群体进行建模时,应该考虑模型的这一特性。
2000-03-28 astro-ph
High-Energy Spectral Complexity from Thermal Gradients in Black Hole Atmospheres
我们表明,康普顿散射的软光子的能量接近100 eV的热分层黑洞吸积等离子体的温度在100 keV - 1 MeV的范围内,可以引起X射线光谱硬化近10 keV。这可能会产生在黑洞的X射线光谱中观察到的硬化,这通常归因于冷光学厚物质对入射连续源的反射或部分覆盖。此外,我们表明,非常热(kT=1兆电子伏)的核心等离子体的存在下,导致光谱exibiting高能量的尾巴类似于从银河系黑洞候选人观察到的。
1995-10-03 astro-ph
High-Energy Spectra from Black-Hole Candidates
我们对黑洞候选者的高能发射光谱的了解随着BeppoSAX和RossiXTE这样的任务而大大增加,这要归功于它们的宽带窗口。我目前的主要和最坚实的点,这方面的知识,无论是在详细的光谱建模的X射线宽带光谱,更一般的“黑洞状态范式”,链接的光谱和定时性能的吸积盘。最后,通过讨论两个系统,XTE J1650-500和GX 339-4的最新结果,我提出了一个新的观点的国家范式的证据。
2003-09-01 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
Newtonian hydrodynamics of the coalescence of black holes with neutron stars II: Tidally locked binaries with a soft equation of state
本文对黑洞-中子星双星系统在螺旋运动的最后阶段的流体动力学进行了数值研究。我们使用一个牛顿的三维光滑粒子流体动力学(SPH)的代码,和模型的中子星与软(绝热指数伽玛=5/3)多方状态方程和黑洞作为一个牛顿的质点通过吸收边界在史瓦西半径吸积物质。我们的初始条件对应于潮汐锁定双星的平衡,我们已经探索了不同值的质量比q=Mns/Mbh,从q=1到q=0.1的配置。动力学演化之后约23毫秒,在这里研究的每一种情况下,我们发现,中子星潮汐中断的动力学时间尺度,形成一个密集的环面周围的黑洞,包含太阳质量的十分之几。在整个合并过程中,系统中几乎没有重子的轴,只有少量的火球辐射才足以避免过度的重子污染,而火球可能会引起伽马射线暴。我们发现,一些质量(在0.01至0.001太阳质量的顺序)可能会动态地从系统中喷出,从而可以大大有助于在星系中观察到的r-过程材料的量。我们在四极近似下计算了引力辐射波形和光度。
1999-04-23 astro-ph
Black hole soft X-ray transients: evolution of the cool disk and mass supply for the ADAF
以黑洞瞬态X射线源A0620-00为例,我们研究了用于模拟这些瞬态源的三个理论成分的物理相互作用:(1)流向中心黑洞的对流主导吸积流(ADAF),(2)物质从冷的外盘蒸发,形成日冕流;(3)标准盘演化导致爆发周期的吸积盘不稳定性(矮新星机制)。我们研究了吸积盘在静止期的演化,包括盘内部气体的蒸发。大约20%的物质在日冕的风中消失了。从我们的模型中得到的流向黑洞的日冕流的质量流率,大约是从伴星流出的物质的一半。这与Narayan等人(1997)从ADAF谱拟合独立得出的速率一致。大约三分之一的物质聚集在外部冷盘中。计算的盘演化与1975年爆发的观测数据是一致的。直到达到不稳定性为止的吸积盘的演变表明,对于仅略低于此处推导出的A0620-00的速率的速率,无法达到临界表面密度。具有这种吸积率的系统将是全局稳定的,这表明存在许多这种微弱的永久静止黑洞X射线双星。
1999-06-18 astro-ph
The X-ray spectra of accreting Kerr black holes
本文评述了在几个活动星系和银河系黑洞系统的X射线谱中发现的相对论宽铁线。大多数这样的物体需要从非旋转黑洞的最内层稳定轨道内发射,这表明黑洞是快速旋转的克尔洞。我们讨论了软过剩,宽铁线和康普顿驼峰反射部分电离气体的特点,并表明它们可能是一个共同的成分,在X射线光谱的许多辐射效率,吸积黑洞。克尔黑洞附近辐射的强引力弯曲可以解释在某些物体中看到的令人困惑的光谱变化。窄线塞弗特1星系可能是迄今为止看到的最极端的物体之一。
2005-07-18 astro-ph
Spectral Properties of Galactic and Extragalactic Black Hole Candidates
我们回顾了目前的理论理解的光谱性质(低和高的状态,过渡状态,准周期振荡等)。低质量黑洞和超大质量黑洞候选者。
1996-11-10 astro-ph
A transition to a low/soft state in the ultra-luminous compact X-ray source Holmberg II X-1
我们提出了三个XMM牛顿观测超发光紧凑型X射线源Holmberg II X-1在其历史上最亮和最暗的状态。该源在2002年4月处于最亮状态,各向同性X射线光度为2 e40 erg/s,但在2002年9月变为特殊的低/软状态,其中X射线通量下降了四倍,光谱变软。在所有情况下,除了幂律连续体(伽马= 2.4 - 2.9)之外,统计上还需要一个软过剩分量,它可以用简单的或半圆盘黑体(MCD; kT = 120-170 eV)来描述。在低/软状态下,两个光谱分量变得越来越弱,但是,在幂律分量中可以看到显著的变化。这种光谱转变与许多银河系黑洞双星中观察到的“典型”高/软-低/硬转变相反。有可能的贡献,从光学薄的热等离子体。当考虑到这个分量时,光谱过渡看起来是正常的--在低态下,幂律通量下降,黑体分量稍软。
2004-05-03 astro-ph
"Soft X-ray transient" outbursts which aren't soft
我们已经积累了八个黑洞X射线双星的多波长(X射线,光学,无线电)光变曲线已被观察到进入一个假定的“软X射线瞬态”爆发,但在整个爆发保持在低/硬状态。光变曲线的形态,光谱行为,准周期振荡和无线电喷流的属性的比较提供了第一次研究这样的对象作为一个子类的X射线瞬变。然而,而不是假设这些硬态X射线瞬变是不同的“典型的”软X射线瞬变,我们更愿意考虑的可能性,新的分析软和硬态X射线瞬变的光谱背景下,将提供一个模型,能够解释(几乎)所有的黑洞X射线二进制的爆发机制。
2003-11-06 astro-ph
Formation of optical lines in black-hole binaries
黑洞双星的HI Balmer发射谱线在高软态和静止态都呈现双峰型。在高软状态下,轮廓是不对称的,具有较强的红色峰,但在静止状态下轮廓是对称的。我们认为,在高软态的发射线起源于温度反演层所造成的辐射加热的光学厚的吸积盘。辐射加热也会导致盘风的形成,它会温和地吸收谱线的蓝色峰值。在静止状态下看到的双峰线来自光学薄盘。在没有盘风的情况下,谱线不被吸收,因此谱线轮廓的对称性得以保持。
2001-01-22 astro-ph
Spectral and Fourier analyses of X-ray QPO in accreting black holes
研究了黑洞X射线双星的准周期振荡的能量依赖性。RXTE在接近状态转换的时间段观察所选源,并在1-10 Hz范围内显示QPO。我们已经构建了QPO均方根能量谱,它提供了有关导致QPO产生的基本物理过程的信息。这些光谱显示出与时间平均光谱的有趣的反相关性。QPO r.m.s.当时间平均谱是软的时,时间平均谱比时间平均谱硬,而当时间平均谱是硬的时,时间平均谱比时间平均谱软。然后,我们讨论这些观测结果的背景下,简单的光谱变率模型。硬QPO谱可以由康普顿化等离子体的加热速率的准周期调制产生,而软QPO谱则由软光子对冷却速率的调制产生。
2006-05-09 astro-ph
Hard X-ray Flares Preceding Soft X-ray Outbursts in Aquila X-1: A Link between Neutron Star and Black Hole State Transitions
分析了中子星天鹰座X-1在1999年5月/6月和2000年9月/10月爆发期间的{ \it Rossi X射线定时探测器}(RXTE)数据。我们发现,在这些爆发的早期上升,在15 keV以上的能量范围内的硬耀斑之前的软X射线峰。硬耀斑的硬X射线通量在最大值时比爆发中的任何其他点都强三倍以上。硬X射线耀斑上升到这个最大值,与单调增亮的低/硬态光谱一致。在硬耀斑的峰值之后,在8- 12 keV范围内发生了一个尖锐的光谱跃迁。定时分析表明,在硬耀斑期间,功率谱主要由带限噪声和$\sim$ 1- 20 Hz的QPO组成,它们在频率上是相关的。在硬耀斑之后,功率谱立即变成幂律噪声。在硬耀斑期间和之后的光谱和定时特性非常类似于爆发早期上升期间的黑洞瞬变。我们认为Aql X-1中的这些硬耀斑和光谱跃迁与黑洞瞬变中观察到的是同一起源。这导致Aql X-1中的1- 20 Hz QPO和带限噪声与黑洞瞬态中的QPO和带限噪声相关联。我们讨论了这一发现对我们理解软X射线瞬态爆发、状态转变和X射线二进制变化的影响。
2003-04-09 astro-ph
Coupling of the X-ray and radio emission in the black hole candidate a nd compact jet source GX 339-4
我们报告了对银河系黑洞候选者GX 339-4的无线电、软X射线和硬X射线长期观测的结果。在低硬X射线状态下,系统显示出软X射线和硬X射线与无线电发射之间的强3向线性相关性,这意味着康普顿化日冕与无线电发射致密喷流之间的耦合。在这种状态下,无线电辐射的线性偏振度约为2%,偏振角几乎恒定,这表明该系统中的一个有利轴可能与致密喷流和/或黑洞自旋轴有关。在关闭X射线状态下,无线电发射随着X射线发射下降到低于可检测的水平,这表明它只是低硬态的低光度版本。在高软状态下,硬X射线和无线电发射都被抑制。我们还注意到,从低硬态到高软态(以及相反)的转变可能与膨胀的相对论等离子体的离散喷射有关。
2000-03-30 astro-ph
A jet model for Galactic black-hole X-ray sources: Some constraining correlations
最近的一些观测结果对所有已提出的解释银河系黑洞X射线源在硬态的模型施加了重要的限制。特别是,它已被发现,在硬态的天鹅X-1的幂律光子数光谱指数与硬和软X射线之间的平均时间滞后。此外,拟合所观察到的功率谱的四个Lorentzian的峰值频率与光子指数和时间滞后都相关。我们进行了蒙特卡罗模拟的康普顿向上散射的软,吸积盘光子在喷流和计算之间的时间延迟硬和软光子和幂律指数的光子数谱。我们证明了我们的喷气模型自然地解释了上述相关性,没有额外的要求,也没有额外的参数。
2008-07-18 astro-ph
Accretion Disc-Corona Models and X/gamma-ray Spectra of Accreting Black Holes
我们讨论了热和混合(热/非热)电子-正电子等离子体的对和能量平衡的性质。最近提出的各种吸积盘-日冕模型,用来解释银河系以及河外吸积黑洞的性质,都面临着观测到的宽带X射线和γ射线谱。
1998-05-04 astro-ph
The XMM-Newton view of AGN with intermediate mass black holes
我们用XMM-牛顿观测了四个从SDSS光学选择的黑洞质量小于10^6 Msun的辐射有效的活动1型星系。我们在这里表明,它们的软X射线光谱表现出软过剩的无线电安静的塞弗特1星系和1型类星体,无论是在温度和强度方面观察到无处不在的相同特性。然而,即使当软X射线过剩是一个纯粹的热盘建模,它的光度原来是远远低于预期的吸积理论为给定的温度,铸造进一步怀疑热解释软过剩。虽然替代方案的性质的软过剩(即模糊的电离吸收和光盘反射)不能区分在一个纯粹的统计基础上,我们指出,吸收模型产生了很强的相关性之间的吸收柱密度和电离状态,这可能是难以解释的,是最有可能是虚假的。至于反射,它只调用任何吸积模型的标准成分,用于辐射有效的源,如硬X射线源和相对较冷的(尽管部分电离)吸积盘,因此似乎是解释大多数(如果不是全部)情况下软过剩的自然选择。反射模型也与理论上预期温度的热盘组件的额外存在相一致(尽管,再次,比预期的总光度小)。观测到的活动星系是X射线变化最大的星系之一,它们的超额方差也是最大的。这与它们相对较小的黑洞质量和简单功率谱模型的预期一致。(节略)
2008-12-09 astro-ph
Optical/near-infrared observations of the black hole candidate XTE J1720-318: from high-soft to low-hard state
目的:为了更好地了解高能银河系源,我们观察了银河系X射线双星和黑洞候选者XTE J1720-318的光学和近红外,就在2003年1月的X射线爆发开始后。这些观测结果是在2003年2月和4月以ESO/NTT作为机会目标获得的。方法:我们进行了精确的天体测量,并分析了光度和光谱观测。然后,我们制作了一个颜色-星等图,观察了多波长光变曲线的整体演变,并分析了光谱能量分布。结果:我们发现了R波段(R ~ 21.5)的光学对应物,并证实了近红外对应物。我们发现,对于6和8等之间的吸收,XTE J1720-318可能是一个位于3和10 kpc之间的中间质量X射线双星,拥有一颗光谱类型在B晚期和G早期之间的主序星。我们的第二组观测与X射线和近红外线曲线中的第三次次级爆发同时发生。其光谱能量分布的演变表明,XTE J1720-318在两次观测之间进入了从高软态到低硬态的转变。
2006-05-12 astro-ph
Understanding Spectral Variability and Time Lags in Accreting Black Holes
我回顾吸积黑洞源的时间/光谱数据,最注意的时间变化的属性,如光子能量依赖的自和交叉关联函数,平均射击轮廓和硬度比,和傅立叶频率依赖的时间/相位滞后。这些统计特征的光谱变化在短时间尺度,否则不可能通过直接光谱分析研究。这些数据为吸积黑洞中X射线产生的理论模型提供了强有力的约束。简要回顾了康普顿化组分的光谱变异性模型。它还表明,康普顿反射可以有显着的影响所观察到的时间特性。
2001-02-19 astro-ph
Black Hole States: Accretion and Jet Ejection
黑洞双星吸积流的高能发射的复杂光谱和时间特性,以及它们与系统中强大相对论喷流喷射的密切联系,可以简化并归结为四种基本状态:硬、硬中间、软中间和软。与其他分类不同,这些状态是基于急剧状态转换的存在。我总结了这种分类,并讨论了这些国家和物理组件之间的关系,有助于发射通量。
2005-04-07 astro-ph
Models of Quiescent Black Hole Neutron Star Soft X-Ray Transients
当黑洞(BH)的质量吸积速率低于临界速率${\dot M}_{crit}\sim α^2 {\dot M}_{Edd}$时,吸积可以通过热的光学薄流发生,其中大部分耗散的能量向内平流。我们提出了这样一个平流主导的软X射线瞬态(SXT)A0620-00模型。尽管从它的光通量推导出相对高的质量吸积率$\sim10^{-10} ~M_{\odot}{\rm yr^{-1}}$,但这个源在静止时的X射线光度$\sim 6\times 10^{30} ~{\rm erg\,s^{-1}}$却低得令人困惑。吸积气体从大半径的标准薄盘过渡到小半径的对流主导流。当薄圆盘的有效温度为$\sim 10^4$ K时,发生转变。由于内流中的吸积效率$\sim 10^{-3}-10^{-4}$很低,因此该模型对光学数据和X射线数据都很拟合。我们还介绍了V404 Cyg和Nova Mus 1991的静止模式。静态中子星(NS)的瞬变预计会出现非常不同的BH系统,因为平流能量是从NS表面再辐射,而BH吞下平流能量。我们讨论NS SXT的模型。
1995-09-27 astro-ph
Newtonian hydrodynamics of the coalescence of black holes with neutron stars IV: Irrotational binaries with a soft equation of state
本文给出了黑洞-中子星双星系统中,当距离与恒星半径相当时,旋涡最后阶段的三维流体动力学模拟结果。我们采用牛顿光滑粒子流体动力学(SPH)程序模拟系统的演化,把中子星看作一个具有软(绝热指数G=2和G=5/3)状态方程的多面体,把黑洞看作一个牛顿质点.唯一的非牛顿效应,我们包括一个引力辐射回反作用力,在四极近似计算的点质量。我们使用无旋双星作为初始条件,我们的动力学模拟,这是开始时,系统是在启动质量转移的边缘,并随后约23毫秒。对于所有的情况下,我们研究发现,恒星被打乱的动态时间尺度上,并形成一个大规模的(光盘质量约为0.2太阳质量)吸积环周围的旋转(克尔)黑洞。旋转轴上没有重子(10度范围内小于1.e-5太阳质量),在一定程度上不排除形成能够为宇宙学伽马射线暴提供能量的相对论火球。一些质量(具体的量对状态方程的刚度敏感)可能在聚并过程中从系统中动态喷射出来,并可能经历r-过程核合成。我们计算了引力辐射信号的波形、光度和能谱,并展示了它们如何反映合并过程的全球结果。
2001-08-14 astro-ph
X-ray and gamma-ray spectra of Cyg X-1 in the soft state
本文介绍了1996年5 - 6月期间天鹅座X-1软态的X射线/γ射线观测结果。我们分析ASCA,RXTE和OSSE数据。该光谱由软X射线黑体发射的光学厚的吸积盘附近的黑洞和一个权力的法律与能量指数α约1.2-1.5延伸到至少几百千电子伏。在光谱中,我们发现存在强烈的康普顿反射,这可能来自磁盘。
1997-07-19 astro-ph
XMM observations of the narrow-line QSO PHL 1092: Detection of a high and variable soft component
我们目前的结果的基础上进行的高光度窄线类星体PHL 1092在2003年1月的XMM-牛顿观测。0.3 - 10 keV的光谱由一个模型很好地描述,该模型包括幂律(Gamma ~ 2.1)和两个黑体分量(kT ~ 130 eV和kT ~ 50 eV)。软X射线过量发射是无特征的,并且在0.3 - 10 keV波段中占总X射线发射的约80%。目前观测的最显著特征是在非常短的时间尺度上检测到X射线的变化:X射线发射在大约5000 s内变化了35%。我们发现,这种变异性可以解释为假设只有整体的正常化在观察过程中发生变化。没有任何短期光谱变化的证据,即使在1997年进行的ASCA观测期间,光谱形状也相似。考虑到黑洞的高本征光度(~ 2x10^45 erg/s)和大的推断质量(~ 1.6x10^8 M_sun),观测到的变率时间尺度表明,接近爱丁顿光度的辐射来自非常靠近黑洞的地方。我们认为PHL 1092是一个快速旋转的黑洞,其X射线辐射与银河系黑洞源的高软态相对应。
2004-08-18 astro-ph
Neutrino background spectra from primordial black hole evaporations: dependence on the initial mass spectrum
对不同类型的原始黑洞初始质量谱进行了比较分析。假设原始密度涨落具有幂律谱,且谱指数在所有尺度上都是常数。结果表明,PBH蒸发产生的背景辐射(中微子、γ-量子)密度强烈地依赖于引力坍缩的类型和考虑PBH形成时视界质量分布的方式。基于PBH蒸发过程和大气和太阳中微子数据的光谱指数值的约束。
2002-02-28 astro-ph
BeppoSAX Observations of the Power and Energy Spectral Evolution in the Black Hole Candidate XTE J1650-500
利用BeppoSax宽能量范围(0.12-200 keV)观测数据,研究了2001年X射线爆发期间黑洞候选源XTE J1650-500的时间变率和光谱演化。源从低/硬状态(LHS)向高/软状态(HSS)演变。在所有状态下,出射光子谱由康普顿化和软(盘)黑体分量之和描述。在LHS中,康普顿化分量在所得到的光谱中占主导地位。另一方面,在HSS期间,软(盘)成分已经占主导地位。在这种状态下,光谱的康普顿化部分比LHS中的要软得多(HSS中的光子指数为~ 2.4,而LHS中的光子指数为~1.7)。在BeppoSAX数据中,我们发现了一个强烈的签名的指数饱和与质量吸积率,可以被认为是一个观测证据的收敛流(黑洞)在XTE J1650-500。我们推导出源时间变异性的功率谱(PS)在不同的光谱状态作为能带的函数。当源经历了一个过渡到较软的状态,PS作为一个整体被转移到更高的频率,这可以被解释为压缩的康普顿云在硬-软光谱演化。值得强调的是,在HSS PS中检测到强低频红噪声分量,其可以被认为是HSS中存在强扩展盘的签名。另外,作为我们的数据分析的结果,我们发现在这些BeppoSAX数据中出现了非常弱的K_α线迹象。这一发现并不证实Miniutti等人先前关于在这组BeppoSAX号卫星数据中存在一条宽的强相对论性铁发射线的说法。
2008-10-31 astro-ph
High Temperature Matter and Neutrino Spectra from Microscopic Black Holes
本文计算了微观黑洞周围的高温物质流出产生的中微子能谱,中微子能量在1GeV到Planck能量之间。这些结果可能适用于微观黑洞生命的最后几小时和几分钟。
2002-11-26 astro-ph hep-ph
Formation of intermediate-mass black holes as primordial black holes in the inflationary cosmology with running spectral index
天体物理质量尺度上的原初黑洞(PBH)的形成是暴胀宇宙学的一个自然结果,如果原初扰动谱具有像今天观测推断的那样的大的负的谱指数,因为需要双暴胀来解释它,并且在某些天体物理尺度上的波动在两者之间的场振荡制度中被增强。有人认为,PBH因此产生的可以作为中等质量黑洞(IMBH)的超亮X射线源(ULXs),通过选择适当的值的模型参数在其自然范围内。我们的方案可以在不久的将来进行观测测试,因为一旦我们指定光谱指数的值及其在大尺度上的运行,PBH的质量是唯一确定的。
2008-08-21 astro-ph hep-ph
High Temperature Matter and Gamma Ray Spectra from Microscopic Black Holes
数值求解了描述微观黑洞通过霍金辐射产生的高温物质外流的相对论粘性流体方程,得到了一个真实的状态方程。我们专注于黑洞的初始温度大于100 GeV和寿命小于6天。计算了能量大于1 GeV的直接光子和$π^0$衰变光子的光谱。我们计算了分布在我们的星系晕中的黑洞的漫射伽玛射线谱。然而,最有希望的观测途径是寻找发射能量不断增加的伽马射线的点源。
2001-09-27 astro-ph gr-qc