Jets from Accreting White Dwarfs
来自吸积白矮星的准直外流在天体物理喷流的研究中扮演着重要的角色。从观测上看,平行外流与物质通过圆盘吸积的系统有关。理论上,吸积盘是许多喷流模型的基础。也许在所有吸积盘中,我们最了解的是激变变星(CV)中的吸积盘。由于其他吸积白矮星(WD)双星中的盘可能类似于CV盘(至少在某种程度上,人们不期望并发症,例如,对流主导的流量),WD吸积器的优势是相对较好地掌握流出可能起源的区域。我们简要地比较了三个主要类别的WD吸积物,其中两个成员产生的喷气机的属性,并审查三个特定的喷气生产WD系统的情况。
2004-03-17 astro-ph
Global Models for the Evolution of Embedded, Accreting Protostellar Disks
迄今为止,大多数关于原恒星盘的分析工作都集中在那些与环境隔离的原恒星盘上。然而,观测现在开始探索恒星形成的最早、最嵌入的阶段,在此期间,盘从其母核迅速吸积,不能孤立地建模。本文提出了一个简单的高质量下落率原恒星吸积盘的单区模型。我们的模型结合了一个自洽的计算磁盘温度的近似处理的角动量输运通过两种机制。我们使用这个模型来调查的性质的原恒星盘在广泛的恒星质量和演化时间,并作出预测磁盘的质量,大小,螺旋结构,和碎片,将直接测试未来的大规模调查深嵌入磁盘。我们定义了一个无量纲的吸积旋转参数,结合磁盘的温度,控制磁盘的演变。我们跟踪角动量传输的主导模式,并证明,对于最终质量大于大约一个太阳质量的恒星,引力不稳定性是最重要的机制,因为大部分的质量积累。我们预测,通过磁盘裂变,磁盘碎片成小物体,和螺旋臂强度都增加了重要性,以更高的恒星质量的二进制形成。
2008-02-12 astro-ph
A General Relativistic Calculation of Boundary Layer and Disk Luminosity for Accreting Non-Magnetic Neutron Stars in Rapid Rotation
本文用完全广义相对论方法计算了吸积低磁场快速旋转中子星的盘和边界层光度。旋转增加了盘的亮度,降低了边界层的亮度。与静态极限相比,中子星的快速旋转大大改变了这些量。当中子星的自转接近离心质量脱落极限时,总光度仅由扩展盘贡献。对于这样的最大旋转速率,我们发现,在最大稳定的引力质量配置达到之前,存在一个极限的中心密度,在最里面的稳定轨道的粒子将更紧密地绑定比那些在表面的中子星。我们还计算了粒子在快速旋转的中子星周围开普勒轨道上的角速度分布。结果表明,一组有代表性的状态方程模型的中子星的问题。
1998-02-14 astro-ph
Luminosities of Disk--accreting Non--magnetic Neutron Stars
吸积盘到具有弱表面磁场的中子星($B \le 10^8$ G)上提供了有趣的X射线发射场景,并且与理解X射线爆发和低质量X射线双星(LMXB)有关。标准的(牛顿)吸积盘理论预言,从无穷大螺旋进入的物质在扩展的盘中损失了其总引力能量的一半,其余的在环绕中子星的狭窄边界层中。因此,边界层光度与来自圆盘的光度($E_{\rm BL}/E_{\rm D}$)之比为1。在没有旋转的广义相对论(史瓦西解)的情况下,可以看到$E_{\rm BL}/E_{\rm D}$高达6。我们构造了中子星的三个代表性状态方程的旋转序列。我们在这里表明,对于一个在离心力与向内的引力平衡的极限旋转的中子星,$E_{\rm BL}/E_{\rm D}\sim 0$。
2001-04-24 astro-ph
Models of Accreting Gas Giant Protoplanets in Protostellar Disks
我们考虑了气体巨行星在原行星盘中形成的模型,原行星盘由固体核和与其临界Hill球接触的气体包层组成,同时从周围的盘中吸积气体。我们假设光度仅来自气体吸积。我们将这种模型标记为A型,并跟踪它们的演化,其演化可能发生在类似于原恒星盘寿命的时间尺度上,直到气体快速吸积。我们考虑另一组模型,我们将其标记为B型,即自由表面,由引力收缩提供动力,同时通过盘吸积。我们发现这些模型迅速达到半径<~ 2 × 10 ^(10)cm,而没有随后的膨胀。我们推测,巨型行星形成最初是由A型模型描述的,直到气体快速吸积开始时,才过渡到B型模型。在标准模型中,原行星迁移在这种过渡附近往往是最有效的,它也从I型转变为II型。如果一种机制阻止了低质量原行星的I型迁移,那么在过渡质量区域附近可能会发生快速向内迁移。这样的原行星最终会在内盘区域经历II型迁移和进一步的吸积,可能成为亚木星的近轨道行星。注意到灰尘越多,质量越大的核心在预计迁移速度越快的过渡质量上花费的时间越长,这些可能更容易在近距离轨道上结束。我们发现原行星在后期阶段的亮度由环行星盘和原行星盘边界层决定。对于一个木星质量,亮度范围为10^-(1.5-4)L_sun$取决于进化阶段和外部条件。
2004-12-15 astro-ph
Accreting corona model of the X-ray variability in soft state X-ray binaries and active galactic nuclei
我们发展了一个包含局部磁旋转不稳定性效应的黑洞吸积双流模型。该流动由一个吸积盘吸积盘和一个吸积日冕组成,局部发电机影响吸积盘/日冕的质量交换。该模型的目的是解释的功率谱密度的源在其软,磁盘为主的状态。圆盘中磁场的局部扰动如King等人(2004)和Mayer和Pringle(2005)所述,但与时间相关的局部磁场被假设影响日冕物质的局部供应。由于日冕中的粘性时间尺度比圆盘中的短得多,因此日冕中的局部扰动不会被涂抹。简单的分析估计和完整的时间相关的计算的磁盘电晕系统进行。吸积日冕模型可以再现软态X射线双星和活动星系核的宽功率谱。然而,该模型预测,(i)源经历辐射压力不稳定性(GRS 1915+105)应该有系统陡峭的功率谱比其他来源,(ii)活动星系核应该有系统陡峭的功率谱比GBH,即使他们的磁盘描述使用粘度成正比的气体压力。显然需要对软态源的功率谱进行更精确的测量。
2007-02-26 astro-ph
Geometrically Thin Disk Accreting Into a Black Hole
本文提出了一个具有恒定有效声速的稳态薄吸积盘的数值模型。我们证明了“零转矩”内边界条件是一个合理的近似,只要磁盘的厚度,包括扭矩磁场的厚度,是小的无处不在。只要音速点处的总厚度H_c比音速点处的半径r_c ~ r_{ms}小得多,这个结论对非定常圆盘也是正确的。薄盘的存在在这项工作中没有被证明或反驳,但这样的盘被认为是存在的适度吸积率。在我们的模型中,在r_{ms}处有一个小的扭矩,这可能会使磁盘亮度增加几个百分点。我们分析的一个重要结果是,在我们的玩具模型中,物理上可接受的稳态解只存在于α< 0.14(100 v_s/c)^{1/3}。如果存在大尺度磁场,则可以向薄盘施加显著的扭矩,如在修改的Blandford-Znajek机制中。
2003-09-04 astro-ph
A slowly accreting ~10 Myr old transitional disk in Orion OB1a
在这里,我们提出了斯皮策IRS光谱的CVSO 224,唯一的过渡盘位于约10万年前的25猎户座集团在猎户座OB 1a。一个符合这个天体光谱能量分布的模型表明,一个约7天文单位的内盘洞包含少量光学上薄的尘埃。在以前的研究中,CVSO 224根据其H α等效宽度被归类为弱线金牛座T星,但在这里,我们根据高分辨率的Hectochelle数据发现其吸积速率为7 x10 ^-11 Msun/yr。CVSO 224的低质量吸积率符合光蒸发清除理论。然而,CVSO 224的斯皮策IRS光谱有一个超过20微米的中红外线,这表明它被一个巨大的外盘包围着。毫米测量是必要的,以限制CVSO 224周围的外盘的质量,以确认光蒸发不是产生其内盘孔背后的机制。
2008-10-25 astro-ph
Can disk-magnetosphere interaction models and beat frequency models for quasi-periodic oscillation in accreting X-ray pulsars be reconciled?
在本文中,我们回顾了一些方面的理论的磁螺纹盘。我们特别讨论了中子星-吸积盘相互作用的方程,通过使用不同的处方确定内盘边界的位置。我们将结果应用于几个吸积动力X射线天体,显示出准周期振荡的X射线通量和自旋上/自旋下扭矩逆转。假设拍频模型适用于准周期振荡,我们表明,这些来源提供了一个很好的机会来测试模型的磁盘磁层相互作用。在螺纹盘模型中使用的所有处方获得的磁层半径之间进行了比较;这表明,没有一个处方能够再现在本样品中的X射线天体中针对不同X射线光度水平观察到的准周期振荡和扭矩行为的组合。这表明恒星磁场穿透吸积盘的问题仍然缺乏一个全面的解决方案。我们简要讨论了在这一领域的未来可能的发展纲要。
2008-11-01 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
X-ray Diagnostics of Grain Depletion in Matter Accreting onto T Tauri Stars
最近对高分辨率钱德拉X射线谱的分析表明,在恒星日冕中,Ne/O丰度比是非常恒定的。在此基础上,指出Ne/O比值可作为金牛T星吸积相关X射线的判别式,并可用于探测内盘吸积物质的颗粒耗尽。我们适用于Ne/O诊断的经典金牛座T星BP头和TW Hya-这两颗恒星发现的日期,其X射线发射似乎起源于,至少部分地,从吸积活动。我们发现,TW Hya似乎是吸积材料,这是显着耗尽O相对于Ne。在金牛座,BP Tau的Ne/O丰度比与后T金牛星的观测结果一致。我们解释这一结果的不同年龄和这些恒星的拱星盘的演化状态。在年轻的BP Tau盘(年龄0.6百万年)尘埃仍然存在于盘的共转半径附近,可以被电离和吸积,重新释放元素耗尽到颗粒上。在更演化的TW Hya盘(年龄为1000万年)中,有证据表明颗粒正在凝聚成更大的天体,可能还有行星,它们可以抵抗向内迁移的气体的阻力,因此吸积的气体耗尽了颗粒形成元素。
2005-06-08 astro-ph
Locking of the Rotation of Disk-Accreting Magnetized Stars
利用轴对称磁流体动力学(MHD)模拟研究吸积磁化星的盘的旋转平衡态。在这种“锁定”状态下,上旋扭矩平衡下旋扭矩,使得星形件上的净平均扭矩为零。我们研究了两种类型的初始条件,一种是相对较弱的恒星磁场和高日冕密度,另一种是较强的恒星磁场和较低的日冕密度。我们观察到,对于这两种初始条件,恒星的旋转都被锁定在圆盘的旋转上。在第二种情况下,径向场线携带了恒星的显著角动量。然而,这并没有明显改变恒星旋转锁定的条件。我们发现,在平衡态下,共转半径$r_{co}$与磁层半径$r_A$的关系为:(1)情形为$r_{co}/r_A\approx 1.2-1.3$,(2)情形为$r_{co}/r_A\approx 1.4-1.5$.我们估计了经典金牛T星、矮新星和X射线毫秒双星在平衡态的自转周期。
2005-10-22 astro-ph
The Existence of Inner Cool Disks in the Low Hard State of Accreting Black Holes
本文研究了低硬态黑洞X射线瞬态系统中物质从日冕到光学厚度较厚的冷内盘的凝聚。一个简单的模型的能量和质量之间的交换日冕和磁盘起源于热传导的描述,考虑到康普顿冷却的电晕的光子从下面的磁盘的效果。结果发现,一个弱的,凝聚馈内盘可以存在于低硬态的黑洞瞬态系统的光度范围取决于粘度参数的大小。对于$α\sim 0.1-0.4$,对于$\sim 0.001- 0.02$爱丁顿值范围内的亮度,可以存在内部盘。将该模型应用于黑洞候选源GX 339-4和Swift J1753.5-0127的低硬态X射线观测。结果发现,康普顿冷却是重要的冷凝过程中,导致在这两个系统中的冷内盘的维护。由于蒸发/凝聚模型的结果与黑洞质量无关,因此认为这种内冷盘可能对低光度活动星系核的光学和紫外辐射有贡献。
2007-09-03 astro-ph
Robust Models for Phase Shifts in Accreting Binary Stars
吸积双星的径向速度研究通常使用吸积盘发射线来确定主星的径向速度,从而确定质量比。这些发射线径向速度曲线经常从初级的预期运动中相移。这些相移使人们对用圆盘发射谱线测定质量比产生怀疑。我们提出了一个系统的相移研究,使用文献中的数据来区分可能的解释相移。我们发现,一个广泛采用的模型是矛盾的观察(第2节)。我们提出了另一类模型的推广形式,我们称之为“测量偏移模型”。“我们表明,这些模型在数量上与现有数据一致(图2和图3,以及第4.4节中的讨论)。我们认为,采用测量偏移模型的影响,磁盘结构和二进制参数的确定。具体地,我们在第6节中描述了如何使用测量偏移模型来改进基于盘发射线的质量比的确定。这可能是一个有价值的新工具,在确定质量的重要天体物理对象,如吸积中子星和黑洞。
2007-08-02 astro-ph
Formation and dynamics of self-sustained neutron haloes in disk accreting sources
在黑洞周围的内吸积盘中,热等离子体的存在可以导致氦核的离解产生中子。我们发现,在很宽的吸积参数范围内,中子有效地从质子中解耦,并堆积在内盘中,导致形成自持晕。这意味着晕中的新中子主要是由氦核与现有中子碰撞时的分裂提供的。一旦形成,即使质子温度远低于氦离解的能量阈值,这种晕也可以存在。我们表明,中子晕可以是相对论电子和正电子的天然来源,提供特征的康普顿化谱和硬谱尾观察到许多黑洞候选人,也引起相对论外流。中子俘获产生的2.2 MeV氘伽马射线谱线预计也将达到未来INTEGRAL飞行任务可探测的水平。此外,中子晕的存在强烈影响吸积的动力学,并导致丰富多样的瞬态动力学制度。
2001-08-22 astro-ph
Force-Free Magnetosphere of an Accreting Kerr Black Hole
本文考虑了一个旋转Kerr黑洞的轴对称静止的无力简并磁层,它被一个薄的无限传导的Keplerian吸积盘吸积盘所包围。我专注于闭场几何与磁盘和事件视界之间的直接磁耦合。我首先提出一个简单的物理参数,说明如何黑洞的旋转限制的径向范围的力无关的链接。然后,我证实了这一结果,通过数值求解广义相对论性的力免费格拉德-Shafranov方程在磁层,使用正则性条件在内部轻圆柱体,以确定极向电流。我确实发现,只有当孔和圆盘之间的磁连接在圆盘表面上的范围有限时,才存在无力解。我画出了磁盘的这个磁连接部分的最大允许尺寸作为黑洞旋转的函数。我还计算了角动量和能量转移之间的孔和磁盘发生通过直接磁链接。我发现这两个量都增长得很快,而且随着黑洞自旋的增加,它们的沉积高度集中在盘的内边缘附近。
2005-03-23 astro-ph
A model for the jet-disk connection in BH accreting systems
基于理论论证和准定常辐射MHD计算,提出了一个吸积动力喷流模型。本文认为黑洞周围的吸积盘由以下三部分组成:1)外部是一个冷的、开普勒旋转的、弱磁化的介质; 2)$r_\mm{tr}=10-20$ Schwarzschild半径内的一个高度平流的、无磁的等离子体,其中磁场主要是大尺度拓扑结构,超过热均分; 3)黑洞附近是一个离子主导的环面。其中磁场经历拓扑变化而成为类磁结构。$r_\mm{tr}$内部磁场的作用是引发扭转{ \Alfven }波,该扭转{ \Alfven }波从盘-等离子体提取角动量并将其沉积到盘上方的过渡层(-TL)中,其中等离子体是耗散的且脆弱的。剪切产生的环形磁场的一个显着的分数重新连接在TL,从而加热等离子体的维里温度和形成超开普勒旋转,因此离心加速流出。TL中的强磁场迫使电子迅速冷却,从而产生离子主导的流出。TL中的环向磁场与离子热均分,而极向分量与电子均分。如此强的环形磁场对于增加射电区域中喷流盘的亮度是必不可少的。
2003-04-14 astro-ph
NGC 5084: A Massive Disk Galaxy Accreting its Satellites ?
在英澳3.9米望远镜上,利用FOCAP系统获得了透镜星系NGC 5084的20弧分(\sim 100 kpc)范围内34个星系的光谱。发现了9个天体,其投影间距为\lesssim 80 kpc,径向速度在母星系红移的\pm 630 km/s以内。使用各种技术,它们的速度差和投影分离被用来估计这个S 0星系的质量,范围从6 \times 10^{12} M_{\odot}到1 \times 10^{13} M_{\odot}。NGC 5084是已知质量最大的盘星系之一,M/L_B \gtrsim 200 M_{\odot} / L_{\odot}。与Quinn & Goodman(1986)的模型预测一致,但与Zaritsky等人(1993)从统计样本中获得的结果相反,卫星群的性质没有显示出“Holmberg效应”的证据,并且逆行轨道上的卫星明显过剩。一些迹象表明,这个S 0星系在几个卫星的吸积中幸存下来。
1997-04-03 astro-ph
The Blandford-Znajek mechanism and emission from isolated accreting black holes
在磁场存在的情况下,旋转能量可以通过Blandford-Znajek机制从黑洞中提取。我们使用自相似平流为主的吸积(ADAF)模型来估计这种机制的效率黑洞吸积从几何厚的磁盘,在最近的磁流体动力学磁盘模拟的光,并表明,从电磁能量提取的功率超过吸积光度ADAF在足够低的吸积率。我们认为孤立的恒星质量的黑洞吸积从ISM的可探测性,并表明,任何快速旋转的孔的能量提取效率可以达到0.01。如果能量主要以伽马射线的形式辐射,那么估计的总光度将与一些EGRET源作为吸积孤立黑洞的初步鉴定相一致。我们讨论的重要性,从Blandford-Znajek机制的其他平流占主导地位的吸积流,特别是在低光度星系核的光谱发射。
1999-07-21 astro-ph
Viscosity-Driven Winds from Magnetized Accretion Disks
我们提出了一个分析模型,其中一个低效辐射的吸积盘驱动向上风从它的表面。吸积过程是同时控制的全球磁场穿透磁盘和吸积等离子体的粘度。它示出,能量径向向外输送内的吸积流,与粘性角动量运输在同一方向上,并且这种附加的能量从内部部分的磁盘部分使得后者有可能驱动一个向上的风。指定风的强度的参数根据自然引入的粘性参数唯一地确定。
2003-06-17 astro-ph
Energy spectra of X-ray quasi-periodic oscillations in accreting black hole binaries
研究了黑洞X射线双星中X射线准周期振荡的能量依赖性。我们分析RXTE数据的低频和高频QPO。我们构建的低f QPO能谱,并证明它们不包含热盘组件,即使后者是存在于时间平均光谱。因此,圆盘似乎没有参与振荡。此外,QPO谱比时间平均谱更硬,当后者是软的时,这可以被建模为热等离子体中发生的调制的结果。当时间平均谱硬时,QPO谱比时间平均谱软。在QPO光谱中没有圆盘成分也适用于在黑洞双星中观察到的高频(百赫兹)QPO。我们计算的QPO光谱预期从模型的磁盘共振。
2006-11-06 astro-ph
Radiation pressure instability driven variability in the accreting black holes
计算了黑洞周围吸积盘随时间的演化。采用经典的$α$ -粘性描述,因此演化是由吸积盘最里面的辐射压主导部分的不稳定性驱动的。我们假设光学厚盘总是向下延伸到边缘稳定的轨道,所以它永远不会完全排空。我们考虑了平流、日冕耗散和垂直外流的影响。我们表明,日冕和/或外流的存在下,降低了爆发的幅度。如果只有大约一半的能量耗散在圆盘中(另一半耗散在日冕中并被外流带走),则爆发的振幅和持续时间与微类星体GRS 1915+105的观测结果一致。粘性演化以一种自然的方式解释了在该源的色-色图中从状态C到状态B的直接转变的缺乏。在光学厚盘中耗散的能量的分数的进一步减少关闭了爆发,这可以解释为什么它们在所有处于非常高状态的高吸积率源中看不到。
2002-05-15 astro-ph
Relativistic emission lines from accreting black holes - The effect of disk truncation on line profiles
旋转黑洞周围薄吸积盘产生的相对论性发射谱线是检验视界附近引力的重要诊断工具。铁K线对于解释塞弗特星系、类星体和星系X射线双星系统的X射线辐射具有特殊的重要性。提出了一种广义的运动学模型,其中包括径向漂移和非开普勒旋转的线发射器。得到的线轮廓与面向对象的射线跟踪器在弯曲的克尔背景度量操作。给出了多普勒因子的一般形式,它包括了视界附近的各种极向和环向运动。该模型的参数包括自旋参数,倾角,截断和外半径的磁盘,旋转和径向漂移的速度分布,发射率分布和多物种线系统。与纯开普勒速度场相比,当包括径向漂移时,红翼通量通常减少。所有得到的发射线轮廓可以分为三角形,双角,双峰,凹凸不平和肩状。特别令人感兴趣的是截断标准吸积盘(TSD)产生的发射线轮廓。同时还表明,发射率规律对轮廓有很大的影响。塞弗特星系MCG-6-30-15的特征肩状线轮廓可以在适当的参数下重现
2003-09-30 astro-ph
Jet-formation in accreting black hole systems and in GRB
据观察,大多数强大的喷流都是从吸积的黑洞系统中产生的。最近的准稳态辐射MHD计算表明,喷气发射开始在最里面的区域的过渡层(:TL),这是位于磁盘和日冕之间。TL中的等离子体主要由维里热质子,平流,高磁扩散和旋转超开普勒。在TL中的放大的环形磁场(磁场)达到相对于电子热能超过均分的值,从而大大增强坡印亭能通量,并产生具有正伯努利数的引力未结合的电子-质子流出。我们推测,光束喷流在GRB可能具有类似的属性,提供GRB的祖先有足够的旋转能量,形成一个近开普勒和大规模的磁盘。
2003-02-15 astro-ph
Screening of the Magnetic Field of Disk Accreting Stars
本文建立了一个分析模型,研究了旋转轴对称中子星由于吸积盘等离子体而屏蔽外部磁场的问题。场的减小是由于下落等离子体中的电流引起的。这种携带电流的等离子体在恒星表面的沉积产生了一个与原始磁偶极子符号相反的感应磁矩。磁场的减小与恒星是向上旋转还是向下旋转无关。的时间尺度为一个明显的减少(因子$>100$)的领域被发现是$\sim 1.6 \times 10^7$年,质量吸积率$\dot{M}=10^{-9} M_\odot/$年和初始磁矩$μ_i = 10^{30}{\rm G cm}^3$对应于表面场的$10^{12} $ G,如果恒星的半径是$10^6$厘米。时间尺度的变化近似为$μ_i^{3.8}/\dot{M}^{1.9}$。磁场的减小与吸积质量并不存在简单的关系。一旦吸积停止,场泄漏的欧姆扩散时间尺度估计为$ > 10^9$年。
2005-08-05 astro-ph
The Optical Counterpart of the Accreting Millisecond Pulsar SAX J1808.4-3658 in Outburst: Constraints on the Binary Inclination
我们目前的V4580 Sgr,吸积动力毫秒脉冲星SAXJ1808.4 -3658的光学对应物,在1998年的X射线爆发的系统采取的多波段光学/红外测光。光通量与X射线加热的吸积盘的辐射一致。假设距离为2.5千秒差距,在爆发期间对X射线和光发射的自洽建模产生最佳拟合消光Av=0.68和倾角cos(i)=0.65。允许的倾角范围要求脉冲星的伴星具有极低的质量,0.05-0.10 Msun。有些红外观测结果与盘的辐射并不一致,而且即使在X射线加热的情况下,也太亮了,不可能来自盘或伴星。
2001-10-30 astro-ph
High-Resolution Spectroscopy in Tr37: Gas Accretion Evolution in Evolved Dusty Disks
利用Hectochelle多光纤摄谱仪,我们获得了400万年前的星团Tr 37中大量恒星在H α区的高分辨率(R~ 34,000)光谱,其中包括146个已知成员和26个新发现的成员。我们提出了所有成员的Halpha线的轮廓,比较他们与我们的尘埃盘(2 MASS/JHK + IRAC + MIPS 24微米)的IR观测,使用径向速度作为隶属标准,并计算旋转速度。我们发现一个很好的吸积加宽的配置文件和存在的原行星盘之间的相关性,注意到一小部分的吸积恒星提出了广泛的配置文件与Halpha等效宽度小于典型的限制分离CTTS和WTTS。强吸积体的数量似乎比年轻区域要少,并且大量CTTS的吸积率非常小(dM/dt<10^{-9} Msun/yr)。考虑到光谱能量分布是一致的尘埃演化(晶粒生长/沉降)在最里面的磁盘,这表明一个平行的尘埃和气体成分的演变。我们还观察到,大约一半的“过渡天体”(在波长小于6微米时没有红外过量的恒星)没有显示出任何活动吸积的迹象,而另一半则以小于10^{-9} Msun/yr的吸积率吸积。这些零或非常低的吸积速率揭示了最内层盘中重要的气体演化和/或气体耗尽,这可能与颗粒生长到微行星甚至行星大小有关。最后,我们研究了吸积和非吸积恒星的旋转速度,没有发现显着的差异,可以表明磁盘锁定在这些年龄。
2006-07-24 astro-ph
Neutrino pair annihilation near accreting, stellar-mass black holes
通过数值射线追踪Kerr时空中的中微子轨迹,研究了轴对称吸积黑洞(BH)附近中微子-反中微子湮灭引起的能量动量沉积。超吸积恒星质量黑洞被广泛认为是驱动超相对论外流的能源,具有产生伽马射线暴的潜力。在早期的作品相比,我们提供了广泛和详细的参数研究的影响,广义相对论(GR)的影响和不同的中微子层几何形状。这些包括理想化的薄盘,环面和球体,或被构造为不同的BH旋转的非自引力平衡物质分布。考虑到具有相同的温度和表面积的等温中微子球,我们确认以前的结果相比,牛顿计算,GR效应增加湮灭率由一个观察者在无穷远的一个因素2时,中微子球是一个磁盘。然而,在环面和球体的情况下,GR效应的影响在全局上仅为~ 25%,尽管局部上它可以显著更大。独立的GR效应是否包括在内,磁盘产生最高的能量沉积率,其次是环面,最低的利率,球体。对于圆盘和环面,将BH的角动量从0增加到1,由于中微子球的内半径收缩,在无穷远处的观测者测量到的能量沉积率大约增加了2倍。(节略)
2006-12-12 astro-ph
Observing the strong gravity regime of accreting black holes with Simbol-X
黑洞周围受辐射吸积盘的X射线反射特征使我们能够探测强引力的影响。我们调查的精度反射的迹象,即铁K线和康普顿驼峰,可以观察到附近的塞弗特星系与Simbol-X。模拟包括精确计算的本地再处理光谱和修改由于广义相对论效应在附近的黑洞。我们讨论了全球黑洞参数和磁盘上产生的光谱的照射模式的影响,因为它们将被检测到的Simbol-X任务。
2008-01-17 astro-ph
Wind Accretion by a Binary Stellar System and Disk Formation
我计算了嵌入在一个质量损失的渐近巨星分支星的稠密风中的双星系统吸积的质量的比角动量。吸积流是Bondi-Hoyle-Lyttleton型的。对于大多数相关参数空间,流动基本上是等温高马赫数吸积流动。我发现当吸积双星系统的轨道平面和三重系统的轨道平面不平行时,吸积到其中一个或两个双星系统组件上的质量具有高的比角动量。对于大部分的三星系统,只要吸积双星系统中的两颗恒星的质量比大于0.5,就会在双星系统中的一颗或两颗恒星周围形成吸积盘。这样的圆盘可能会喷出形成行星状星云的喷流。喷流的轴线将几乎平行于三星系统的轨道平面。一股喷流相对于风向外吹,而另一股喷流在质量损失的恒星附近经过,更有可能被减速或偏转。发现在最后的渐近巨星分支阶段,当质量损失率很高时,吸积双星系统与质量损失星之间的轨道分离可达400-800 AU,可能形成吸积盘。我讨论了后代行星状星云形状的影响,并列出了几个可能由吸积双星系统形成的行星状星云,即,一个三星系统。
2004-02-16 astro-ph
Constraining global parameters of accreting black holes by modeling magnetic flares
我们提出了模拟结果的再处理辐射预期从磁耀斑活动星系核吸积盘。考虑了耀斑轨道运动和黑洞附近弯曲时空的相对论修正。我们调查的本地发射光谱,看到在一个框架中与磁盘共轨,并在无穷远观察到的光谱。我们研究了不同轨道相位的长期耀斑和不同吸积黑洞整体参数的短期耀斑。特别强调的是铁Ka线和康普顿驼峰之间的关系,因为这两个功能可以同时观察到的朱雀卫星,后来Simbol-X。
2007-03-10 astro-ph
Effects of Magnetic Fields on Neutrino-dominated Accretion Model for Gamma-ray Bursts
许多伽马射线暴的模型都提出了一个共同的中心引擎:一个几个太阳质量的黑洞以0.01 ~ 10 M_ \sun / s的吸积速率从盘中吸积物质。盘的内部区域被中微子辐射冷却,大量的结合能被释放出来,这可能引发火球。通过考虑磁场的影响,我们改进了中微子主导的吸积流,发现盘上的大尺度磁场可以直接提取超过一半的释放能量.结果表明,在没有磁场的情况下,盘的温度比中微子主导的吸积流略低。因此,外流是磁主导的,而不是中微子主导的。在我们的模型中,中微子机制可以为一些GRB(不是最亮的)提供燃料,但不能为X射线耀斑提供燃料。然而,磁过程(BZ和电磁光度从磁盘)是可行的机制,为大多数伽玛暴和随后的X射线耀斑。
2007-06-18 astro-ph
The symbiotic system in quasars: black hole, accretion disk and jet
类星体和活动星系核的紫外连续光谱被假定起源于围绕着大质量旋转黑洞的吸积盘。我们讨论的结构和发射光谱的磁盘驱动一个强大的射流。由于从靠近大质量物体的圆盘内部的吸积物质中提取能量的效率很高,因此满足了形成喷流的所有能量条件。进入喷流的总能量强烈地依赖于克尔黑洞参数、盘的特征以及喷流的质量流量和厚度。活动星系核紫外光谱的形状可以用一个亚爱丁顿吸积盘来解释。
1996-02-19 astro-ph
The jet/disk symbiosis III. What the radio cores in GRS 1915+105, NGC 4258, M81, and Sgr A tell us about accreting black holes
我们导出了一个自由膨胀的、压力驱动的喷流模型的简化方程,并将其成功地应用于观测上定义良好的黑洞候选者GRS 1915+105、NGC 4258和M81的射电核以及Sgr A*。通过使用均分假设,该模型实际上没有自由参数,并且可以通过缩放射流功率来解释所有源。在GRS 1915+105中,它也自然地解释了喷流速度和射电时间延迟。我们得出的前三个源的无线电核心的喷流功率与它们的吸积盘光度相当,为共生喷流/盘系统的存在和低光度活动星系核和恒星质量黑洞中的共同发动机机制提供了进一步的证据。除Sgr A* 外,平流主导吸积流(ADAF)似乎不需要解释任何射电核心,这些射电核心的亮度和大小以及黑洞质量和吸积率范围很大-从爱丁顿到极端亚爱丁顿。然而,我们建议,喷流模型可以用来获得最小吸积率,从而发现,Sgr A* 似乎是真正的辐射不足-即使在饥饿的黑洞模型-和喷流和ADAF模型的组合可能是一种可能的解决方案。
1998-10-15 astro-ph
Atomic X-ray Spectroscopy of Accreting Black Holes
目前的天体物理学研究表明,宇宙中最持久发光的物体是由物质通过吸积盘流向黑洞提供动力的。吸积盘系统被观察到在整个电磁波谱中发射大量的辐射,每个能带提供相当不同的物理条件和几何尺度的区域。X射线发射探测吸积盘的最内部区域,在那里相对论效应占主导地位。虽然这已经知道了几十年,它也已被承认,推断的物理条件在相对论性制度的行为的X射线连续是有问题的,并没有令人满意的约束。随着20世纪90年代铁X射线谱线被发现带有相对论性畸变的特征,人们希望这种辐射能更有力地约束黑洞附近的盘吸积模型,并提供观测标准,以检验强场极限下的广义相对论。在这里,我们对这一现象进行了介绍。虽然演示文稿的目的是在本质上主要是教程,我们的目的也是为了让读者熟悉当前的研究趋势。为了实现这些目标,我们提出了广义相对论的基本应用,涉及黑洞吸积盘系统的X射线光谱观测,侧重于史瓦西和克尔解决方案的爱因斯坦场方程。为此,我们增加了与吸积盘的理论和建模方面的基本概念的治疗,以及从观测和理论X射线光谱学的相关主题。
2005-10-04 astro-ph
On the Origin of Quasi-Periodic Oscillations and Broad-band Noise in Accreting Neutron Stars and Black Holes
吸积中的中子星和黑洞有许多共同的快速变化特征,如准周期振荡和宽带噪声。这些特征的频率最近被证明与紧凑物体附近受扰试验粒子轨道的基本广义相对论频率相当。在本文中,我们提出了一个动力学模型,在这些特征频率产生调制的内部磁盘属性。我们假设一个过渡半径存在于靠近致密天体的吸积盘中,并研究了它对宽谱密度涨落的响应。我们发现,过渡半径作为一个低带通滤波器的宽带响应,是恒定的频率低于反向径向漂移时间尺度,并减少以上的频率的倒数。此外,响应显示出强烈的共振频率几乎等于轨道,近星岁差,和天体岁差频率,从而占所观察到的吸积致密物体的功率密度谱和它们的特征频率之间的相关性。
2000-01-21 astro-ph
A Long, Hard Look at the Low-Hard State in Accreting Black Holes
我们提出了协调的多波长观测银河系黑洞GX 339-4在一个典型的低硬态,在其2004年爆发期间获得的第一个结果。XMM-牛顿观测了源2转,或大约280 ksec; RXTE在这段长时间的凝视中监测了源。由此产生的数据提供了最好的视图尚未获得的内部吸积流几何形状在低硬状态,这被认为是类似于低光度活动星系核的几何形状。XMM-牛顿光谱清楚地揭示了一个冷的吸积盘组件的存在下,和相对论的Fe K发射线。对这两个分量进行拟合的结果强烈表明,一个标准的薄盘至少在低硬态的明亮阶段保持在或接近最里面的稳定圆形轨道。这些研究结果表明,潜在的内部磁盘半径和稳定的紧凑型射流的发病之间的联系,以及在低硬状态下的径向凹陷磁盘的范例,并不普遍。如果一个标准的薄吸积盘为一个与致密喷流底部密切相关或一致的日冕提供燃料,我们的观测结果就能得到最好的解释。在档案数据的简要检查,我们表明,天鹅座X-1支持这张照片的低/硬状态。我们讨论我们的结果的背景下,磁盘喷气连接和流行的模型吸积到黑洞。
2006-08-25 astro-ph
On the Dramatic Spin-up/Spin-down Torque Reversals in Accreting Pulsars
在CGRO上的BATSE全天空监测器监测的持久性X射线天体中,有一半观测到了上旋和下旋之间剧烈的扭矩反转。如果恒星几乎与内部吸积盘共转,那么用来解释早期脉冲星计时数据的理论模型可以通过盘-磁层相互作用来解释自旋下降扭矩。然而,为了产生所观察到的BATSE扭矩反转,这些平衡模型需要盘在两个质量吸积率之间交替,$\dot M_{\pm}$产生类似大小的吸积扭矩,但总是相反的符号。此外,在至少一个脉冲星(GX 1+4)经历长期自旋下降的中子星自旋下降更快,在短暂的($\sim 20$天)硬X射线耀斑-这是相反的标准理论预期的相关性,假设BATSE脉冲通量增加与质量吸积率。在这些系统中,扭矩反转之间的$10$天到10年的间隔比任何内部磁盘边界附近的特征磁性或粘性时间尺度都要长得多,并且更暗示着全球磁盘现象。我们讨论了可能的解释所观察到的扭矩行为。尽管双星轨道定义的旋转方向更好,BATSE观测结果却与Makishima \etal(1988)对GX~1+4的早期建议惊人地一致:这些系统中的圆盘不知何故在逆时针旋转和逆时针旋转之间交替。我们不知道任何机制,可以产生一个稳定的逆行盘在一个二进制进行罗氏瓣溢出,但这样的翻转行为确实发生在数值模拟的风馈系统。一种可能性是,这些双星中的一些圆盘是由X射线激发的风供给的。
1997-08-21 astro-ph
Vertical structure of the accreting two-temperature corona and the transition to an ADAF
我们研究了黑洞周围的盘/冕吸积流模型。该模型,参数化的总(即磁盘加电晕)吸积率,$\dot m$,质量的黑洞,$M$和粘度参数,$α$,唯一地确定了部分的能量释放在电晕作为半径的函数,特别是过渡半径的单相ADAF流。自洽的解决方案与相之间的质量交换显示径向依赖的参数。该模型再现了吸积黑洞的所有特征光度态,而不需要任何附加的特别假设。尤其是。在临界吸积速率下,盘蒸发机制导致吸积流稳定性曲线(即吸积速率对表面密度的依赖性)上出现一个新的、几乎水平的分支。
2000-06-16 astro-ph
The Contribution of Particle Impact to the Production of Fe K Emission from Accreting Black Holes
铁K线也许是吸积黑洞研究中最重要的光谱诊断。这条线被认为是由于外部X射线被吸积盘表面再处理的结果。然而,正如在日冕中观察到的那样,高能粒子的照射也可能产生线发射。原则上,这样的过程可能与观察到的X射线无关,并且可以解释Fe线的一些意外变化行为。本文比较了由电子和质子碰撞产生的铁钾通量的预测,从光电离。电子的非热幂律被认为是以及电子和维里化质子的热分布。电子被认为是起源于一个磁主导的吸积盘日冕,而质子被认为是在一个两相(热/冷)吸积的情况下。在每种情况下,发现粒子撞击产生的Fe K通量小于由硬X射线幂律光电离产生的通量的1%(归一化为与粒子相同的能通量)。因此,电子或质子必须以比辐射大100- 10,000倍的能量通量撞击圆盘,使粒子撞击成为Fe K通量的重要产生者。这种情况很难与硬X射线光谱的观测结果或所提出的吸积盘日冕中的粒子加速机制相一致。截断的吸积流必须由硬X射线从外部照射才能产生Fe线,因为质子撞击在产生线发射方面效率很低。与太阳相反,我们的结论是,除了磁足点周围的局部区域外,粒子撞击不会是吸积黑洞中X射线发射的重要贡献者。
2003-04-11 astro-ph
Towards a New Standard Theory for Astrophysical Disk Accretion
本文简要回顾了黑洞吸积盘理论的最新进展,着重讨论了磁流体力学(MHD)应力在角动量输运中所起的重要作用。与吸积相关的外流现象的明显普遍性是一个强有力的指标,即大规模MHD扭矩的角动量的垂直运输是重要的,甚至可能主导小规模MHD湍流的径向运输。这导致角动量传输的整体速率增强,并允许物质以有趣的速率进行吸积。此外,我们认为,当垂直输运是重要的,径向结构的吸积盘被修改,这会影响磁盘发射光谱。我们提出了一个简单的模型,证明了充满活力的,磁驱动的外流引起的磁盘频谱,是暗淡和红色比标准的吸积盘吸积在相同的速度。我们简要地讨论了这一关键结果在不同的天体物理系统吸积黑洞的影响。
2007-07-13 astro-ph
Cooling of young stars growing by disk accretion
在最初的形成阶段,年轻的恒星必须通过在坍缩的原恒星云中心形成的拱星盘的吸积来获得相当大一部分质量。在这段时间内,通过盘的质量吸积速率可以达到10^{-6}-10 ^{-5} M_Sun/yr,导致恒星表面附近大量的能量释放。我们研究了恒星表面的热内盘产生的辐射对吸积完全对流的低质量恒星的性质的影响,也看看年轻的褐矮星和巨行星等物体。在高吸积率下,辐射使赤道区域的表面温度升高到没有吸积时恒星的光球温度T_0以上。恒星表面的高纬度(极地)部分,在那里盘辐射很弱,保持它们的温度在T_0的水平。在强辐射区域,一个几乎等温的外部辐射区形成在完全对流的内部之上,导致来自恒星收缩的局部内部冷却通量的抑制(类似的抑制发生在辐射的“热对流星”)。这个辐射区的性质可能决定了平流进入恒星对流内部的热能的数量。与非吸积的情况相比,在整个恒星表面积分的总内禀光度减少了,在某些系统中(年轻的棕矮星,类星体盘中的恒星,形成巨行星),可能导致恒星收缩的延迟。恒星和棕矮星受到其盘的辐射,倾向于主要通过其冷的极地区域损失能量,而年轻的巨行星通过盘吸积,整个表面都冷却。
2007-07-24 astro-ph
On the Formation and Dynamics of Mass Outflux from Matter Accreting onto Compact Objects
活跃的星系和类星体被认为在它们的中心有黑洞,同时产生宇宙射电喷流,通过这些喷流,大量的物质和能量被喷射出星系的核心。本文计算了黑洞周围平流吸积盘的质量流出率,从原理上可以用自洽的方式解释喷流的形成。这些计算是使用精确的跨音速流入和流出解的组合来完成的,这些解可能会或可能不会形成激波。我们的计算方法与迄今为止文献中所用的方法有些不同。我们的工作第一次连接吸积型和风型拓扑自洽。我们的结果,在一般情况下,与数值模拟工作相匹配,并成功地指出,非稳态行为,可能会疏散磁盘产生的静止状态。
1998-09-17 astro-ph
Formation of Semi-relativisitc Jets from Magnetospheres of Accreting Neutron Stars: Injection of Hot Bubbles into a Magnetic Tower
利用2.5维电阻磁流体动力学(MHD)方法模拟了弱磁化中子星与其吸积盘的磁相互作用。用伪牛顿势模拟了广义相对论效应。我们发现,沿圆盘旋转轴方向的平行喷流是由以下机制形成的:(1)由于中子星和圆盘之间的差速旋转,连接中子星和圆盘的磁环发生扭曲。(2)从盘的扭转注入启动环的膨胀。(3)膨胀的磁环创造了一个磁塔,在其中加速的磁盘材料作为准直的双极射流行进。射流的工作表面的传播速度是光速($\sim 0.1c$)的10%的量级。(4)在膨胀的磁环内部发生的磁重联间歇地将热气泡注入磁塔。在我们的模拟中,气泡的喷射速度是发射点的局部Alfvén速度和$\sim 0.2c$的数量级。(5)在塔内移动的热气泡赶上射流的工作表面。由磁重联产生的高能电子是无线电发射的一个合理来源。我们的模型可以解释弱磁化($|{\boldmath$ B_{*} $}|\le 10^{9}$ gauss)中子星窄喷流的形成过程以及Sco X-1核部射电耀斑和瓣部射电耀斑之间的相关性。
2003-11-06 astro-ph
Coronal heating and emission mechanisms in AGN
在AGN中形成X射线光谱的流行模型假设盘的角动量耗散的大部分发生在携带少量吸积质量的热日冕中。在这里,我讨论的形成磁结构的吸积盘日冕,产生的浮力不稳定性的磁盘和加热的局部耀斑区域的典型的X射线发射温度。我还研究吸积盘冠和ADAF之间的类比,并讨论在这两个吸积模型的相关排放机制,以及如何观测的限制,可以让我们区分它们。
1999-12-10 astro-ph
Heating of a Star by Disk Accretion
我们研究了各种方式,其中磁盘吸积可以加热吸积星。这包括1)从盘表面发出的辐射被恒星表面拦截,2)直接穿过盘-星界面的辐射通量,以及3)从盘到恒星的热能平流。对于每一种情况,圆盘和恒星之间的边界层的物理特性对于确定恒星加热的数量至关重要。我们评估的重要性,上面列出的方法加热的恒星吸积前主序星和激变变量,使用最近的模型,在这些系统中的边界层。我们发现,拦截辐射往往是最重要的恒星加热源薄盘系统,如金牛座T星和高$\dot M$激变变量。我们认为,直接辐射通过盘星界面将是不重要的稳态系统。然而,它可能是重要的爆发系统,其中磁盘的温度上升和下降迅速。平流的热能进入恒星成为恒星加热的厚盘系统,如FU Orionis对象的主要来源。
1996-10-16 astro-ph
Theoretical Description of kHz QPOs in accreting LMXB systems
我们从LMXB系统的吸积盘流体动力学模型出发,描述了kHz的QPO。在这两个频率中,较高的频率来源于涉及激波形成的吸积盘的粘性效应,而较低的频率来源于吸积物质的开普勒运动。将我们的结果与两个快速旋转的致密恒星候选者,即4U 1636-53和KS 1731-260的观测结果进行比较,我们发现它们符合一个非常好的近似。
2004-02-08 astro-ph gr-qc
Supernova Neutrinos: The Accretion Disk Scenario
核心坍缩超新星的中微子可以从围绕黑洞的快速吸积盘中发射出来,而不是从典型的原始中子星中发射出来。对于银河系事件,探测器计数率是相当可观的,事实上,超级神冈的计数率可以达到数千。据预测,这些吸积盘在银河系中的出现速率大约为10^-5 yr^-1,但几乎没有观测证据能够提供它们形成速率的上限。因此,区分原中子星产生的中微子和吸积盘产生的中微子是有用的。为了区分这两种情况,可以考虑中微子光度的时间分布或不同中微子味道的相对通量。有一些信号可以清楚地指出一种情况或另一种情况。
2006-05-12 astro-ph hep-ph nucl-th