How good are the predictions for oscillation frequencies
我们已经使用了太阳活动周期23的可用中间度p模式频率来检查先前推导的频率偏移经验关系的有效性(Jain等人:2000年,《太阳物理学》,192,487)。我们发现,在周期23的上升阶段的计算和观察到的频率偏移是在很好的协议。根据MDI频率数据集计算的该周期从最小值到最大值的观测频移为251 $\pm$ 7 nHz,根据GONG数据计算的频移为238 $\pm$ 11 nHz。这些值与271 $\pm$ 22 nHz的经验预测值非常一致。
2002-01-03 astro-ph
Correlations in Quasi-Periodic Oscillation and Noise Frequencies Among Neutron-Star and Black-Hole X-ray Binaries
本文系统地研究了在非脉冲中子星和黑洞低质量X射线双星的功率谱中观测到的~0.1-1200 Hz准周期振荡和宽噪声成分。我们发现,在这些组件中,我们可以确定两个,发生在广泛的源类型和光度,其频率遵循紧密的相关性。这种相关性的变化性成分包括中子星千赫兹QPO和水平分支振荡,以及黑洞QPO和噪声成分。我们的研究结果表明,相同类型的变化可能会发生在两个中子星和黑洞系统在三个数量级的频率和相干性,变化很大,但系统。这一假设的证实将有力地约束这些现象的理论模型,并为理解其性质提供额外的线索。
1999-02-08 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
Convective contributions to the frequencies of solar oscillations
观测到的和理论上的太阳本征频率之间的差异有一些特征,这些特征将它们确定为主要来自太阳表面附近的振荡特性:在超绝热、对流边界层及以上。因此,这些频率差异可能提供有关这些区域结构的有用信息,而这些区域正是太阳结构理论最不确定的地方。在目前的工作中,我们使用数值模拟的外部太阳的湍流对流对太阳振荡频率的影响进行量化。分离的平均模型和物理模式的影响的影响,我们发现,主要的模型效应是由于湍流压力,提供额外的支持,对重力,平均3-D模型和1-D模型之间的热差异。相对于标准的包络模型,可见光球层中的恒压表面升高了约150公里。结果,高频模式的转折点升高,而低频模式的转折点基本上保持不受影响。模式频率的相应逐渐降低解释了观测和标准太阳模型之间的大部分频率差异。预计额外的影响主要来自模式的物理变化,特别是来自振荡对湍流压力的调制。
1999-03-16 astro-ph
Testing the transition layer model of quasi-periodic oscillations in neutron star X-ray binarie
我们比较了过渡层模型的理论预测和中子星X射线双星中准周期振荡(QPO)的一些观测特征。我们发现,水平分支振荡(HBO)频率与千赫兹(kHz)QPO频率之间的相关性、环礁源中低频QPO与Z源中HBO的差异以及低频QPO频率与突变频率之间的相关性都可以用过渡层模型很好地解释,假设中子星的质量约为1.4太阳质量,磁层赤道与吸积盘平面的夹角约为6度。观察到的两个kHz QPO频率之间的峰间距随着kHz QPO频率的增加而减小,QPO频率随着推断的质量吸积率的增加而增加,这也与过渡层模型的理论预测一致。此外,我们还导出了一个简单的方程,该方程可用于利用同步观测的QPO频率数据估算磁层赤道与吸积盘平面之间的夹角($δ$)。我们估计这些角度,在4至8度的范围内,五个Z源和两个环礁源。几乎恒定的$δ$值为每个源,来自不同的同时观察到的QPO频率数据集,提供了一个强有力的测试的理论模型。最后,我们认为,类似的过渡层振荡可能也负责在吸积供电的毫秒X射线脉冲星和银河系黑洞候选者中观察到的QPO。
2001-04-01 astro-ph
A Novel Precise Method for Correcting the Temperature in Stellar Atmosphere Models
恒星大气模型计算中的一个主要问题是如何在能量守恒约束下自洽地确定温度分布。能量平衡包括由于吸收辐射而产生的增益和由于发射而产生的损失。众所周知,在上述两个积分中的每一个积分中,对应于不透明度X(nu)很大的光谱范围的部分可以超过对应于其余频率的部分许多数量级。另一方面,在X(nu)非常大的频率处,辐射场的平均强度J(nu)应等于源函数S(nu),从而等于普朗克函数B(nu,T),直到许多有效数字。那么它们在能量平衡中的净份额将为零,尽管它们对增益和损耗积分的贡献在数值上是最重要的。因此,其对总平衡的物理贡献为零的光谱范围将在能量平衡方程的两侧数值上占主导地位,因此在这些频率处确定J(nu)和S(nu)的误差将使平衡错误。通过求解变量I(n,nu)- S(nu)而不是通常的强度I(n,nu)的辐射转移方程,可以避开由上述情况引起的数值问题。我们在这里提出了一种新的迭代算法,迭代因子的基础上,我们已经成功地采用,这使得它有可能通过直接计算的辐射损失和增益之间的差异,在每一步的迭代的温度的快速校正。
2007-10-31 astro-ph
Rotational effects on the oscillation frequencies of newly born proto-neutron stars
本文研究了旋转对诞生于引力坍缩的原中子星(PNS)在生命的第一分钟准简正模频率的影响。我们的分析开始于PNS形成后的零点几秒,此时恒星演化可以用一系列平衡构型来描述。我们使用Pons等人(1999; 2001)开发的进化模型,该模型描述了非旋转恒星如何冷却和收缩,而中微子扩散和热化过程主导恒星动力学。对于指定值的演化时间,我们设置成缓慢旋转的恒星和整合的恒星扰动方程的考林近似,在时域和频域中,找到准正常模式的频率。我们研究的长期不稳定的g-模式,存在于振荡谱中,由于强烈的熵和成分梯度,在恒星内部的发展,我们提供了一个估计的增长时间的不稳定模式的基础上后牛顿公式。
2003-10-31 astro-ph
LNRF-velocity hump-induced oscillations of a Keplerian disc orbiting near-extreme Kerr black hole: A possible explanation of high-frequency QPOs in GRS 1915+105
在一个包含近极端Kerr黑洞的双星系统GRS 1915+105中,至少有四个频率为41 Hz、67 Hz、113 Hz和167 Hz的高频准周期振荡(QPO)被报道。我们使用的想法引起的驼峰的轨道速度轮廓(有关的本地非旋转框架- LNRF)在光盘轨道近极端克尔黑洞,其特征在于由一个“驼峰频率”f_h,这可能会激发径向和垂直周转振荡频率f_r,f_v。由于非线性共振现象的组合频率是允许的。假设GRS 1915+105 Kerr黑洞的质量M=14.8M_sun,自旋a=0.9998,模型预测的频率f_h= 41 Hz,f_r= 67 Hz,(f_h+f_r)= 108 Hz,(f_v-f_r)= 170 Hz与观测值相当符合。在黑洞参数与观测值符合较好的情况下,开普勒盘中“驼峰诱导”振荡激发的非线性振荡中的强迫共振现象,在观测误差范围内,可以解释GRS 1915+105中的高频QPO。
2007-05-23 astro-ph
Rayleigh - Taylor Gravity Waves and Quasiperiodic Oscillation Phenomenon in X-ray Binaries
在X射线双星[黑洞、中子星(NS)、白矮星]中,致密天体上的吸积以不均匀的流密度剖面为特征。在重力和压力梯度存在下的这种非均匀性效应表现出Raylegh-Taylor重力波(RTGW)。它们应被视为准周期波振荡(QPO)。在本文中,我表明,主要QPO频率,这是非常接近的开普勒频率,分裂成单独的频率(混合动力和低分支)的影响下,在旋转参考系的引力。观察到的低和高QPO频率是RTGW的固有特征。我阐述了RTGW振荡稳定时的密度分布的条件。QPO观测的推断QPO频率的比较。我发现从NS双星中检测到的百赫兹频率可以被识别为RTGW低分支频率。我还预测,当压力梯度和浮力被抑制时,观察者可以在NS长(超)爆发事件中看到双NS自旋频率。科里奥利力是唯一作用在旋转参考系中的力,它的存在会导致频率为NS自旋两倍的完美相干脉动。
2002-11-26 astro-ph
The Frequency Stability of Millisecond Oscillations in Thermonuclear X-Ray Bursts
我们用Rossi X射线定时探测器分析了I型X射线爆发期间观测到的毫秒振荡的频率演化,以建立振荡机制的稳定性。我们的样本包含68个脉冲序列,在对来自8颗吸积中子星的159个爆发的搜索中检测到。作为第一步,我们确认的振荡通常漂移向上的频率约1%的表观饱和频率。先前注意到的异常,例如随着振荡消失而向较低频率漂移(“自旋下降”事件),以及两个信号同时出现在相隔几Hz的频率上的情况,发生在5%的振荡中。在验证了普遍接受的描述的爆发振荡,我们继续研究的连贯性的振荡在个别突发,和分散的渐近频率在突发观察超过五年。在短时间尺度上,我们发现,30%的振荡列不出现在相位上的顺利发展。这表明,两个信号同时存在,频率差太小而无法分辨(< 1 Hz),频率演变是不连续的,或者发生离散相位跳变。在年的时间尺度上,振荡的最大频率表现出< 0.004的分数色散。在4U 1636-536的情况下,这种色散与已知的轨道相位无关,这表明除了轨道多普勒频移之外,还有一种机制阻止了振荡看起来完全稳定。我们解释这些结果的假设下,振荡起源于从这些旋转的中子星的表面发射的各向异性。(节录)
2002-08-01 astro-ph
Effects of Rapid Stellar Rotation on Equation of State Constraints Derived from Quasi-Periodic Brightness Oscillations
利用罗西X射线定时探测器,在低质量X射线双星系统中的十几颗中子星中发现了频率在一千赫兹左右的准周期X射线亮度振荡(QPO)。有强有力的证据表明,千赫振荡的频率是在这些恒星周围的近圆形轨道上吸积气体的轨道频率。一些产生千赫兹QPO的恒星可能具有大于400赫兹的自旋频率。对于如此高的自旋速率,恒星自转对其结构和时空的影响的一阶解析处理是不准确的。在这里,我们使用了大量的完全相对论,自洽的数值计算的快速旋转的中子星和内部和外部时空的恒星结构的结果,调查的约束条件下,可以得出这样的恒星,如果稳定的圆形轨道的各种频率的观察。我们已经计算了恒星的赤道半径,最里面的稳定圆轨道的半径,和最高频率的稳定圆轨道的频率作为恒星自旋率的函数,自旋率达到最大可能和几个说明性的状态方程。我们的计算表明,由一个给定的轨道频率暗示的中子星物质的刚度的上限通常是显着严格的恒星的自旋频率超过400赫兹比缓慢旋转的恒星。
1998-05-01 astro-ph
High frequency and high wavenumber solar oscillations
本文利用迈克尔逊多普勒成象仪(MDI)的能量谱,用环形图技术确定了太阳振荡的频率,覆盖了100< l <4000度和1.5 <v <10mHz的范围。f模式脊延伸到大约3000度,其中线宽变得非常大,这意味着阻尼时间与时间周期相当。高阶f模的频率与简单色散关系ω^2=gk给出的频率有很大的不同。功率谱中的f模式峰值明显不对称,并且使用不对称轮廓增加了拟合频率,使其更接近针对太阳模型计算的频率。
1999-02-10 astro-ph
Solar internal sound speed as inferred from combined BiSON and LOWL oscillation frequencies
使用LOWL仪器对太阳的观测提供了一组从低到中等程度的太阳p模式频率的均匀集合,这使得人们能够确定太阳内部的大部分结构,避免了当组合不同数据集时引入的系统误差,即,主要是太阳周期变化对频率的影响。不幸的是,LOWL数据集包含的最低阶模式非常少,这对于可靠地确定太阳能核心的结构至关重要-此外,这些最低阶数据具有相当大的相关不确定性。然而,伯明翰太阳振荡网络(BiSON)在综合阳光下进行的观测提供了大量低阶模式的高精度测量。在本文中,我们证明了低程度的模式集的LOWL数据可以成功地结合更准确的BiSON数据,提供的意见是同期的太阳周期引起的影响是重要的那些频率。我们表明,这导致了一个因素的两个减少的错误推断的声速在太阳能核心。我们发现当r < 0.2Rsun时,太阳的声速比太阳模型中的要高。然而,太阳能核心的密度低于太阳能模型。
1997-02-12 astro-ph
On stationary oscillations of galaxies
本文描述了星系定常振荡的一般性研究。它开始与连续频谱的实频率的振荡模式的线性分析。这种模式是等离子体中范坎彭振荡模式的引力类似物。本文借助于Kalnajs矩阵方法的一个修正版本,用广义函数表示分布函数的扰动,解决了星系中van Kampen型模的特征值问题。一般来说,在连续谱中没有控制频率的特征方程。然而,孤立的频率在连续谱满足的特征方程,恒星系统,是一个对应的色散关系提出的等离子体振荡弗拉索夫。线性分析还提供了具有实频率和/或复频率的离散谱的模式的特征方程。本文的第二部分描述了一个小的,但有限振幅的星系的定常振荡的微扰理论。恒星运动的积分是借助正则微扰理论构造的,并与金斯定理结合使用,以确定六维相空间中恒星的密度。这些振荡是范坎彭型模式的轻微非线性对应物,它们是伯恩斯坦、格林和克鲁斯卡尔描述的非线性等离子体波的恒星动力学对应物。借助于Schwarzschild数值方法求解描述恒星系统自洽性的基本积分方程,可以构造星系定常振荡的完全非线性模型。
2002-07-11 astro-ph
Quasi-Periodic Oscillations Resonantly Induced on Spin-Induced Deformed-Disks of Neutron Stars
我们考虑的情况下,自旋诱导的波浪扰动是目前的磁盘上的中子星低质量X射线双星。通过与扰动的非线性耦合,盘振荡的某些模式与盘共振地相互作用。我们研究的假设下,磁盘是垂直等温的共振条件。结果表明,当自旋频率具有特定值时,在某些半径处会发生共振耦合。这些谐振振荡的模式和频率进行了总结。这些共振振荡中的一些似乎可以解释在自旋频率已知的物体中观察到的kHz QPO的频率。
2005-06-24 astro-ph
Fast X-ray Oscillations and General Relativity effects in Neutron star systems
千赫兹准周期振荡(kHz QPO)可能是由致密恒星周围吸积盘中开普勒轨道上的物质在某个优选半径处引起的。在一个给定的源中,QPO频率可以随着内圆盘半径的变化而漂移几百Hz;但是圆盘不能比广义相对论预测的最内稳定圆轨道(ISCO)半径更接近恒星,因此kHz QPO频率必须受到某个最大频率的限制。
2002-07-12 astro-ph
A Magnetic Flux Tube Oscillation Model for QPOs in SGR Giant Flares
软γ射线中继站(SGR)产生的巨耀斑是中子星中最剧烈的现象之一。在两个SGR的巨型耀斑尾部发现了频率为18 - 1840 Hz的准周期振荡(QPO),并将其归因于磁星的地震振动或扭转振动。在这里,我们根据磁星日冕中通量管的固定香肠模式振荡对QPO提出了另一种解释。我们发现,除了那些非常高的频率(625和1840赫兹),大多数的类星体在SGR巨型耀斑观察到可以很好地解释。
2008-07-04 astro-ph
The effects of moderately fast shellular rotation on adiabatic oscillations
我们研究了盾牌座delta星模型的绝热振荡,考虑到中等的旋转速度~100 \km /s。由此产生的振荡频率包括校正旋转高达二阶的旋转速率,包括那些近简并。均匀旋转或旋转剖面假设局部角动量守恒的形式欧米茄=欧米茄(r)的振荡频率的影响进行了比较。正如预期的那样,在$g$和混合模式区域中获得了重要的差异(约3微Hz)。对于更高频率的p模式,差异范围在1 microHz和3 microHz之间。这种差异很可能在未来的空间任务中被检测到,例如COROT,其中频率精度约为0.5微赫兹。
2005-11-22 astro-ph
Response of a Spaceborn Gravitational Wave Antenna to Solar Oscillations
我们研究的可能性,观察非常小的振幅低频太阳振荡与建议的激光干涉仪空间天线LISA。对于低于$\sim 2\times 10^{-4}$ Hz的频率的主要贡献是从近区时间依赖的重力四极矩与正常模式的振荡。对于高于$\sim 3\times 10^{-4}$ Hz的频率$ν$,主要贡献来自四极振荡产生的引力辐射,其比牛顿信号大$\sim (2 πr ν/ c)^4$倍,其中$r$是到太阳的距离,$c$是光速。日震速度和强度测量尚未探测到太阳背景以上的低阶四极压力和重力振荡模。我们估计的振幅需要给一个可检测的信号上的LISA型空间激光干涉仪意味着表面速度振幅的顺序为1-10毫米/秒的频率范围内$1 - 5~10^{-4}$ Hz的太阳。这样的表面速度低于当前日震测量的灵敏度极限。如果模式存在的频率和振幅在这个范围内,它们可以用LISA型激光干涉仪检测。
2001-03-28 astro-ph
Oceanography of Accreting Neutron Stars: Non-Radial Oscillations and Periodic X-Ray Variability
对许多吸积中的中子星(NS)的光度准周期振荡(QPO)的观测使我们开始研究在其他恒星中普遍存在的周期性来源:非径向振荡。在总结了吸积NS的大气和海洋结构之后,我们讨论了频率在1-100 Hz范围内的各种低lg模。成功识别具有观测频率的非径向模式将产生关于NS的热和成分构成以及其半径的新信息。最后,我们讨论快速旋转如何改变g模式频率。
1997-12-31 astro-ph
Interpretation of 35 Hz QPO in the Atoll Source 4U 1702-42 as a Low Branch of the Keplerian Oscillations Under the Influence of the Coriolis Force
最近的中子星双星的准周期振荡模型(Osherovich and Titarchuk 1999,Titarchuk and Osherovich 1999)提出了由于科氏力对线性开普勒振子的影响,存在两个分支的QPO:一个分支的频率从400到1200 Hz,另一个分支的频率低一个数量级。高分支nu_h的频率与开普勒频率nu_K保持混合频率关系:nu_h^2=nu_K^2+ [Omega/pi]^2,其中Omega是恒星磁层的旋转频率。低分支的频率为nu_L=(Omega/pi)(nu_K/nu_h)sin(delta),其中delta是向量Omega与开普勒振荡平面的法线向量之间的小角度。对4U 1702-42源的观测(Markwardt等人,1999年)表明,35 Hz QPO的质心跟踪千赫兹振荡的频率。我们将35 Hz振荡解释为nu_L,并发现delta=3.9^o +/- 0.2^o。我们的研究结果使4U 1702-42的第二个源(后斯科X-1),理论推导的较低的分支被确定(在我们的模型)和三角洲计算。推断的角度δ在nu_K(650 - 900 Hz)的有效范围内保持大致相同,如从模型所预期的。基于我们的模型,我们给出了在4U 1702-42中nu_L以上和nu_L以下观测到的QPO频率的分类。
1999-07-26 astro-ph
Correlation of the Quasi-Periodic Oscillation Frequencies of White Dwarf, Neutron Star, and Black Hole Binaries
利用1994年6月/7月的极紫外探测器深测光度计和2001年1月的钱德拉X射线天文台低能透射光栅摄谱仪获得的数据,我们研究了矮新星天鹅座SS在爆发中的极紫外(EUV)和软X射线振荡。在极紫外辐射通量中发现了nu_0 ~ 0.012 Hz和nu_1 ~ 0.13 Hz的准周期振荡(QPO),在软X射线通量中发现了nu_0 ~ 0.0090 Hz、nu_1 ~ 0.11 Hz和nu_2 ~ nu_0 + nu_1 ~ 0.12 Hz的准周期振荡。这些数据与Woudt & Warner的VW Hyi的光学数据相结合,将中子星和黑洞低质量X射线双星(LMXB)的Psaltis,Belloni,& van der Klis nu_high-nu_low关联在频率上扩展了近两个数量级,nu_low ~ 0.08 nu_high.这种相关性确定了激变变星(CV)的高频准相干振荡(所谓的"矮新星振荡“)与LMXB的千赫兹QPO,以及CV的低频QPO与LMXB的水平分支振荡(或被确定为这样的宽噪声分量)。假设白矮星、中子星和黑洞双星中QPO的产生机制相同,我们发现数据排除了相对论进动模型和磁层和声点拍频模型(以及任何需要存在或不存在恒星表面或磁场的模型);更有希望的是将QPO解释为盘吸积到任何低磁场致密物体上的表现的模型。
2002-07-23 astro-ph
Testing Strong-field Gravity with Quasi-Periodic Oscillations
中子星周围的准周期振荡频率被认为与致密天体的引力场的特征频率有关。在不同的变率模型中,这些包括开普勒、周转和透镜-瑟林频率,它们主要取决于恒星时空的性质。我们认为,准周期振荡的X射线通量的中子星可以用来映射外部时空的紧凑的对象,因此,导致直接测试广义相对论在强场制度。特别是,我们表明,特定的扩展广义相对论,其中的引力感受到的物质是介导的两个秩张量和标量场,可以通过当前的观测约束。
2004-05-04 astro-ph gr-qc
Quasi Periodic Oscillations (QPOs) and frequencies in an accretion disk and comparison with the numerical results from non-rotating black hole computed by the GRH code
在不同物理现象(压力梯度吸积流、星盘相互作用等)作用下,在吸积盘上产生激波。可能是观测到的$X-$射线双星准周期振荡的原因。我们给出了一种粒子情况下旋转和非旋转黑洞周围的吸积盘相关的特征频率集。这些持续的频率是吸积盘中旋转模式的结果。我们比较了两种不同的数值计算结果的频率的非旋转黑洞周围的单粒子情况下的流体流动。数值结果取自我们的论文参考文献。\refcite{Donmez2}和\refcite{Donmez3}使用非自引力盘的完全广义相对论流体动力学代码。第一个数值结果在黑洞周围有一个相对论环面,而第二个数值结果包括了星盘相互作用产生的单臂螺旋激波。在吸积盘上的相对论环面波和螺旋波的数值模拟中,可以激发出QPO中的某些物理模。详细讨论了这些不同的动力学结构的吸积盘负责QPO的结果。
2006-09-05 astro-ph gr-qc
Gravitational Waves from Nonlinear Couplings of Radial and Polar Nonradial Modes in Relativistic Stars
新出生的相对论恒星的后反弹振荡预计将导致通过激发非径向振荡模式的引力波发射。与此同时,恒星以径向模式振荡,中心密度变化可达百分之几。径向振荡和极性非径向模式之间的非线性耦合导致组合频率(线性模式频率的和与差)的出现。我们研究这样的组合频率使用规范不变的微扰形式主义,其中包括不同的振荡模式之间的双线性耦合项。对于典型值的能量存储在每一个模式,我们发现,引力波发射的组合频率可以成为检测银河系核心坍缩超新星与先进的干涉或宽带共振探测器。
2007-02-17 astro-ph gr-qc