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arXiv 0810.09542008-10-06astro-ph

MAXI、LOFAR和微类星体. X射线和无线电中X射线双星的全天空监测

MAXI, LOFAR and Microquasars - All-sky monitoring of X-ray binaries in X-rays and radio

Rob Fender

备注：: Proc. MAXI workshop on Astrophysics with All-sky X-ray Observations 2008

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摘要：

在本文中，我将讨论日本MAXI X射线全天空监测器，将于2009年放置在国际空间站，和下一代射电天文阵列LOFAR，目前正在建设中的荷兰之间的未来协同作用。LOFAR的宽视场和多波束将允许与MAXI相结合，在X射线和无线电波段对天空进行同时的全天监测。本文以微类星体、X射线双星喷注系统为研究对象，讨论了MAXI和LOFAR的结合将如何帮助我们进一步理解这类系统中的吸积-外流耦合。

英文摘要：

In this paper I will discuss future synergies between the Japanese MAXI X-ray all-sky monitor, to be placed on the International Space Station in 2009, and the next-generation radio astronomy array LOFAR, currently under construction in The Netherlands. The wide fields of view and multiple beams of LOFAR will allow, in combination with MAXI, simultaneous all-sky monitoring of the sky in both the X-ray and radio bands. Focussing on microquasars, X-ray binary jet systems, I discuss how the combination of MAXI and LOFAR will help us to further understand the accretion--outflow coupling in such systems.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

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2008-11-21astro-ph

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2004-07-07astro-ph

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2006-11-01astro-ph

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2008-11-14astro-ph

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2007-02-14astro-ph

高能天体物理学与下一代射电天文学设施

High energy astrophysics with the next generation of radio astronomy facilities

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2008-10-06astro-ph

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大质量X射线双星的H α和X射线联合观测。II。Be X射线双星和微类星体LS I +61 303

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我们提出的BeXRB和微类星体系统LS I +61 303的H-α监测活动的结果。我们使用径向速度测量的HeI线在我们的光谱重新评估的轨道要素，更好地建立近星点的时间。我们列出了等效宽度和其他参数的H-α发射线，并讨论了观测到的轨道相位相关的变化。我们提请注意，在不到一天的时间里，发生了一次放射减弱的戏剧性事件，这可能是由于暴露于瞬时电离辐射源造成的。我们认为，在H-α和X射线发射的增加后，近星点可能是由于创建一个扩展的密度波的潮汐力所创建的磁盘。我们还讨论了从H-α等效宽度测量的磁盘的大小的估计，我们建议，磁盘半径从平均等效宽度对应于共振截断半径的磁盘，而最大等效宽度对应于半径有限的恒星在近星点的分离。我们注意到，附近的一个微弱的同伴可能是一个无关的前景对象。

2006-10-19astro-ph

微类星体XTE J1550-564在其整个2000年爆发期间的光谱演化

Spectral evolution of the microquasar XTE J1550-564 over its entire 2000 outburst

本文报道了2000年4 - 6月微类星体XTE J1550-564爆发期间的RXTE观测结果。我们研究了PCA+HEXTE谱在爆发过程中的演化。源从初始低硬状态（LS）转变到中间状态（IS），然后回到LS。该源显示出类似于在其他源中观察到的滞后效应，有利于软X射线瞬态中的状态转变的共同起源。第一次跃迁发生在~恒定的2-200 keV通量，这可能表明发射介质的相对重要性的变化。第二次跃迁更可能是由质量吸积率的下降驱动的。在这两个LS，光谱的特点是存在一个强大的幂律尾（康普顿电晕）与可变的高能量截止。在IS期间，光谱显示存在~0.8 keV的热分量（吸积盘）。我们讨论了这两种介质的明显独立的演化，并表明，在MJD 51662上的X射线极大值之后，源光度的降低是由于幂律光度的降低，在一个恒定的磁盘光度。这一点，再加上无线电发射的检测（具有典型的光学薄同步辐射光谱），可能表明日冕被喷射，并进一步检测为离散的无线电喷射。

2003-06-11astro-ph

我们从微类星体的多频监测中了解了什么？

What do we understand from multi-frequency monitoring of microquasars?

我们讨论的结果的监测计划的X射线双星与相对论喷流的研究。2002-2006年，利用RATAN-600射电望远镜对微类星体SS 433、GRS 1915 +105、V4641 Sgr和Cyg X-3的射电通量变率进行了多频（1-30 GHz）逐日观测。我们在GRS 1915+105中探测到了大量的亮短时耀斑，这些耀斑可能与活动的X射线事件有关。在2004年，我们已经发现了两个耀斑V4641 Sgr，随后反复出现的X射线活动的瞬态。从2005年9月到2006年5月，然后在7月，我们每天测量天鹅座X-3的通量密度。在2006年1月，我们探测到它的静态流量下降（从100到~20 mJy），然后在2006年2月2日探测到1 Jy的耀斑，经过18天的猝灭无线电发射。利用日本野边山射电天文台RT 45米望远镜和NMA毫米波阵在110 GHz的准同步观测，观测到耀斑极大期的日光谱在2 ~ 110 GHz之间是平坦的。在RXTE ASM计划中监测到的非常可变和强烈的1-12 keV X射线发射（~0.5 Crab）的持续状态期间，发生了几次明亮的射电耀斑事件（1-15 Jy）。我们讨论了微类星体光变曲线的各种光谱和时间特性。因此，我们得出结论，监测的耀斑无线电发射是一个很好的示踪喷流活动的X射线双星。

2006-11-17astro-ph

发射微类星体gamma-ray的宽带轻子模型

A broadband leptonic model for gamma-ray emitting microquasars

观测和理论研究指出，微类星体（MQs）可能是迄今为止探测到的大部分未识别伽马射线源的对应物。目前，还不知道一个合适的方案来解释这些物体发出的软X射线之外的辐射，也不知道无线电和高能辐射之间的精确联系。我们开发了一个新的模型，MQ喷流的动力学主导的冷质子和辐射主导的相对论轻子。喷流的物质含量和功率都与吸积过程有关。磁场被假定为接近均分，虽然它是附着在喷流物质和占主导地位。对于射流中的相对论粒子，它们的最大能量取决于加速效率和能量损失。该模型考虑了相对论性喷流粒子与磁场以及所有光子场和物质场的相互作用。这种相互作用通过同步加速器、相对论性韧致辐射和逆康普顿（IC）过程产生大量的辐射，从射电到非常高的能量。还预计吸积过程的变化（例如通过轨道偏心率）所产生的发射的可变性。考虑了外光子场对γ射线吸收的影响，揭示了可能观察到的清晰的光谱特征。这个模型是一致的吸积的情况下，能量守恒定律，和目前的观测知识，并可以提供更深层次的物理信息的来源时，对多波长数据进行测试。

2005-11-30astro-ph

发射微类星体的gamma-ray LSI +61303

The gamma-ray emitting microquasar LSI+61303

LS I +61 303是研究最多的X射线双星系统之一，因为它有两个特点：一方面是可变伽马射线源2CG 135+01的可能对应物（Gregory和Taylor 1978; Tavani et al. 1998），另一方面是周期性射电源（Taylor和Gregory 1982）。最近发现的无线电发射喷流延伸约。200天文单位在中央核心的两侧（Massi等人，2004年）在所有的证据表明，吸积/喷射过程在这个系统中的发生。然而，射电爆发并不发生在吸积最大的近星点，而是发生在数天之后。此外，当沿着LS I +61 303的轨道相位检查2CG 135+01的伽马射线发射时，可以看到这种发射似乎在近星点通过时达到峰值（Massi 2004）。在这里，我们详细分析了伽马射线数据与轨道相位的趋势，并在Taylor等人（1992）提出的双峰吸积/喷射模型的框架内讨论了伽马射线峰值与射电波段峰值之间的延迟，Marti和Paredes（1995）进一步发展了该模型。

2004-10-21astro-ph

银河系微类星体XTE J1748 -288在1998年爆发期间的RXTE观测

RXTE observations of Galactic microquasar XTE J1748--288 during its 1998 outburst

本文分析了最近发现的银河系微类星体XTEJ 1748 - 288在1998年爆发期间的RXTE观测结果。在爆发过程中，源的光谱演化可以被认为是一系列性质不同的状态。在第一次观测期间，对应于X射线通量的最大值，源的光谱由占主导地位的硬幂律分量和软热分量组成，可以用圆盘发射模型来描述。在3-25 keV的能量范围内，硬组分对X射线亮度的贡献>80%。整体的双组分光谱形状是以前在BHC中观察到的甚高态（VHS）的属性，但硬组分的主导是不寻常的。后来，随着X射线源的消失，它的能谱发生了质的变化，显示出高（HS）和低（LS）状态，这两种状态都是黑洞双星的典型状态。随着能量谱的变化，快速变化也发生了巨大的变化。最初，功率密度谱由占主导地位的带限噪声分量、20-30 Hz和~0.5 Hz的QPO特征以及极低频噪声分量形成。在硬谱分量的贡献显著降低之后，分数可变性的幅度降低了一个数量级，PDS谱采用了幂律形状，在0.03 Hz附近具有宽QPO峰。当系统切换到LS时，PDS形状再次发生变化，此后未检测到QPO。当在VHS中观察源时，QPO参数和X射线通量之间存在明显的相关性。

1999-11-21astro-ph

用LOPES测量cosmic ray空气簇射射电发射的频谱

Frequency spectra of cosmic ray air shower radio emission measured with LOPES

目的：我们希望研究宇宙射线空气簇射在100 PeV（1017 eV）附近的射电发射的光谱依赖性。方法：我们用偶极干涉仪LOPES（LOFAR Prototype Station）观测了宽频带的短射电脉冲，该仪器由一个名为Karlsruhe Shower Core and Array Detector（KASCADE）的粒子探测器阵列触发。LOFAR是低频阵列。为了这个分析，23个强的空气淋浴事件被选择使用KASCADE的参数。结果：所产生的电场谱向高频衰减。平均电场谱符合指数规律或幂律规律。得到的光谱斜率在不确定性范围内是不一致的，并且它比基于CORSIKA（KASCADE的宇宙射线模拟）模拟的空气簇射的蒙特卡罗模拟得到的斜率稍陡。最强的事件之一是在LOPES附近的雷暴活动期间测量的，并显示出测量的最长脉冲长度为110 ns，光谱斜率为-3.6。结论：我们用两种不同的方法表明，空气簇射无线电发射的频谱可以在事件的基础上重建，只有24个偶极子天线同时在很宽的频率范围内。根据所获得的频谱斜率，最大功率在40 MHz以下发射。此外，功率降低到较高频率表明由簇射盘厚度确定的相干性损失。我们的结论是，更宽的带宽，更大的收集面积，和更长的基线，将提供的LOFAR，是必要的，以进一步调查宇宙线空气簇射的相干性，脉冲长度和光谱斜率的关系。

2008-09-16astro-ph

X射线双星的高能中微子发射

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我们发现，高能中微子可以有效地产生在X射线双星与相对论喷流和高质量的主星。我们考虑一个系统中的恒星提出了一个密集的赤道风和喷流有一个小的相对论质子的内容。在这种情况下，中微子和相关的伽马射线是由pp相互作用和随后的π衰变产生的。作为一个特殊的例子，我们考虑微类星体LS I +61 303。在1 TeV以上，我们得到平均轨道中微子μ子感生光度为5 × 10^34 erg/s，考虑到最大中微子振荡引起的信号衰减，这与每年每平方千万亿次4-5 μ子型中微子的事件率有关。这里考虑的最大中微子能量将在20和85 TeV之间。局部的红外光子场对高能γ辐射的不透明效应负责，但在50 GeV以下，MAGIC望远镜可以检测到该源。在光子能量E>100 MeV的GLAST观测也应该揭示一个强源。

2006-03-27astro-ph

X射线双星的毫秒时间变化

Millisecond Time Variations of X-Ray Binaries

罗西X射线计时探测器（RXTE）发现，低质量X射线双星中的中子星表现出300-1200 Hz的振荡。持久性发射可表现出两种特征中的一种或两种。在爆发中可以看到一个近似相干的脉动，这可能是中子星的自转周期。对于一些频率等于两个较高频率之间的差，表明拍频模型，但在其他情况下，它是差的两倍。类似的最大频率表明，它对应于开普勒轨道频率在最小稳定轨道或中子星表面，这两个将决定中子星的质量，半径和状态方程。黑洞吸积理论预言了与内部吸积盘有关的准周期振荡（QPO）。两个微类星体黑洞候选者（BHC）已经展示了这个或相关频率的候选者。

1998-01-23astro-ph

XTE J1550-564喷流的X射线辐射

X-Ray Emission from the Jets of XTE J1550-564

我们报道了最近在射电中发现的大尺度喷流的X射线观测结果，并从黑洞候选者X射线瞬变和微类星体XTE J1550-564的X射线中检测到。2002年3月11日，在候选黑洞以西23角秒处探测到X射线发射，并沿喷流轴延伸，半峰全宽为1.2角秒，最大强度10%处全宽为5角秒。X射线发射的形态与同一时期的无线电发射的形态相匹配。2002年3月11日至6月19日期间，喷流移动了0.52 +/- 0.13角秒。在该间隔期间的表观速度为5.2 +/- 1.3质量/天。这明显低于1998年至2002年的平均视速度18.1 +/- 0.4质量/天，假设喷流是在1998年9月喷出的，这表明喷流已经减速。X射线谱可用幂律方程描述，其光子指数接近1.8，受星际吸收的影响。2002年3月，在0.3-8 keV波段，未被吸收的X射线通量为3.4 x 10^-13 erg cm^-2 s^-1，6月降至2.9 x 10^-13 erg cm^-2 s ^-1。我们还检测到2002年3月从东部喷流的X射线，并表明它已经减速，自2000年以前的检测变暗。

2002-10-17astro-ph

低质量X射线双星在高电离吸收体作用下的光谱变化

Spectral changes during dipping in low-mass X-ray binaries due to highly-ionized absorbers

X射线观测发现，许多微类星体和低质量X射线双星（LMXB）具有窄吸收特征，与Fe XXV和Fe XXVI等丰富离子的共振吸收特征一致。在许多研究充分的系统中，有蓝移的证据，表明流出的等离子体。我们成功地模拟了XMM-牛顿法观测到的所有亮倾角LMXB在倾角期间的X射线连续谱和Fe吸收特征的变化（EXO 0748-676，XB 1254-690，X 1624-490，MXB 1659-298，4U 1746-371和XB 1916-053），这主要是由于柱密度增加和高度电离吸收剂的电离态降低所致，其方式与4U 1323-62相似。这意味着，在X射线连续观测到的倾斜源作为一个类的复杂的光谱变化，可以最简单地解释主要是在这些系统中存在的高度电离的吸收剂的变化。没有必要援引异常丰度或部分覆盖扩大的排放区。在倾角之外，吸收线特性不随轨道相位强烈变化。这意味着电离等离子体具有圆柱形几何形状，其最大柱密度接近于吸积盘的平面。由于倾斜源是从接近轨道平面的角度观察的普通LMXB，这意味着电离等离子体是LMXB的共同特征。

2005-09-13astro-ph

在大质量双星的IC电子-正电子对级联模型中预期的GeV-TeV gamma-ray光变曲线：对LS 5039的应用

GeV-TeV gamma-ray light curves expected in the IC electron-positron pair cascade model for massive binaries: Application to LS 5039

两颗大质量微类星体LS 5039和LS I +61 $^{\rm o}$ 303的TeV伽马射线辐射显示出明显的轨道周期变化。我们的目的是计算大质量双星LS 5039的GeV和TeV $γ$射线光变曲线，这是在特定的逆康普顿$e^\pm$对级联模型中所期望的。该模型成功地预测了LS 5039和LS I +61 303的高能$γ$射线发射的基本特征。在计算中，我们应用的Monte Carlo程序，它遵循的IC $e^\pm$对级联的各向异性辐射的大质量恒星。在不同的加速方案参数和双星倾角下，得到了$γ$光变曲线和光谱。发现GeV和TeV $γ$的光变曲线应该是反相关的。在不久的将来，我们可以用AGILE和GLAST望远镜同时观测LS 5039的GeV能量，用切伦科夫望远镜同时观测TeV能量。考虑的模型还预测了TeV $γ$ -射线光变曲线在相位$\sim 0.4-0.8$之间的宽极大值，与HESS望远镜对LS 5039的观测一致。此外，我们预测的TeV光变曲线的大倾角$\sim 60^{\rm o}$的额外下降。这一特征可以作为独立测量该双星系统倾角的诊断，也表明LS 5039中存在中子星。

2006-11-09astro-ph

超高能宇宙射线的射电探测

Radio Detection of Ultra-High Energy Cosmic Rays

近年来，探测宇宙粒子的无线电技术得到了重大复兴。新的和计划中的实验室和现场，如胶，安妮塔，LUNASKA，Codalema，LOPES以及复杂的蒙特卡罗实验产生了丰富的新信息，我在这里简要回顾一些主要结果，主要集中在空气淋浴。超高能宇宙粒子的无线电发射提供了许多有趣的优点。由于无线电波没有衰减，无线电测量允许探测非常遥远或高度倾斜的簇射，可以日夜使用，并提供轻子簇射分量的辐射热测量。LOPES实验探测到了来自宇宙射线的射电辐射，证实了大范围空气簇射的同步辐射效应，并提供了一个将射电信号转换为初级粒子能量的良好的定标公式。此外，蒙特卡罗模拟表明，也可以测量簇射最大值和粒子组成。今后的步骤将是在俄歇实验中安装无线电天线，以测量超高能宇宙射线的组成，并使用LOFAR射电望远镜（以及后来的SKA）作为宇宙射线探测器。在这里，一个有趣的额外应用是寻找中微子和宇宙射线与月球风化层相互作用产生的低频无线电发射。这保证了对10^21 eV以上粒子的最佳探测极限，并使其大大超过目前的地面探测器。

2008-04-03astro-ph

宇宙中低能Cosmic Ray电子的同步辐射自康普顿辐射：I）单个源

Synchrotron Self-Comptonized Emission of Low Energy Cosmic Ray Electrons in the Universe: I) Individual Sources

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2001-12-17astro-ph