Hyper-accreting black holes
Andrei M. Beloborodov
超吸积盘是中微子和磁化喷流的短暂而强大的来源。这样的圆盘是伽马射线暴的合理来源。本文介绍了盘的结构、盘周围中微子向正负电子等离子体的转化以及爆发后的演化。
Hyper-accretion disks are short-lived, powerful sources of neutrinos and magnetized jets. Such disks are plausible sources of gamma-ray bursts. This review describes the disk structure, the neutrino conversion to electron-positron plasma around the disk, and the post-burst evolution.
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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Accreting Neutron Stars and Black Holes: A Decade of Discoveries
本文综述了双星系统中与吸积中子星和黑洞有关的最新观测和理论进展。
The Inner Boundary Condition for a Thin Disk Accreting Into a Black Hole
与最近的一些说法相反，在边缘稳定轨道上应用的“无扭矩内边界条件”对于吸积到黑洞中的几何薄盘是正确的。
How Dim Accreting Black Holes Could Be?
最近的流体动力学模拟的低粘度的辐射效率低的黑洞吸积流表明，这些流量显着不同的对流为主的模型所描述的。黑洞流只在内部是对流占优的，但在半径R> 100 R_g时是对流占优的。在这种流动中，辐射输出主要来自对流部分，辐射效率与吸积率无关，等于~0.001。这个值给出了一个极限，一个吸积的黑洞可以有多暗。它同意最近的钱德拉观测表明，吸积黑洞在低质量的X射线双星是由约100倍的中子星吸积相同的吸积率暗淡。
Thermal X-Ray Line Emission from Accreting Black Holes
我们提出的模型X射线谱吸积黑洞与对流为主的吸积流，注意从热等离子体的热发射线。我们表明，先进的X射线天体物理设施（AXAF）可能能够观察到的线从X射线双星，如V404天鹅座在静止，银河系中心黑洞人马座A*，和附近的星系，如M87的核。谱线强度可以提供新的诊断方法来研究这些系统和相关系统中的增生等离子体。
Using radio emission to detect isolated and quiescent accreting black holes
我们讨论了黑洞的质量，X射线光度和射电光度之间的新关系的含义，以及下一代射电望远镜的性能，为目标，发现孤立的吸积黑洞。由于吸积黑洞的射电与X射线的通量比随着爱丁顿单位光度的降低而增加，而且由于使用LOFAR等计划中的仪器可以进行大视场的深度测量，因此射电测量应该比X射线测量更有效地找到这些物体。
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。
Time Variability of Low Angular Momentum Flows Accreting onto Black Holes: A Natural Mechanism For Radiation Flaring
我们目前的结果，从我们的磁流体动力学模拟吸积流到黑洞。我们主要关注的是流入和相关流出之间的相互作用。我们考虑应用这种流动的银河系中心和低光度活动星系核。
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。
Obscured accreting black holes at high redshift
在为高红移活动星系核提供能量的吸积黑洞中，有相当一部分被大的尘埃和气体柱所遮蔽。因此，结合硬X射线和近红外观测可以有效地发现发光的2型类星体。我们将简要讨论最新的结果。
Millisecond oscillators in accreting neutron stars and black holes
在低质量X射线双星（LMXB）中发现的毫秒变率可能反映了中子星或中子星强引力场中吸积流体的运动。两个本征频率不相等的振子之间的参数共振为在某些黑洞系统中观察到的2：3的频率比提供了一个自然的解释，可能也在最亮的中子星中。这两个振子可能对应于纬向和径向周转运动。
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。
GRS 1915+105 and the Disc-Jet Coupling in Accreting Black Hole Systems
GRS 1915 + 105是第一个被发现的恒星尺度的、高度相对论性的喷流源，它是我们理解吸积黑洞系统中盘-喷流耦合的关键系统。理解这个源的流入和流出之间的耦合不仅对X射线双星系统很重要，而且对活动星系核和伽马射线暴的研究具有更广泛的相关性。在本文中，我们提出了一个详细的审查的观测性质的系统，建立在十年以来，它的发现。我们试图把它与其他来源的详细比较的背景下，并构建一个简单的模型，盘喷耦合，这可能是更广泛地适用于吸积黑洞系统。
Advection-Dominated Models of Luminous Accreting Black Holes
人们发现，一类光学薄的双温对流主导吸积解解释了许多低光度吸积黑洞的观测结果。在这里，它表明，这些模型给出了一个令人满意的描述也较高的光度系统，提供的粘度参数$α$是大的。该模型再现了低态黑洞X射线双星的光谱，并解释了临界质量吸积率下从低态到高态的跃迁。模型还表明，X射线双星和活动星系核的X射线/ $γ$射线谱应该是相似的，正如观测所证实的。
On the dynamical formation of accreting intermediate mass black holes
计算了中等质量黑洞（IMBH）由于动力学相互作用捕获伴星并成为吸积源的概率，并探讨了吸积的IMBH作为超亮X射线源（ULX）出现的可能性.我们专注于IMBH起源于低金属丰度的第三族恒星。IMBH形成的两个渠道被认为是：从原始晕的框架内的层次聚类，和从非混合，零金属丰度原始气体在星系盘。IMBH可以形成双星系统，由于潮汐捕获的单星和交换相互作用与现有的双星系统在星系盘。我们发现，无论是形成机制的吸积IMBH的二进制是能够提供足够的来源来解释所观察到的人口的ULXs。即使在亚ULX光度，吸积IMBH与$L> 10^{36}$ erg的$^{-1}$与动态捕获的同伴的总数被发现是$< 0.01$每个星系。
The High-Energy Spectra of Accreting Black Holes: Observational Evidence for Bulk-Motion Infall
本文讨论了吸积黑洞的出射谱，特别考虑了吸积是相对论性体运动的情况。我们认为，这种吸积很可能发生在各种各样的黑洞环境中，在那里，强大的引力场预计将主导压力，这可能会导致一个特征性的高能光谱签名;一个扩展的功率尾巴。在高（软）态下，可以直接观察到撞击事件视界的物质，并看到内禀幂律。使用观测数据从康普顿伽马射线天文台和罗西X射线定时探测器，覆盖2- 200千电子伏的最近银河系黑洞X射线新星爆发的模型的测试。
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。
Measurement of Hard Lags and Coherences in the X-Ray Flux of Accreting Neutron Stars and Comparison with Accreting Black Holes
利用Rossi X射线定时探测器，我们测量了吸积中子星4U 0614+091和4U 1705-44在0.01 ~ 100 Hz的定时噪声中9 ~ 33 keV光子相对于2 ~ 9 keV光子的滞后。作为比较，我们对吸积黑洞候选者Cyg X-1和GX 339-4进行了类似的测量。在观测期间，这些源都处于低（硬）态。我们发现在所有这些来源的相位滞后0.03和0.2弧度之间，频率的变化远小于预期的滞后常数的时间。我们还测量与所有来源的统一一致的一致性。正如已经提到的黑洞候选者，这些数据是不一致的简单康普顿化模型调用一个恒定的时间延迟。非均匀介质中的康普顿化现象或许可以解释这种滞后现象。然而，滞后的幅度意味着热电子气延伸到超过1000史瓦西半径。这可能是一个能源问题。我们认为，虽然一个大的热云是可能的黑洞，可能会隐藏一些他们的吸积能量在平流，这样的分布可能是不可能的中子星的所有吸积能量最终释放在中子星表面。这对康普顿化模型提出了质疑，尽管能量问题可以通过例如来自内部圆盘的风来解决。
On the observed disc temperature of accreting intermediate mass black holes
在邻近星系中的一些超亮X射线源显示出类似于热盘发射的软成分。基于黑体辐射的计算表明，这些圆盘中心的吸积黑洞的质量为100 s到1000 s Msun。建立这样的中等质量黑洞的存在是相当重要的，因此必须检查的假设和近似背后的黑体光谱拟合。我们在这里研究的基本假设，即热发射的特点是由一个多温度的黑体光谱。由于光盘表面层的不透明度在高能量下降低，因此出射光谱变硬。我们计算观察到的光谱从光盘周围的非旋转1000 Msun黑洞和适合他们的XMM-牛顿pn带与多色光盘模型。对于恒星质量的黑洞（假设倾角为60 °，并考虑非自旋黑洞的相对论效应），通常采用的典型的整体谱硬化因子是合适的。
The Evolution of Accreting Black Holes in Outburst
随着时间的推移，黑洞双星的X射线光谱和时间特性会发生巨大的变化，这为了解这些系统中发生的物理过程提供了重要的线索。黑洞和黑洞候选者是RXTE的主要目标，其观测目标包括研究极端引力场和喷流形成机制。来自RXTE的大量数据帮助我们了解这些系统，并提出了关于吸积黑洞的新问题。RXTE观测使我们能够研究广泛的黑洞科学主题，包括吸积盘和喷流之间的联系，内部吸积流的几何形状，以及光谱状态之间发生的物理变化。在这篇演讲中，我讨论了这些主题的重要成果，已经获得了持久性和瞬态黑洞在过去几年中，我提出的结果，从我们的计划的X射线和无线电观测期间的黑洞瞬态爆发的衰变。
X-ray reflection in accreting stellar-mass black hole systems
吸积恒星质量黑洞系统的X射线谱具有反射谱特征，特别是宽的铁K α发射线。我们调查的吸积盘，可以预期在这样一个系统的高/软状态的反射。首先，我们执行一个自洽的计算结果的反射，从照明的热，内部部分的光盘与其大气在流体静力平衡。然后，我们提出的反射光谱的范围内的照明强度和光盘温度的假设下，一个恒定的密度的大气。热吸积盘的反射与冷得多的吸积盘的反射有重要的不同，例如在活动星系核中的反射。
Studying accreting black holes and neutron stars with time series: beyond the power spectrum
宇宙X射线源的亮度波动，特别是吸积黑洞和中子星系统的亮度波动，使得在理解湍流吸积流的物理学、中子星表面物质的行为以及改进黑洞存在的证据方面取得了巨大进展。这方面的大部分进展是通过分析和模拟时间序列数据的功率和交叉频谱，这将在本卷的其他文章中讨论。最近，已经尝试利用其他方面的数据，通过测试非线性，非高斯，时间不对称性和检查高阶傅立叶光谱。这些项目是本文的主题，这些项目在过去十年中由于数据质量和数量的巨大增加而成为可能。
Correlations between X-ray and radio spectral properties of accreting black holes
本文研究了吸积黑洞（Seyferts和黑洞双星）中X射线谱指数、康普顿反射强度、X射线和射电通量之间的相关性。我们严格评估的证据的相关性的X射线光谱指数与康普顿反射的强度，并考虑在详细的统计和系统的影响，可以影响it.We研究模式的光谱变化（特别是，旋转的幂律谱）对应的X射线指数通量的相关性。我们还考虑所观察到的X射线光谱的形式和它们的变化之间的无线电和X射线通量的相关性的解释的影响。最后，我们讨论吸积的几何形状，可以解释的相关性和他们的整体理论解释。
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。
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。
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。
MHD Shock Conditions for Accreting Plasma onto Kerr Black Holes - I
本文将Appl和Camenzind（1988）关于狭义相对论磁流体动力学（MHD）喷流的工作推广到完全广义相对论研究旋转、静止和轴对称黑洞磁层中吸积MHD等离子体的驻激波形成。所有的激波后物理量都用相对论压缩比来表示，而压缩比可以用激波前的物理量来表示。然后，冲击等离子体的下游状态由吸积等离子体的上游状态决定。本文给出了赤道平面吸积流的慢磁声激波的解。我们发现，旋转磁层的慢磁声激波的某些性质可以表现得像一个快磁声激波。事实上，在弱引力极限下，对于上游非旋转吸积等离子体，当磁场线超前旋转时，我们的结果与Appl和Camenzind（1988）的快磁声激波解非常相似.然而，我们发现，由于强引力和旋转的影响，如框架拖曳效应，情况变得更加复杂。对于具有相同能流的吸积解，我们指出了黑洞的大自旋使慢磁声激波变强的趋势。
An Accreting Black Hole in the Nuclear Star Cluster of the Bulgeless Galaxy NGC 1042
我们提出了一个低光度，低激发的活动星系核（AGN）在NGC 1042的光谱证据，由一个中等质量的黑洞。这些发现是重要的，因为活动星系核与一个已知居住在核中的紧凑星团重合，从而提供了两种类型的中心质量集中共存的例子。中心黑洞的存在是另外一个值得注意的地方，因为NGC 1042没有恒星隆起。像NGC 1042这样的天体可能在测试星系核中大质量黑洞的起源理论以及它们与更大的恒星宿主共生的程度方面发挥重要作用。
Microphysical dissipation, turbulence and magnetic fields in hyper-accreting discs
超吸积盘出现在致密天体合并和碰撞中，并可能为伽马射线暴（GRB）提供动力。我们计算了这些圆盘中等离子体的微观粘度和电阻率，并讨论了它们的全球结构和演化的影响。在中微子冷却的最里面的区域，粘度主要由轻度简并电子提供，而电阻率由于相对论和简并度的影响而从斯皮策值修改。等离子体表现为几乎理想的MHD流体。在非理想MHD效应中，霍尔项相对来说是最重要的，而磁性普朗特数Pr（粘度与电阻率的比值）通常大于1：10 < Pr < 6000。外部辐射效率低的区域也显示高Pr。磁旋转不稳定性的数值模拟表明，饱和水平和角动量传输效率可能会大大提高在高Pr。如果这种行为持续存在一个强大的霍尔效应，我们预计，超吸积盘应强烈磁化和高度可变。不能在小尺度上消散的磁场的排出也可能有利于磁流出。我们注意到超吸积盘和X射线双星盘中的普朗特数之间的相似性，这表明伽玛暴和X射线双星吸积状态的后期活动之间的比较可能是富有成效的。我们的研究结果表明，高普朗特数MHD流的行为需要考虑在研究超吸积盘。
The Nature of Spectral Transitions in Accreting Black Holes: The Case of Cyg X-1
吸积中的黑洞以几种光谱状态中的一种辐射，从一种状态转换到另一种状态，其原因尚不清楚。使用最好的研究的例子，天鹅座X-1，我们确定的几何和物理条件表征这些状态。特别是，我们表明，在硬态的吸积能量的大部分是在一个类似于电晕的结构，填充内部的几十个引力半径周围的黑洞和康普顿光学深度的顺序统一。在这种状态下，一个光学厚度的吸积盘延伸到更远的地方，但只穿透到日冕区域很短的距离。在软态下，光学厚的圆盘向内移动并接收大部分耗散的能量，而“日冕”变得光学薄并围绕内部圆盘的大部分延伸。两种状态下的质量吸积速率均为$~10^{-8} M_{\odot}$ yr $^{-1}$。
The study of the X-ray emission from the accreting black holes and neutron stars
本文主要利用RXTE数据研究了银河系致密天体（吸积中的中子星和黑洞）的X射线辐射。其中包括：X射线瞬变GRS 1739-278、XTE J 1755 -324、GS 1354-644、XTE J 1748 -288的光谱演化，异常X射线新星XTE J 0421 +560的爆发和详细光谱学，毫秒脉冲星SAXJ 1808.4 -3658的爆发及其光谱稳定性的研究。研究了SAXJ 1808.4 -3658的脉冲轮廓和轮廓的相对论畸变，由我们最简单的模型推知，中子星SAXJ 1808.4 - 3658表面发射区的线速度约为~0.1c，中子星半径约为~13 km;频率分辨光谱学及其在Cyg X-1和GX 339-4硬态上的应用，Cyg X-1光谱和时间特性的相关性，GX 339-4和可能与黑洞附近吸积流的圆盘-椭球体模型的联系。
Quasistars: Accreting black holes inside massive envelopes
我们研究“准恒星”的结构和演化，吸积黑洞嵌入在大量的流体静力学气体信封。这些配置可能模拟了超大质量黑洞种子的早期生长。黑洞的吸积速率调整，使对流包层携带的光度等于总质量的爱丁顿极限。这大大超过了仅对黑洞质量的爱丁顿极限，导致黑洞的快速增长。我们使用解析模型和恒星结构的数值计算来研究类星的结构和演化。我们推导了光球温度与黑洞质量和包层质量的标度关系，并表明它随时间的推移而减小，随着黑洞质量的增加。一旦光球温度低于10，000 K，光球不透明度急剧下降，光球温度达到一个极限值，类似于红巨星和原恒星的Hayashi轨迹，低于这个极限值，对流包层就不存在流体静力学解。对于无金属（第三族）不透明体，该极限温度约为4000 K。在准星达到这个极限温度后，包层会被辐射压迅速驱散。我们发现，质量在1000到10000太阳质量之间的黑洞种子可以通过这种机制在不到几百万年的时间内形成。
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。
Are Ultra-Luminous X-ray Sources Intermediate Mass Black Holes Accreting from Molecular Clouds?
超亮X射线源的起源和性质是一个有争议的话题。关于负责的物体的质量，它们的吸积质量来源，以及它们与星系中恒星星族的关系，一直存在争议。一个新的图片，这些对象提出，他们是中等质量的黑洞局限于磁盘的主机星系和吸积的星际介质。然后，它们优先在分子云中或附近被发现。这个模型正确地预测了观测到的光度函数的形状，并且只需要一个星系的重子质量的很小一部分以中等质量黑洞的形式存在。由于它们产生的X射线强烈地加热了附近的星际气体，而且它们在致密区域的进出速度相对较快，因此预测ULX会有短暂的高亮度事件，持续时间可能为10^5年，但它们可能会重复出现多次。
Effects of Magnetic Fields on the Diskoseismic Modes of Accreting Black Holes
在一些吸积的黑洞X射线双星中观察到的快速准周期变化的起源还不清楚。有人认为，这些变化与黑洞吸积盘的盘震振荡模式有关。特别是，在没有磁场的圆盘中，由于广义相对论效应，所谓的g模式（惯性振荡）可以在圆盘的内部区域自陷。然而，真实的吸积盘应该是湍流的，并包含可观的磁场。我们在本文中表明，即使是一个弱磁场（与磁能远远小于热能）可以修改或“破坏”的自陷区的磁盘g模式，使他们的存在值得怀疑的现实黑洞吸积盘。当极向场接近等分时，所谓的偏振模（c模）也受到强烈影响。另一方面，不具有垂直结构的声振荡（p模式）不受磁场的定性影响，因此可以在湍流磁盘中存活。
Outflows Near An Accreting Black Hole: Ionization and Temperature Structure
本文计算了吸积黑洞在中心物体硬辐射照射下流出流的温度和电离平衡。在高电离膨胀流中，Fe K_α光子的电子散射导致它们的能量（红移）降低，当v为流出速度，v远小于光速c时，这种能量降低在v/c中是一级的。这种光子红移是任何发散为正的外流的固有性质。我们还发现，由风引起的红偏K_α的等效宽度为keV量级。我们的结论是，红移线是在许多紧凑的对象中观察到的强大的外流的内在属性。在外流中产生的主线光子的向下散射（比吸积流最里面部分的广义相对论效应更自然和可能的机制）导致形成红斜线。
Spectral evolution of magnetic flares and time lags in accreting black hole sources
我们提出了一个模型的吸积黑洞的短时间尺度光谱变化。它很好地描述了天鹅座X-1的时间平均光谱以及时间特性，如功率密度谱，时间/相位滞后，和相干函数。我们假定X/γ射线是由距中心黑洞半径小于100 GM/c^2的致密磁耀斑产生的。磁环膨胀并脱离底层吸积盘的趋势导致耀斑的光谱从软到硬的演变，这是由于来自冷盘的反馈减少，从而导致硬光子和软光子之间的时间延迟。我们确定观测到的时间滞后与耀斑的演化时间尺度，这是开普勒时间尺度的顺序。我们使用脉冲雪崩模型，其中每个耀斑有一定的概率触发相邻的耀斑，从而偶尔产生长雪崩的整体时间变化模型。雪崩的持续时间决定了大部分功率出现的傅立叶频率。
Modelling the variability of the Fe K alpha line in accreting black holes
铁K α线附近的6.5千电子伏的变化似乎是减少相比，硬X射线的变化，大概驱动线发射。这在活动星系核和星系黑洞双星中都可以观察到。我们指出，这种减少的变化，以及缺乏一致性之间的变化的线和连续，是一个自然的预测传播模型的内部热吸积流的几何形状的变化。我们计算详细的模型预测的变化特性，可以与当前和未来的数据进行比较。我们还指出，该模型需要一个逐渐消失的冷盘，而不是从冷盘到热流急剧过渡。
X-ray constraints on ionizing photons from accreting black holes at Z~6
利用X射线叠加方法，给出了哈勃超深场中54个z~5.8候选星系的X射线亮度的一个可靠上限，该上限在1 ms曝光量的Chandra深场南（CDF-S）范围内.在叠层的有效总曝光量为44 Ms的情况下，3-sigma通量密度极限为2.1 E-17 erg/cm^2/s（软带），在静止坐标系硬能量范围为3-14 keV，z = 5.8，光子指数为Gamma=2时，每个物体的3-sigma上限亮度为L_X = 8 E42 erg/s。对于一个以Eddington光度发射的活动吸积黑洞（或“迷你类星体”），根据Sazonov等人的平均类星体光谱能量分布，我们计算了一个黑洞质量的上限，M_bh <3E 6 Msun（3-sigma）. X射线极限还意味着来自吸积黑洞的紫外电离光子的速率密度的上限，在红移n点（ioniz）<2 E51/s/Mpc ^3（3-sigma）时，这还不到宇宙膨胀所需数量的1/10。由于这种约束被固定在静止坐标系硬X射线区域，所以小型类星体的光谱越陡峭，意味着电离紫外光子相对越少。除非在这个质量的周围有大量与发光星系无关的活跃黑洞，否则小型类星体似乎对z~6的电离光子预算没有显着贡献。
Emission from Isolated Black Holes and MACHOs Accreting from the Interstellar Medium
采用平流主导吸积流（ADAF）模型，重新研究了孤立恒星质量黑洞从银河系星际介质吸积时的辐射。考虑了两种不同类型的黑洞，1）常规大质量恒星演化的残余物（RBH，质量$\sim 10 M_{\sun}$），2）可能构成暗晕并导致观察到的微透镜事件的低质量物体（MACHOBH，质量$\sim 0.5 M_{\sun}$）。与以往的研究结合球形吸积模型，硬X射线发射的ADAF的特征作为一个重要的观测签名。对RBH目前密度的标准估计表明，相当数量的物体，无论是在附近的分子云（如猎户座）还是在一般的银河系圆盘中，都可能被不久的将来的X射线仪器探测到。在较低的频率，特别是在红外和光学波段，对它们的观测也是可行的。另一方面，与RBH相比，MACHOBH的平均质量较小，速度较大，这使得它们在可预见的未来不太可能被观测到。
On the Fate of Gas Accreting at a Low Rate onto a Black Hole
以远低于爱丁顿速率的速率保守地向黑洞提供气体，可能无法有效地辐射，并且净能通量，包括由粘性扭矩传输的能量，在所有半径上都可能接近于零。这导致气体以正能量吸积，从而可以逃逸。因此，我们提出，只有一小部分提供的气体实际上落在黑洞上，它释放的结合能通过扭矩径向向外传输，以便以风的形式赶走其余部分。这是“ADAF”解决方案的推广和替代方案。一些观测的影响和可能的方法来区分这两种类型的流进行了简要的讨论。
On the influence of relativistic effects on X-ray variability of accreting black holes
与开普勒吸积盘同向旋转的致密耀斑产生的X射线在时间上受到多普勒效应的调制。通过考虑最近的固有X射线变化模型，我们改进了以前对这些效应的计算，并计算了塞弗特星系和黑洞双星当前数据中相对论信号的预期强度。例如，在最近来自MCG-6-30-15的XMM-牛顿数据中可以清楚地看到这样的信号，如果X射线确实是由集中在极端克尔黑洞周围的圆盘内边缘的同向旋转耀斑产生的话。迄今为止收集到的数据中缺乏信号，这支持了活动星系中的X射线源不遵循靠近黑洞的开普勒轨道的模型。
Interpreting the High Frequency QPO Power Spectra of Accreting Black Holes
在相对论热点模型的背景下，我们研究了不同的物理机制来解释吸积黑洞的准周期振荡（QPO）的行为。QPO峰值的位置和振幅由Schnittman & Bertschinger（2004 a）提出的射线追踪计算确定：黑洞质量和角动量给出测地坐标频率，而盘倾角和热点的大小、形状和过亮度给出不同峰值的振幅。在本文中，额外的功能被添加到现有的模型来解释QPO峰的加宽以及在功率谱中的高频谐波的阻尼。我们提出了一些分析结果，密切同意更详细的数值计算。四个主要的作品：除了多个热点与随机相位，有限宽度的测地线轨道的分布，泊松采样的检测到的光子，和散射的光子从热点通过电晕的热电子周围的黑洞。最后，完整的模型被用来拟合在XTE J1550-564中看到的A型和B型QPO的观测功率谱，给出每个模型参数的置信限。
Near-infrared flares from accreting gas around the supermassive black hole at the Galactic Centre
最近对恒星轨道的测量提供了令人信服的证据，证明银河系中心的紧凑射电源人马座A* 是一个360万太阳质量的黑洞。然而，Sgr A* 在除射电区以外的所有波段都非常微弱，这对当前关于黑洞周围物质吸积和辐射的理论提出了挑战。黑洞的旋转速率是未知的，因此也不是它周围的时空结构。在这里，我们报告的高分辨率红外观测的Sgr A*，揭示了“静态”发射和几个耀斑。红外辐射来自黑洞的几毫角秒内，并在最里面的吸积区域内追踪高能电子或中等温度的气体。两个耀斑表现出17分钟的准周期变化。如果这种周期性是由轨道气体的相对论调制引起的，那么辐射一定是来自事件视界之外，黑洞的旋转速度一定是最大可能速度的一半。
Advection-Dominated Accretion Model of Sagittarius A$^*$ and Other Accreting Black Holes
当吸积率$\dot M$足够低时，黑洞周围的粘性旋转吸积流成为平流主导的。这种气流中的大部分吸积能量储存在气体中，并径向向内平流。因此，温度非常高，大部分辐射以硬X射线和$γ$射线的形式出现。我们建立了银河系中心源人马座A $^*$的平流主导吸积流模型。该模型由一个$7\times10^5M_\odot$黑洞吸积在$\dot M=1.2\times10^{-5}α\, M_\odot{\rm yr^{-1}}$，其中$α$是通常的粘度参数。该模型的光谱符合从无线电观测到$γ$射线相当不错，并解释了异常低光度的来源。由于该模型明确地利用了内边缘的视界来吞噬平流能量，因此该模型的成功有力地表明Sgr A $^*$的中心物体是一个黑洞。我们进一步表明，如果$α$是不是比单位小得多，那么对流主导的模型甚至可以应用到更高的光度黑洞。在黑洞X射线双星中存在低、高态，以及这两种态之间的突变，找到了一个自然的解释。该模型还解释了黑洞X射线双星和活动星系核的硬X射线/ $γ$射线谱的相似性。
A Method for Distinguishing Between Transiently Accreting Neutron Stars and Black Holes, in Quiescence
我们将氢大气模型与四颗中子星（三颗来自以前的论文，加上4U 2129+47）和六个黑洞候选者（A0620-00，GS 2000+25，GS 1124-68，GS 2023+33，GRO J1655-40和GRO J 0422 +32）的X射线数据拟合。虽然中子星在它们的内在X射线光谱上是相似的（相似的有效温度和发射区半径~10 km），但两个黑洞候选者的光谱明显不同，其余四个的光谱与包括中子星在内的非常大的参数空间一致。中子星和黑洞候选者之间的光谱差异有利于解释静止的中子星发射主要是来自中子星表面的热发射。我们的工作表明，静止期的X射线光谱比较为区分中子星和黑洞提供了额外的手段。球状星团中的微弱X射线源也是可以用这种方法研究的一类天体。
Hyper-Accreting Black Holes and Gamma-Ray Bursts
目前各种各样的伽马射线暴（GRB）模型都认为有一个共同的引擎--一个几个太阳质量的黑洞以每秒0.01到10个太阳质量的速度从一个圆盘中吸积物质。利用相对论性盘吸积的数值模型，我们研究了在这些高速率下的稳态吸积。在半径~ 10**8 cm的范围内，当吸积速率大于每秒0.01太阳质量时，中微子的损失（主要是核子对的俘获）和耗散之间存在着能量平衡的整体状态。中微子释放的能量比黑洞吸积的最大效率因子（无旋转时为0.057;极端克尔旋转时为0.42）乘以Mdot c**2要小，在低吸积率的情况下，小得多。计算了中微子湮灭产生沿自转轴方向的一对火球的效率，发现其变化很大，对吸积率很敏感。对于一些较高的吸积率研究，它可以是百分之几或更多;吸积率小于0.05太阳质量每秒，它基本上是零。本文还估计了Blandford-Znajek机制从黑洞中提取转动能的效率。根据这些结果，讨论了各种伽马射线暴模型的可行性，并探讨了这些结果对盘粘性、黑洞旋转速率和黑洞质量的敏感性。不同范围的伽玛射线暴能量似乎是不可避免的，超吸积黑洞系统中的中微子湮灭可以解释高达10**52尔格的爆发。对于聚束系统，可以推断出更大的能量。
Jet-Disc coupling in the accreting black hole XTEJ1118+480
我们将XTEJ 1118 +480的快速相关UV/光学/X射线变化解释为X射线日冕和在光学波段发射同步辐射的喷流之间耦合的特征，我们提出了一种方案，在该方案中，喷流和X射线日冕由相同的能量库供给，在该能量库中存储了大量的吸积功率，然后才被引导到喷流或高能辐射中。这个随时间变化的模型再现了XTEJ 1118 +480的快速多波长变化的主要特征。该模型的一个强有力的要求是，总喷流功率应至少比观测到的X射线光度大几倍。这将与该源的总体低辐射效率相一致。我们提出了独立的参数表明，喷流可能占主导地位的能量输出的所有吸积黑洞在低硬状态。
An accreting millisecond pulsar with black hole-like X-ray variability: IGR J00291+5934
IGR J 00291 +5934是迄今为止发现的七颗吸积毫秒双星之一。我们使用2004年爆发的所有RXTE观测数据，对其X射线通量进行了非周期定时和颜色分析。平顶噪声和两个谐波相关的准周期振荡，所有这些都在非常低的频率（0.01-0.1 Hz），在大部分爆发期间的功率谱中存在，以及非常高的分数变异性（~50%）。这些性质不仅是典型的AMP，但也为中子星低质量X射线双星（LMXB）一般。相反，它与在黑洞系统中观察到的可变性有一些显著的相似之处，这加强了这两种类型的LMXB之间的联系，以及一些有趣的差异。最后，我们注意到，本文的结果是很难调和的解释，任何中断频率的功率密度谱的规模与中心对象的质量成反比，在精度足以区分质量的中子星和黑洞在LMXB。
The Nature of Accreting Black Holes in Nearby Galaxy Nuclei
我们已经发现紧凑的X射线源的中心的39个附近的面对螺旋和椭圆星系可用ROSAT HRI数据的21（54%）。这些紧凑型X射线源的ROSAT X射线光度（0.2 - 2.4 keV）约为1 e37 - 1 e40 erg/s（平均值为3e 39 erg/s）。紧凑X射线源的位置与星系的光学光度中心之间的平均位移为~ 390 pc。事实上，在几乎所有（六个中的五个）有黑洞或活动星系核证据的星系中都发现了致密的核源，这表明至少有一些X射线源正在吸积超大质量黑洞。ASCA光谱的21个星系中的6个显示存在一个相对陡峭的（伽马约2.5）光谱斜率的硬组件。一个圆盘黑体模型很好地拟合了螺旋星系的数据，这表明这些星系中的X射线物体可能类似于软（高）状态的黑洞候选者。ASCA的椭圆星系的数据表明，热（千吨约0.7千电子伏）气体占主导地位的排放。螺旋星系和椭圆星系的光谱斜率比正常的第1型活动星系核要陡，并且对幂律分量的吸收柱相对较低（N_H约为1 e ~（21）/cm ~ 2），这表明这些天体在几何和/或物理上与正常活动星系的活动星系核不同。旋涡星系和椭圆星系中的X射线源可能是黑洞X射线双星、低光度活动星系核，也可能是年轻的X射线发光超新星。假设旋涡星系中的源是吸积软态的黑洞，我们估计黑洞质量约为1 e2 - 1 e4太阳质量。
Intermediate Mass Black Holes in Accreting Binaries: Formation, Evolution and Observational Appearance
本文研究了星暴星系M82中的超亮X射线源M82-X1的起源。这个X射线源特别令人感兴趣，因为它是目前最好的候选中等质量黑洞;它与54 mHz的准周期振荡和相对较低（~ 1 keV）的黑体温度有关。我们对向100- 2000 Msun黑洞转移质量的2- 15 Msun恒星的双星演化进行了详细的计算，并提出了这种双星的X射线特征的经验模型。基于双星演化计算和模拟中的假设，我们认为明亮X射线源M82-X1最有可能的候选者是一颗10- 15 Msun的恒星，该恒星位于主序星的末端或稍微演化，并将质量传递给一个~ 1000 Msun的黑洞。我们希望系统处于高/软状态。在这种情况下，双星将不会被视为引力波辐射源，但其他具有较低质量供体的瞬态X射线双星可能是相当明亮的引力波辐射源。
The Inverse Compton Thermostat in Hot Plasmas Near Accreting Black Holes
吸积黑洞系统的硬X射线谱通常与温度为$\sim 100$ keV的热康普顿化模型很好地拟合。我们证明了为什么，在许多数量级的加热速率和种子光子供应，热等离子体辐射主要由逆康普顿散射，并找到平衡温度内的几个100千电子伏的因素。我们还确定定量的（宽）界的加热速率和种子光子供应，这种说法是正确的。等离子体的热平衡在这一制度服从两个简单的标度定律，一个涉及的产品的温度和光学深度的种子光子亮度等离子体加热速率$l_s/l_h$的比率，其他有关的光谱指数的输出功率定律$l_s/l_h$。因为$α$几乎独立于除$l_s/l_h$之外的一切，所以所观察到的幂律指数可用于估计$l_s/l_h$。在活动星系核和恒星黑洞中，用这种方法估计的平均值是$l_s/l_h \sim 0.1$。作为推论，$Θτ_T$必须是$\simeq 0.1$ -- 0.2，取决于等离子体几何形状。
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。
The Observed Galactic Annihilation Line. Possible Signature of the Cluster for Accreting Small Mass Black Holes
康普顿γ射线天文台、OSSE、SMM、TGRS、气球和最近的INTEGRAL数据揭示了银河系中心0.511 MeV湮灭辐射的一个特征，其通量约为5 × 10^{-4}~0.511 MeV光子cm^{-2} s^{-1}。我们认为，在银心黑洞附近的致密区中，X射线辐射光子与~10-30 MeV光子相互作用可以产生e+e-对。事实上，在质量为10^{17} g的黑洞附近形成的圆盘应该会发出~ 10 MeV温度的黑体辐射。如果正电子e+源在银河系中心附近产生约10^{42} e+ s^{-1}，它们将在离开时湮灭，产生0.511 MeV的辐射。我们认为湮灭辐射可能是小质量黑洞吸积盘辐射与银心X射线辐射相互作用的观测结果。这可能是识别和观察这些SMMBH的唯一方法。
An ultra-relativistic outflow from a neutron star accreting gas from a companion
准直相对论性流出，或喷流，是宇宙中最具活力和相对论性的现象之一。它们与遥远的活动星系核（AGN）中的超大质量黑洞、吸积黑洞和双星系统中的中子星有关，并被认为是造成伽马射线暴的原因。然而，这些喷流的物理学仍然是一个谜，因为它们的整体速度，成分和能量仍然很难确定。在这里，我们报告的超相对论外流的发现，从一个双吸积中子星吸积气体的双系统。流出的速度与从活动星系核观察到的最快移动的流相媲美，其强度受到中子星上物质吸积速率的调制。激波在气流的下游被激发，它们本身以温和的相对论性整体速度移动，并且是所观察到的来自射流的同步辐射的位置。我们的结论是，产生这种高度相对论性的外流并不需要黑洞特有的性质，如事件视界。
A new model for QPOs in accreting black holes: application to the microquasar GRS 1915+105
本文推广了Petri（2005 a，b）的观点，认为在低质量X射线双星中观测到的高频准周期振荡可以解释为吸积盘与致密天体施加的旋转非对称背景（引力或磁场）场的共振振荡。在这里，我们把这个一般的想法应用到黑洞双星。它是假设一个测试粒子经历了类似的参数共振机制，如一个在文件I和II中描述的，但现在的共振是由螺旋密度波之间的相互作用引起的吸积盘，激发接近最里面的稳定的圆形轨道，和垂直周转振荡。我们使用克尔时空几何推导出这个测试粒子的特征频率。在候选黑洞中，当两个最强共振的频率比等于3：2时，测试粒子的响应最大。最后，将我们的模型应用于微类星体GRS 1915+105，我们再现了几个HF-QPO的正确值。实际上，预测了功率谱时间分析中168/113/56/42/28 Hz特征的存在。此外，仅基于两个HF-QPO频率，我们的模型就能约束吸积黑洞的质量$M_{\rm BH}$和角动量$a_{\rm BH}$.
Simulations of X-ray spectral/timing properties in a propagation model of variability of accreting black holes
考虑了吸积黑洞X射线变率的唯象模型，其中变率辐射是由多个活动区/扰动向中心黑洞径向移动引起的.硬X射线是由来自相同硬X射线的再处理/热化的软光子的逆康普顿上散射产生的。假设康普顿化等离子体的加热速率与引力能的耗散速率成比例，而软光子的供应被假设为朝向中心减少。考虑了两种情况：（1）一个内部热流和外部截断的标准吸积盘;（2）一个吸积盘，它有一个活动的日冕和一个厚的热电离皮。该模型的一个变体也被认为是兼容的，这是目前讨论的多洛伦兹功率谱密度的X射线光变曲线的描述。在内部热流的情况下，该模型可以再现观察到的傅立叶频率分辨光谱中观察到的X射线二进制，特别是作为傅立叶频率的函数的再处理组件的属性。在吸积盘与电离皮肤的情况下，由于电离皮肤的软光子的减少是不足以产生所观察到的特性。
On the influence of resonant absorption on the iron emission line profiles from accreting black holes
荧光铁K $α$的发射线剖面提供了一个很好的探测活动星系核的最内部区域。吸积盘上方扩散等离子体中的Fe XXV和Fe XXVI可以通过铁K $α$共振吸收影响X射线光谱。这反过来又会影响对数据的解释以及对吸积盘和黑洞参数的估计。我们走上一个完全相对论计算这种效果，并计算一个特定的模型，其中旋转，高度电离和共振吸收等离子体发生接近黑洞的框架中的铁线的轮廓。这可以解释Nandra等人（1999）最近获得的Seyfert 1星系NGC 3516的铁K $α$线轮廓中的特征。我们表明，这一功能的红移可以主要是引力的起源和占不需要调用快速吸积物质到黑洞。XMM、ASTRO-E和钱德拉等新的X射线卫星为根据高质量观测数据测试模型提供了极好的机会。
Where are all the gravastars? Limits upon the gravastar model from accreting black holes
引力星模型假设反德西特空间区域周围有一个强相关的各向异性物质薄壳，它被认为是黑洞的替代品。我们讨论的约束条件，目前的观测著名的黑洞候选人放置在这个模型上。我们专注于两个黑洞候选人已知有非常低的光度：超大质量黑洞在银河系中心，人马座A*，和恒星质量的黑洞，XTE J1118+480。我们发现Chapline等人（2003）中讨论的类型的修改的长度尺度必须是次普朗克的。
Refining the fundamental plane of accreting black holes
通过引入质量项，将经验射电/X射线相关性从X射线双星扩展到活动星系核，从而支持了对超大质量和恒星黑洞进行统一描述的想法。这导致了所谓的基本平面的黑洞活动的黑洞质量，无线电和X射线光度空间。到目前为止，这个基本平面的两个化身已经被提出，使用不同的基础模型和两个不同的吸积黑洞样本。我们提出了修订后的样本，这两项研究一起使用测量误差的可观测数据的精细统计分析。该方法用于比较两个样本，讨论选择效果，并以均匀的方式推断基本平面的参数。我们表明，强子爱丁顿对象的状态相当于低/硬态的X射线双星遵循的基本平面非常紧密的散射是可比的测量误差。然而，我们发现，估计的参数强烈依赖于对散射源和样本中不同活动星系核类的相对权重所作的假设。仅使用硬态物体，基本平面与一个简单的非冷却同步加速器/喷流模型的预测一致。包含高状态对象增加了散射，并将相关性更接近磁盘/射流模型。这是定性一致的图片，低状态的对象主要是由喷流排放为主，而高状态的对象有很大的贡献，从吸积盘。
The role of advection in the accreting corona model for active galactic nuclei and Galactic black holes
我们考虑平流的作用，在两个温度吸积日冕与底层光学厚盘。日冕解的性质在很大程度上依赖于平流的描述。当地参数化的平流由一个恒定的系数$δ$取代径向导数导致复杂的拓扑结构的解决方案，类似于其他对流为主的吸积流的解决方案在一定程度上。一种是低加速度时的辐射冷却分支。对于更高的吸积率存在两个解决方案在一个广泛的半径范围内：一个是辐射冷却，另一个是对流为主。随着吸积率的进一步增大，两个解的径向扩张收缩，在某个临界值以上不再有解。然而，这些趋势的变化，如果当地参数化的平流是由适当的径向导数迭代计算模型所取代。只有一个，辐射冷却的解决方案仍然存在，它甚至存在高吸积率。对流主导分支在迭代过程中消失，这意味着自洽描述的对流主导流不能存在于存在下垫面冷盘的情况下。
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