The spectral energy distribution of quiescent black hole X-ray binaries: new constraints from Spitzer
在黑洞X射线双星(BHB)吸积领域的各种问题中,气体在非常低的爱丁顿比下吸积的方式仍然是开放的,在所谓的静止状态下。虽然人们普遍认为X射线是由BH附近的高能电子群产生的,但争议在于对流入粒子与流出粒子的贡献以及它们的相对能量预算进行建模。斯皮策最近对三颗静止的BHB的观测显示,伴星尾部有8-24微米的过量辐射。我们认为,同步辐射从部分自吸收流出可能是负责所观察到的中红外过量,代替,或除了,从circumbinary材料的热发射。如果是这样的话,那么在这些系统中,喷流同步加速器光度超过测量的2-10 keV光度几倍。反过来,储存在喷流中的机械能超过热辐射X射线亮度至少4个数量级。然后,我们编译的宽带光谱能量分布(SED)的A0620-00,最低的爱丁顿比恒星质量BH与已知的无线电对应物,通过同时无线电,光学和X射线观测,和档案斯皮策数据。我们能够适应SED的A0620-00与“最大喷气主导”的模型,其中通过软X射线的无线电主要由同步辐射,而硬X射线主要由逆康普顿在喷气基地。拟合的参数落在一个值的范围内,这让人想起银河系中心超大质量BH Sgr A*。最值得注意的是,推断的喷流加速率局部冷却率的比例是两个数量级弱相对于较高的光度,硬态源。
2007-06-30 astro-ph
Thermal synchrotron radiation and its Comptonization in compact X-ray sources
我们研究了半相对论和相对论温度下的热同步辐射。我们找到了一个角度平均发射系数的解析表达式,并表明它是显着更准确的那些先前导出。我们还提出了解析近似的同步加速器周转频率。然后,我们讨论了同步辐射的康普顿化,给出了谱形和发射功率的简单表达式。我们还考虑了用韧致辐射对上述结果的修正。研究了紧凑型X射线源中同步辐射康普顿化的重要性。我们认为,从热吸积流和活动日冕以上的光学厚吸积盘在黑洞双星和活动星系核的排放。同步辐射康普顿化一般在光源中可以忽略不计,除了那些具有最硬X射线谱和恒星质量的光源。增加黑洞质量会导致这个过程中可能的最大爱丁顿比大大降低。中等亮度源的X射线光谱,例如,低光度活动星系核,只能在热吸积流的情况下用同步康普顿化来解释。然后,韧致辐射总是占主导地位的X射线光谱非常弱的来源。最后,我们考虑弱磁化中子星,发现同步康普顿化可以解释在它们的低态下观察到的幂律X射线谱。
1999-12-13 astro-ph
Radiative Processes, Spectral States and Variability of Black-Hole Binaries
本文综述了黑洞双星在硬(低)和软(高)谱态下X射线辐射的辐射过程。在硬态的主要过程似乎是散射的黑体光子从一个冷磁盘的热电子在一个热的内流,和任何贡献,从非热同步辐射是最小的。在软状态下,黑体盘发射占主导地位的大力,其高能量的尾巴是由于散射的混合,热/非热电子,可能在磁盘表面上方的活动区域。状态转换似乎对应于一个可变的内半径的冷盘驱动的吸积率的变化。在一定的吸积率范围内,存在热吸积和冷吸积两种解,导致低质量X射线双星的滞后现象。
2004-12-06 astro-ph
Phenomenological Analogies in TeV Blazars and Black Hole X-ray Binaries in low state
耀变体以其从射电到伽马射线波长的剧烈变化而闻名。本文对TeV耀变体的X射线变率进行了简要的总结。我们还指出了耀变体和微耀变体之间的X射线变化特征的可能相似性。这种现象学的类比可以用两类物体的射流的同步加速器X射线辐射来解释和统一,这两类物体的黑洞质量相差$\ga 10^7$。在耀变体和微耀变体(两者都是喷流主导的)中的现象学类比可能与在高/软态的黑洞X射线双星和Seyfert星系(两者都是盘主导的)中的现象学类比平行。
2005-05-09 astro-ph
Energetics of jets from X-ray binaries
我讨论了同步辐射流出的能量,越来越多地发现存在于许多不同类别的X射线二元系统。它示出的流出是可能的功率相媲美的集成X射线光度,传统上被视为全球质量传递速率的指标。特别是在黑洞候选系统的(低/)硬态中发现了这种情况。我的结论是,射流是非常重要的,积极和动态的吸积过程中,在大多数已知的X射线双星系统。
2000-10-30 astro-ph
Synchrotron Outbursts in Galactic and Extra-galactic Jets, Any Difference?
我们讨论了由类星体中的超大质量黑洞和微类星体中的恒星质量黑洞提供动力的喷流之间的差异和相似之处。这一比较是基于对两个活动星系核3C 273和3C 279以及两个星系双星GRS 1915+105和天鹅座X-3的多波长无线电-红外观测。射流的物理性质是通过同时拟合所有可用的观测结果的激波射流模型的参数而得出的。我们表明,可变喷流排放的星系源,至少在某些时代,非常相似的河外喷流。至于类星体,它们观测到的变化模式可以很好地再现的一系列自相似的冲击波传播下来的喷流和生产同步辐射爆发的排放。这表明相对论性喷流的物理性质与黑洞的质量无关。
2006-11-03 astro-ph
Constraints on the role of synchrotron X-rays from jets of accreting black holes
本文对Heinz & Sunyaev(2003)的标度不变性理论进行了扩展,考虑了辐射冷却对核心喷流和外流X射线同步辐射的影响。导出了射电光度L_r、同步辐射X射线光度L_x、质量M和吸积黑洞的吸积率之间的标度关系。我们认为,Merloni,Heinz,& DiMatteo(2003)在定义活动星系核和银河系X射线双星中L_r,L_x和M之间的“基本面”相关时,需要在标度关系中加入同步辐射损失。然后,我们将新的标度关系拟合到“基本平面”相关性。这使我们能够获得统计约束的贡献,从喷气同步辐射的X射线从黑洞,或者,在这些喷气机的粒子加速计划在工作。我们发现,为了使喷流同步加速器X射线与观测到的“基本平面”相关性相一致,全局粒子谱必须既陡峭:f(gamma)~ gamma^(-(3.4(+0.6-0.5)),又不分解到远低于射电同步加速器区域的能量。这种陡峭的粒子分布意味着比大多数来源中观察到的更陡峭的X射线光谱,有助于与可用的X射线光谱指数测量的相关性。我们认为,除非尺度不变性假设的一些假设被打破,另一种发射机制(可能是磁盘辐射和/或逆康普顿散射的射流)显着贡献的X射线的一个相当大的一部分来源。
2004-09-01 astro-ph
Signatures of Energetic Protons in Hot Accretion Flows: Synchrotron Cooling of Protons in Strongly Magnetized Pulsars
热的双温吸积流的存在对于最近关于星系双星中吸积中子星和黑洞以及低光度星系核中大质量黑洞的低光度硬X射线辐射的讨论是必不可少的。在这些流动中,质子基本上是维里化的,并且可能是非热质子的相对论能量。高能质子存在的观测确认可以进一步支持双温吸积流模型。我们指出,非热相对论质子的同步辐射可以提供强磁化中子星系统的观测信号。磁矩为$\sim 10^{30} G cm^3$的吸积中子星的自吸收同步辐射在ν~10**15 Hz处的光谱为νI_ν~ ν**2,光度约为几× 10^**33(L_x/10**36 erg/s)**0.4 erg/s,其中L_x为中子星表面的X射线光度。在4U 1626-67和GX 1+4等脉冲星系统的低光度状态下,在光学和紫外波段探测到预期的同步辐射特征,可以证明在它们的自旋下降事件期间存在热的双温吸积流。在4U 1626-67中检测到的光发射的光谱形状和光度水平非常接近我们的预测。
1999-05-17 astro-ph
Luminous hot accretion flows: the origin of X-ray emission of Seyfert galaxies and black hole binaries
本文研究了Seyfert-1星系X射线辐射的吸积盘模型和黑洞X射线双星的硬态。我们集中在两个热吸积盘模型:对流主导吸积流(ADAF)和最近发现的发光热吸积流(LHAF)。我们求解ADAF和LHAF的全局解,以获得大部分辐射来自的半径处的电子温度$T_{\rm e}$和Thompson光学深度$τ$。我们采用两种电子能量方程。在一个,只有同步辐射和韧致辐射及其康普顿被认为是。另一个是参数化的常数康普顿参数模拟的情况下,外部软光子的热康普顿是重要的。将计算得到的$T_{\rm e}$和$τ$与用热康普顿化模型拟合Seyfert-1星系和黑洞双星的平均光谱得到的观测值进行了比较。我们发现,最有利的模型是一个LHAF参数化的电子能量方程,ADAF预测过高的$T_{\rm e}$。
2004-07-29 astro-ph
Powerful jets from black hole X-ray binaries in Low/Hard X-ray states
四个坚持(天鹅座X-1,GX 339-4,GRS 1758-258和1 E 1740.7-2942)和三个瞬态(GS 2023+38,GRO J 0422 +32和GS 1354-64)黑洞X射线双星系统在长时间的低/硬X射线状态下,其在X射线中的特征在于硬幂律谱和强可变性。在这种状态下,所有七个系统都显示出持续的平坦或倒置(在某种意义上,光谱指数α>= 0)的射电光谱,与大多数X射线瞬变在爆发后几天内所表现出的光学薄射电光谱明显不同。此外,在所有系统中都没有检测到该光谱分量的高频截止,并且有证据表明它延伸到近红外或光学区域。在黑洞系统GRS 1915+105中,发光的持久硬X射线态产生了类似的光谱。这种光谱成分被认为是从一个圆锥形的同步辐射中产生的,部分自吸收的喷流,与那些最初被认为是活动星系核的喷流属于同一类型。无论低/硬X射线态的物理起源如何,这些自相似的流出是一个永远存在的特征。喷流分量的能量很可能是总吸积光度的一个重要(> 5%)且近似固定的部分。所有源中硬X射线和同步辐射之间的相关性意味着喷流与康普顿化过程密切相关,并且不具有非常大的体洛伦兹因子,除非硬X射线发射也由相同的因子发射。
2001-01-11 astro-ph
Radiation processes around accreting black holes
像活动星系核、X射线双星或伽马射线暴这样的吸积源都是强的高能发射源。硬发射被认为源自热和/或非热高能粒子的等离子体。这种发射不仅可以探测物质在极端环境中的独特性质,而且还对发射介质本身的能量学和动力学产生关键的反作用。理解辐射和物质之间的相互作用已成为高能量源建模的关键问题。虽然大多数截面是众所周知的,但它们相当复杂,并且所有过程的非线性耦合方式仍然是一个悬而未决的问题。我们提出了一个新的代码,解决了本地的,动力学演化方程的电子,正电子和光子的分布,相互作用的辐射过程,如自吸收同步辐射和韧致辐射,康普顿散射,对生产/湮灭,和库仑碰撞。该代码非常通用,旨在模拟各种高能量源。作为应用,我们研究了X射线双星的光谱态,包括库仑碰撞的热化和同步辐射自吸收。研究发现,低硬态和高软态可以用不同的光照方式模拟,但非热加速机制相同。
2008-10-31 astro-ph
The flat synchrotron spectra of partially self-absorbed jets revisited
在活动星系核和X射线双星的核部,具有平坦的射电谱和高的亮温,通常被解释为发射同步辐射的喷流的部分自吸收基底。在这里,我们扩展以前的模型,在大角度传播的射流,我们的视线自洽包括由于同步加速器过程本身和绝热膨胀的射流的相对论电子的能量损失的影响。我们还考虑到通过自我吸收获得的能量。两个模型类。弹道射流,射流材料沿直线轨迹运动,和绝热射流。尽管有能量损失,这两种情况下都可以导致平坦的发射光谱,然而,绝热射流需要特定的几何形状。电子不需要沿着射流再加速过程。我们应用模型的观测数据的X射线双星天鹅座X-1。这两个模型都可以与观测结果相一致。产生的弹道射流非常窄,射流开口角仅为5”。与时间平均喷射功率相比,其能量传输率较小,因此表明喷射流中存在非辐射质子。绝热喷流要求磁场和相对论电子之间的能量均分有很大的偏离。这些模型也暗示了喷流的能量比10个太阳质量的黑洞的爱丁顿极限光度高两个数量级。该模型提出了强有力的约束的物理条件下的射流规模远低于可实现的分辨率限制。
2006-01-05 astro-ph
Spectral evidence for jets from Accreting Millisecond X-ray Pulsars
X射线双星的瞬时射电辐射与逃离系统的准直喷流的同步辐射有关,吸积毫秒X射线双星(AMXPs)也不例外。虽然来自黑洞X射线双星的喷流已经得到了很好的研究,但来自中子星系统的喷流似乎要微弱得多,原因尚不确定。喷流在较高频率下通常是无法侦测到的,因为其他组成部分(如吸积盘)的相对亮度。与其他X射线双星相比,AMXP的轨道间隔通常较小,因此它们的圆盘相对较暗。在这里,我提出的数据,暗示喷流实际上占主导地位的无线电到光谱的爆发AMXP。因此,它们可能提供最好的机会来研究由吸积中子星产生的喷流的行为,并将它们与黑洞系统产生的喷流进行比较。
2008-09-28 astro-ph
Jets in quasars, microquasars and gamma-ray bursts
相对论流出在吸积和形成黑洞中很常见。尽管在尺度上有巨大的差异,X射线双星中的恒星质量黑洞和银河核中的超大质量黑洞产生的喷流具有类似的性质。在这两种情况下都观察到两种相对论性外流:1)具有平坦谱的准定常紧凑喷流,2)具有陡谱和视超光速运动的幕式大尺度喷射。由于黑洞双星现象的时间尺度很短,同步加速器喷流的形成与来自吸积盘的X射线热辐射的变化有关。此外,最常见的一类伽马射线暴可以被认为是极端的微类星体,因为它们是与宇宙学距离上的黑洞形成有关的超相对论喷流的余辉。
2000-05-31 astro-ph
Jets from the faintest black holes
静止的黑洞X射线双星是否有能力提供相对论性外流的问题是通过对附近一个稳定发射X射线的系统进行无线电/X射线同步观测来解决的,该系统的X射线低于爱丁顿光度的1 e-8倍。无线电对应物的强有力的检测表明,同步辐射流出是由这个系统提供动力的,即使它的准直程度仍然未知,很难调查。随着A0620-00数据的加入,硬态黑洞X射线双星的非线性射电/X射线相关似乎保持在非常低的静态光度。然而,越来越多的异常值被发现在更高的光度,质疑这种相关性的普遍性,或至少其归一化。
2007-02-05 astro-ph
On the origin of spectral states in accreting black holes
讨论了导致黑洞X射线双星在不同状态下发生康普顿化的电子分布差异的原因。我们解决了耦合动力学方程的光子和电子没有近似的相关横截面占康普顿散射,同步辐射,库仑碰撞。在没有外部软光子的情况下,即使对于纯非热电子注入,电子也可以通过同步自吸收和库仑散射有效地热化。由此产生的准热同步辐射自康普顿光谱具有非常稳定的斜率和电子温度类似的硬态的BHB。在X射线中观察到的硬光谱斜率、100 keV处的截止和MeV尾部一起需要排除磁耗散机制的低磁场。吸积盘向黑洞的运动导致较大的康普顿冷却和较低的平衡电子温度。我们的自洽模拟表明,在这种情况下,电子和光子的分布达到幂律主导的形状类似于在软态中观察到的。天鹅座X-1软态的电子分布可能需要一个强磁场,这与磁主导的日冕是一致的。
2008-12-15 astro-ph
Spectra of black-hole binaries in the low/hard state: from radio to X-rays
提出了银河系黑洞X射线源低/硬态的喷流模型,可以解释从射电到X射线的能谱。该模型假设:i)有一个磁场沿射流的轴; ii)在射流中的电子密度下降成反比的距离;和iii)在射流中的电子遵循幂律分布函数。我们对吸积盘中软光子的康普顿上散射进行了蒙特卡罗模拟,发现了光子数指数在1.5 - 2范围内的幂律高能谱,截止能量为几百keV。在长波长(无线电,红外线,光学)的光谱被建模来自同步辐射的高能电子在喷流。我们发现从射电到光学波段的平坦到倒置的射电光谱。当喷流底部的磁场强度在10^5- 10^6 G量级时,计算得到的光谱在斜率和通量上与观测结果吻合得很好。我们的模型比其他现有模型的优势,它也解释了许多现有的定时数据,如时间滞后谱,硬化的功率密度谱和缩小的自相关函数随着光子能量的增加。
2005-04-07 astro-ph
Radio emission models of Colliding-Wind Binary Systems - Inclusion of IC cooling
碰撞风双星(CWB)的无线电发射模型已经由Doughnut等人(2003)讨论过。我们扩展这些模型,考虑相对论性电子的能量分布的时间和空间演化,因为他们平流下游从他们的冲击加速网站。的能谱演变显着,由于在这些系统中的反康普顿(IC)冷却的强度,和一个完整的数值评估的同步辐射和吸收系数。我们已经证明,几何形状的WCR和流线的流动在它导致一个空间依赖的中断频率在同步辐射。因此,我们没有观察到一个单一的,尖锐的突破,在同步加速器光谱集成在WCR,而是一个陡峭的同步加速器光谱向更高的频率。我们还观察到,从风碰撞区(WCR)的发射可能会出现最明亮的冲击附近,因为IC冷却的非热电子分布的影响是最大的接触不连续(CD)附近。我们表明,从CWB的热发射可以模仿热加非热复合光谱,如果从WCR的热发射变得可比的,从未受冲击的风,并获得了一些相关的见解模型更接近的系统,如WR 140。最后,我们将我们的新模型应用到非常广泛的系统WR 147。非热电子的加速似乎是非常有效的,在我们的模型WR 147,我们建议,冲击波结构可能会被修改的反馈从加速粒子。(节录)。
2005-10-10 astro-ph
Rapid Optical Fluctuations in the Black Hole Binary, V4641 Sgr
我们报告前所未有的短期变化,从黑洞二元系统,V4641 Sgr的光通量检测。振幅的光学波动较大,在较长的时间尺度,并令人惊讶地达到约60%左右的周期约10分钟。波动的功率谱的特征在于由幂律。这是黑洞双星中第一次发现光辐射显示出由这样的功率谱给出的短期和大幅度变化。黑洞双星的光辐射通常主要来自吸积盘的外部。然而,快速的光学波动表明,从内吸积区的发射显着贡献的光通量。在这种情况下,与各种尺度的磁耀斑相关的回旋同步辐射是最有希望的剧烈变化的光辐射机制。
2002-08-07 astro-ph
Klein-Nishina Effects in the Spectra of Non-Thermal Sources Immersed in External Radiation Fields
我们研究了稳态非热源产生的光谱中的Klein-Nishina(KN)效应,其中快速加速的电子通过发射同步辐射和康普顿上散射源外产生的环境光子来冷却。我们集中在源内的辐射密度超过磁场的情况下。我们证明了电子康普顿冷却速率中的KN降低导致稳态电子谱在γ KN以上的能量处硬化,其中γ KN = 1/4ε_0,ε_0=hν_0/m_ec^2是特征环境光子能量。因此,源同步加速器谱显示出高能量的"凸点“或过剩,即使电子加速谱没有这种过剩。相比之下,低能康普顿伽马射线谱几乎没有失真,因为电子硬化补偿了散射率的KN下降。然而,对于足够高的电子能量,康普顿冷却变得如此低效,以至于同步加速器冷却占主导地位--这一效应在大多数以前的研究中被忽略了。因此,电子分布的硬化停止,导致康普顿伽马射线发射的快速下降,即,一个强的光谱中断,其位置不依赖于最大电子能量。这种中断可以限制康普顿伽马射线对产生对环境光子的重要性,并且意味着即使源磁场能量密度小于环境辐射能量密度,源的同步加速器光度也可以超过其康普顿光度。我们讨论了这些KN效应在耀变体,微类星体,脉冲星双星的重要性。
2005-04-18 astro-ph
A radio-emitting outflow in the quiescent state of A0620-00: implications for modelling low-luminosity black hole binaries
2005年8月,利用A0620-00甚大阵列进行的深度观测,首次探测到了一个黑洞双星的射电辐射,其X射线亮度低至爱丁顿极限的10^{-8.5}倍。测得的无线电通量密度,51 \pm 7微焦耳在8.5 GHz,是迄今为止报道的X射线二元系统的最低,并解释部分自吸收的同步辐射从流出的等离子体。利用A0620-00静止时的外吸积率,我们证明了外流动能功率必须与该速率下的总吸积功率在能量上相当,如果它以10%的标准辐射效率到达黑洞,这有利于一个静止模型,在这个模型中,辐射效率低下的外流占了失踪的相当大的一部分。能量,并进而显著影响吸积流的整体动力学。同时观测在X射线波段,与钱德拉,确认的有效性的非线性无线电/X射线相关的硬态黑洞二进制低静态光度,从而违背了一些理论的预期。考虑到质量项,A0620-00数据依赖于所谓的黑洞活动基本面的外推,因此在射电和X射线光度方面扩展了2个数量级以上。随着A0620-00点的加入,平面关系为吸积黑洞中喷注-吸积耦合在当前仪器可观测的整个参数空间上的标度不变性提供了经验证明.
2006-05-16 astro-ph
Jet Formation in Black Hole Accretion Systems I: Theoretical Unification Model
在吸积黑洞附近形成了两种相对论性喷流:一种可能是超相对论性的坡印廷主导喷流和一种坡印廷重子喷流。喷流物质的一个来源是电子-正电子对的产生,这是由伽玛暴中的中微子湮灭和活动星系核和x射线双星中的光子湮灭驱动的。伽玛暴坡印廷主导的喷流也加载了电子质子对的碰撞级联的菲克扩散的自由中子。我们发现,对于Bracksar模型,中微子驱动的焓通量(经典火球模型)可能是占主导地位的Blandford-Znajek能量通量,它预测喷流洛伦兹因子$Γ\sim 100-1000$。我们发现,辐射效率低的活动星系核,如M87,同步加速器冷却限于$Γ\sim 2-10$。辐射效率高的X射线双星,如GRS 1915 +105,康普顿阻力限制在$Γ\lesssim 2$,但喷流可能会被康普顿阻力破坏。然而,坡印廷重子喷流是一个与$Γ\sim 1-3$准直流出。来自高辐射效率系统的喷流,例如微类星体GRS 1915 +105,可能是一种坡印廷重子喷流,只有在盘的几何厚度较大时才具有相对论性。在配套文件中,广义相对论流体磁模拟黑洞吸积与对创建被用来模拟喷流形成的伽玛暴,活动星系核,和x射线双星。
2005-06-16 astro-ph
The Power of Jets: New Clues from Radio Circular Polarization and X-rays
喷流在吸积的黑洞中无处不在。经常被忽略,他们可能是一个主要的贡献者发射的光谱能量分布的亚爱丁顿黑洞。例如,最近观测到的无线电-X-射线相关性和X-射线双星在低/硬态的宽带光谱可以解释为一个显着的同步加速器的贡献,从喷流也提出了他们的IR-X-射线光谱Markoff,Falcke,芬德2001。该模型还可以解释从低/硬到高/软状态的状态转换。喷流X射线发射的相对论性光束可能导致其他星系中出现看似超级爱丁顿X射线源。我们发现,一个简单的人口合成模型的X射线双星与相对论性光束可以很好地解释目前发现的分布在附近星系的离核X射线点源。具体来说,我们认为所谓的超亮X射线源(ULX,也IXO)很可能是相对论性光束微耀变体。同样的模型可以用来解释X射线双星也适合低光度活动星系核(LLAGN),特别是银河系中心的Sgr A*。最近在活动星系核射电核心中发现了显著的圆偏振,从明亮的类星体到低光度的活动星系核,如M81*,Sgr A* 甚至X射线双星,现在对这些喷流的物质含量提出了新的限制。逐渐显现的图像是由冷热物质混合而成的强大喷流、净磁通量和稳定的磁北极。
2001-11-19 astro-ph
The radio spectrum of a quiescent stellar mass black hole
用韦斯特博克综合射电望远镜在1.4-8.4千兆赫的四个频率上对天鹅座V404进行观测,为我们提供了“静止”恒星质量黑洞的第一个宽带射电频谱。测得的平均通量密度为0.35 mJy,光谱指数α =+0.09 \pm 0.19$(因此S_nu \propto nu^{alpha})。等离子体的不均匀部分自吸收流出的同步辐射解释了平坦/倒置的射电频谱,与硬态黑洞X射线双星类似,表明在爱丁顿X射线光度的几个10^{-6}和几个百分比之间产生了稳定的喷流。
2004-10-15 astro-ph
A transient large-scale relativistic radio jet from GX 339-4
我们报告的形成和演化的大规模,同步辐射射流从黑洞候选人和X射线双星系统GX 339-4。在2002年5月,源从低/硬到非常高的X射线状态,同时表现出非常明亮的光学薄射电耀斑。澳大利亚望远镜紧凑阵列的进一步观测已经追踪到一个准直结构的形成,延伸到约12角秒,视速度大于0.9 c。外流的亮度似乎正在迅速下降,这些观测结果证实,瞬态大规模喷流很可能是由X射线状态转变在黑洞X射线双星中触发的常见事件。
2003-11-19 astro-ph
Jet Formation in Black Hole Accretion Systems II: Numerical Models
在一篇同伴理论论文中,我们提出了射流形成的统一模型。我们认为,在吸积黑洞附近主要形成两种类型的相对论喷流:一种是潜在的超相对论坡印廷主导喷流,另一种是坡印廷重子喷流。我们表明,对于Bracksar模型,中微子驱动的焓通量(经典火球模型)可能是占主导地位的Blandford-Znajek能量通量,它预测喷流洛伦兹因子$Γ\sim 100-1000$。我们发现,辐射效率低的活动星系核,如M87,同步加速器冷却限于$Γ\sim 2-10$。辐射效率高的X射线双星,如GRS 1915 +105,康普顿阻力限制在$Γ\lesssim 2$,但喷流可能会被康普顿阻力破坏。然而,坡印廷重子喷流是一个与$Γ\sim 1-3$准直流出。在这里,我们提出了广义相对论流体磁模拟黑洞吸积与对创建用于模拟喷流形成的伽玛暴,活动星系核,和x射线双星。我们的Bracksar模型显示了一个典型的$Γ\sim 100-1000$和高斯结构的补丁“磁火球”的发展。喷流的时间变化主要由$\gtrsim 10^2$引力半径的环向场不稳定性决定。具有$Γ\sim 1.5$的更广泛的坡印廷重子喷流可能有助于超新星的形成。
2005-06-16 astro-ph
Multi-wavelength observations of the Galactic black hole transient 4U1543-47 during outburst decay: state transitions and jet contribution
多波长观测银河系黑洞(GBH)瞬态期间的状态转换和在低/硬状态可以提供这些系统的吸积结构的详细信息。4U 1543 -47是一个GBH瞬变,在2002年的爆发衰变期间,X射线和红外线(日常观测)以及光学和无线电都有相当好的覆盖。当所有可用的信息收集在中间和低/硬状态,4U 1543 -47作出了重要贡献,我们的理解状态转换和流出的作用的高能量发射特性的黑洞二进制。X射线光谱和时间特性的演变以及红外光变曲线对解释吸积黑洞整体发射的不同模型有很强的约束。整体光谱能量分布与同步辐射源的光学和红外发射一致,然而,X射线通量高于光学和红外通量的幂律延续。红外线曲线、HEXTE光变曲线和X射线光子指数的演化表明,在大多数爆发衰变中,硬X射线的主要来源不可能是来自喷流加速区的直接同步辐射。
2004-11-23 astro-ph
Sources of Relativistic Jets in the Galaxy
恒星质量的黑洞和双星系统中的中子星首先被高能太空望远镜发现为硬X射线源。通过地面望远镜的多波长观测发现了其中一些致密源中的相对论喷流。X射线发射探测致密物体的内部吸积盘和周围环境,而喷流的同步辐射是在无线电和红外波段观测到的,将来甚至可以在更短的波长上探测到。具有相对论喷流的黑洞X射线双星在小得多的尺度上模拟了类星体中的许多现象,因此被称为微类星体。由于它们的接近,他们的研究为更好地理解宇宙其他地方看到的相对论性喷流开辟了道路。根据对两侧运动喷流的观测,我们推断微类星体中的喷出物以类似于类星体中所存在的相对论速度运动。微类星体的同时多波长方法在短时间尺度内揭示了X射线所见的吸积盘中的不稳定性与较长波长下同步辐射所观察到的相对论等离子体云喷射之间的密切联系。除了有助于更深入地理解吸积盘和喷流之外,微类星体将来还可以利用狭义相对论的约束来确定喷流源的距离,利用广义相对论来确定黑洞的自旋。
1999-02-04 astro-ph
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。
2006-03-05 astro-ph
Circular Polarization of Radio Emission from Relativistic Jets
在非均匀光学厚同步加速器源中,低能量的电子群体的相当大的一部分可以通过自吸收被隐藏,并且在光学薄发射中被高能电子压倒。这些不可见的电子产生法拉第旋转和转换,在源的线性和圆偏振辐射中留下它们的足迹。磁场结构也是一个重要的因素,在大多数情况下,它可以通过全局磁场和湍流分量来表征。给出了偏振同步辐射的基本辐射转移系数,并将其应用于相对论射电喷流的标准喷流模型。该模型可以成功地解释银河系中心射电源Sgr A* 及其兄弟M81* 的不寻常的圆极化和线极化。它也可以解释在更明亮的类星体和X射线双星的喷流中发现的圆偏振。圆极化与线极化的高比率要求在这些喷流中存在相当大比例的隐藏物质和低能电子。圆极化的稳定旋向性要求具有沿射流的非零磁通量的稳定的全局磁场分量,而低程度的总极化也意味着显著的湍流场。最受欢迎的磁场配置是螺旋的,而纯环形场不能产生显著的圆极化。如果连接到黑洞的磁层,圆极化和喷流方向决定了系统的磁极,系统在很长一段时间内是稳定的。这也可能对吸积流中可能的磁场配置产生影响。
2001-12-17 astro-ph