The X-Ray Point-Source Population of NGC 1365: The Puzzle of Two Highly-Variable Ultraluminous X-ray Sources
我们展示了钱德拉在棒星系NGC 1365中心200”（~ 20 kpc）范围内发现的26个点源。这些源大多数是高质量的X射线双星，包含一个中子星或一个黑洞从一个发光的伴星以亚爱丁顿速率吸积。使用重复钱德拉和XMM牛顿以及光学观测，我们详细讨论了两个高度可变的超亮X射线源（ULX）的性质：NGC 1365 X1，自ROSAT时代以来已知的最明亮的ULX之一，这是X射线可变的30倍，和NGC 1365 X2，一个新发现的瞬态ULX，可变的一个因素>90。它们的最大X射线亮度（3-5 x 10^40 erg/s，用钱德拉测量）和多波长特性表明存在更多的奇异物体和吸积模式：吸积到中等质量黑洞（IMBH）上，以及光束/超爱丁顿吸积到太阳质量致密残余物上。我们认为，这两个来源的黑洞质量高于我们银河系中X射线双星（质量<20 Msolar）中发现的典型主黑洞质量，NGC 1365 X1的黑洞质量可能为40-60 Msolar，具有光束/超爱丁顿吸积模式，NGC 1365 X2的黑洞质量可能为80- 500 Msolar。
2008-10-21 astro-ph
Super-critically accreting stellar-mass black holes as ultraluminous X-ray sources
我们推导了超临界吸积黑洞（BH）的光度-温度关系，并将其与超亮X射线源（ULX）的数据进行了比较。在超爱丁顿吸积速率下，在球化半径内形成外流。我们建立了考虑平流和外流的吸积盘模型，并计算了特征盘温度。热光度超过爱丁顿光度L_Edd的对数因子为1+0.6 ln mdot（其中mdot是以爱丁顿单位表示的吸积率），风动力学光度接近L_Edd。由于几何光束的作用，正面观测者的视光度要高出2-7倍。这样的观测者可以直接观测到内部的热吸积盘，在恒星质量的黑洞中，吸积盘的峰值温度T_max为几keV。在球化半径T_sp ~ mdot**（-1/2）keV处，发射光谱呈幂律F_E ~ E**{-1}扩展。我们将T_max与几个keV光谱分量相关联，将T_sp与ULX中观察到的软的0.1-0.2 keV分量相关联。一个侧边的观测者只能看到来自扩展包层的软发射，光球半径超过球化半径几个数量级。光球温度对光度的依赖关系与在超爱丁顿吸积黑洞SS 433和V4641 Sgr中观察到的一致。强烈的外流加上中央黑洞的大的内在X射线光度，自然地解释了ULX周围光电离星云的存在。模型和观测数据之间的一个很好的协议强烈主张ULX是超临界吸积，恒星质量的BH类似SS 433，但靠近对称轴。
2007-02-23 astro-ph
Ultraluminous X-ray Sources: Bubbles and Optical Counterparts
对邻近星系中的超亮X射线源（ULX）的光学研究已被证明有助于区分各种模型，包括广受宣传的中等质量黑洞假设和各种光束场景。在这里，我们报告的ESO VLT和SUBARU的ULX观测，揭示了父母星团的年龄约60万年的两种情况。因此，我们能够推导出在这些系统中的质量施主的上限约为8 M_sun。光学对应物主要是由X射线加热的吸积盘，和HeII 4686发射线的发现，现在允许在这些系统中获得动力学质量。在NGC 1313 X-2中已经检测到300 km/s的视径向速度变化，如果通过进一步的观测得到证实，将排除这些系统中IMBH的存在。
2006-03-28 astro-ph
Another Interpretation of the Power-law type Spectrum of an Ultraluminous Compact X-ray Source in IC 342
超铝致密X射线源（ULXs）在0.7- 10 keV ASCA带内通常呈现弯曲谱，这看起来像是在高质量吸积率下银河系黑洞双星（BHB s）中所见的盘主导的高/软态谱的高温模拟。几个ULX已经被观察到变化，并在其最低光度处过渡到看起来更像幂律的光谱。这些以前被解释为类似的幂律占主导地位的低/硬态在银河系BHB。然而，假设它们的最高亮度相对应于埃丁顿极限，则发生转变的ULX亮度必须至少为埃丁顿极限的10- 50%，而对于银河BHB，高/软-低/硬转变发生在几个百分点的地方。埃丁顿极限。在这里，我们表明，在IC 342中的ULX中的明显的幂律谱可以同样很好地适合ASCA带通的强Comptonised光学厚吸积盘的最高温度为~1 keV。最近对银河系BHB的研究越来越多地表明，这种成分在高质量吸积率下很常见，这通常是非常高（或异常）状态的特征。因此，我们建议，幂律型ULX光谱是不确定的低/硬状态，而是代表康普顿占主导地位的非常高/异常状态在银河系BHB。
2002-09-07 astro-ph
Bridging the gap between stellar-mass black holes and ultraluminous X-ray sources
超亮X射线源（ULX）的X射线光谱和时间特性与恒星质量黑洞的非常高的状态（幂律占主导地位，吸积率大于爱丁顿率）有许多相似之处。另一方面，它们的冷盘成分，大的特征内盘半径和低的特征时标已被解释为黑洞质量~ 1000 Msun（中等质量黑洞）的证据。在这里，我们重新审视冷盘模型的物理解释，在恒星质量的黑洞吸积状态的背景下。特别是，XTE J1550-564可以被认为是ULX和恒星质量黑洞之间缺失的环节，因为它表现出高吸积率，低盘温度状态（超铝分支）。在超铝分支上，吸积率与盘截断半径和辐射光度正相关，而与峰值温度和准周期振荡频率反相关。两个原型ULX（NGC 1313 X-1和X-2）似乎也沿着该分支移动。我们使用一个唯象模型，以显示不同的范围内的光谱和时间参数发现在两类吸积黑洞取决于它们的质量和吸积率。我们认为ULX与质量约为50-100 Msun的黑洞一致，在约20倍爱丁顿时适度低效地吸积。
2007-07-13 astro-ph
Radio Detections of Ultraluminous X-ray Sources
我们提出了一些结果，从档案VLA研究超铝X射线源（ULX）。这些未解析的非核X射线源的光度（L_X >= 1 0^39尔格/秒）可能需要一些奇特的解释，例如中等质量的黑洞或超爱丁顿吸积。射电辐射是研究这类辐射源的一种有效方法，它通过射电形态学以及辐射源能量和寿命所产生的影响来研究。我们在这里提出的三个星系表明，没有一个单一的模型可以解释所有的ULX，但有越来越多的证据表明，一些ULX是由中等质量的黑洞驱动的。
2004-10-26 astro-ph
Ultraluminous X-Ray Sources in External Galaxies
我们调查的超铝类非核X射线源（ULXs）在一些星系中看到的模型，并可能与恒星形成区。假设X射线发射是各向同性的模型遇到了几个困难。特别是形成足够数量的所需超大质量黑洞X射线双星是有问题的，所产生的系统可能的瞬态行为与观测结果不太一致。温和的X射线光束的假设表明，ULX可能代表了一个短暂的，但在一个广泛的X射线双星演化的非常常见的阶段。最好的候选者是在许多中等质量和高质量的X射线双星中不可避免的热时间尺度质量转移阶段。这反过来又暗示了与银河系微类星体的联系。高质量X射线双星的短寿命可以解释ULX与恒星形成事件的关联。这些考虑仍然允许单个ULX可能包含极其巨大的黑洞的可能性。
2001-04-20 astro-ph
Outflows from Quasars and Ultraluminous X-ray Sources
从爱丁顿有限的吸积致密物体的质量外流似乎是一个非常普遍的现象。它们可能提供了在类星体和ULX中观察到的软过剩，并意味着这些物体对其周围环境有重大影响。特别是，它们允许一个简单的参数自由的论点的M_BH-西格玛关系的星系，并提供了一个简单的解释，发射星云周围的ULXs。
2003-09-22 astro-ph
X-ray observations of ultraluminous X-ray sources
超铝X射线源（ULX）是最有趣的X射线源类别之一。它们的极端亮度--仅在0.3 ~ 10 keV波段就超过10^39 erg/s--表明要么存在比我们银河系（银河系中心除外）中经常遇到的更大的黑洞，要么是辐射远高于爱丁顿极限的源。我们审查的见解提供给我们的研究，他们的X射线发射，重点是这揭示了底层的紧凑对象。特别是，我们讨论了最近的深度观测ULX的XMM-牛顿天文台，以及如何前所未有的数据质量提供了这项任务开始区分这些非凡的X射线发射器的不同物理模型。
2007-06-18 astro-ph
Hierarchical Merging, Ultraluminous and Hyperluminous X-ray Sources
各种各样的论据强烈地表明，在邻近星系中的超亮X射线源（ULXs：表观X射线光度>爱丁顿极限为10 Msun ~10^39 erg/s）大多是处于不寻常演化阶段的恒星质量X射线双星。然而，有迹象表明，非常明亮的系统可能很难用这种方式解释。因此，我们考虑一类超亮X射线源（HLX）（即那些表观辐射热光度>~10^41 erg/s的源）。因为这个类很小（目前只有M82天体是安全成员），我们不需要为它的黑洞调用新的形成机制。相反，我们探讨的想法，HLXs可能是在分层合并过程中捕获的卫星星系的核。活动星系核和潮汐相互作用之间的相关性表明，HLX活动将在通过宿主星系的过程中打开，靠近近心点。这表明HLX应该出现在宿主星系附近，与恒星形成有关，因此可能与ULX有关。
2004-11-17 astro-ph
Optical Counterparts of Ultraluminous X-Ray Sources
尽管有许多观测和理论上的努力，但目前对发光的非核X射线源的性质知之甚少，这些源似乎大大超过了几个太阳质量的爱丁顿极限。在这里，我们提出的第一个结果，我们的OHP/ESO/CFHT光学调查的环境中的可变超亮X射线源（ULX）在附近的星系。在几个ULX的位置上，我们发现了直径为几百秒差距的发射星云，它们经常显示出低电离和高电离发射线。因此，气体必须要么被硬XUV连续体光电离，要么在膨胀的气泡中被冲击电离。这些星云的运动学年龄约为百万年，似乎与致密ULX的高能形成过程直接相关，或者被正在进行的恒星风/喷流活动膨胀。在矮星系Holmberg II中的变量ULX周围发现了强烈的HeII-4686星云复合辐射以及相对较强的[OI]-6300辐射，这使我们能够表明，如果我们假设各向同性辐射，星际介质实际上“看到”并重新处理了在X射线波长下测量的10^40 erg/s的一部分。强烈的光束进入我们的视线，一直主张避免这样的高光度，因此可以排除，至少对这个来源。
2002-02-26 astro-ph
Discovery of a bright transient ultraluminous X-ray source Suzaku J1305-4931 in NGC 4945
本文报道了在附近的塞弗特II星系NGC 4945的西南臂中发现的明亮的X射线瞬变源朱雀J1305-4913。在2006年1月15日至17日进行的朱雀观测期间，在0.5 - 10 keV的$2.2 \times 10^{-12}$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$通量下检测到它，但在2005年8月22日至23日进行的较短观测中无法检测到，上限为$1.7 \times 10^{-14}$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$（90%置信水平）。在3.7 Mpc的距离，辐射热光度的来源成为$L_{\rm bol} = 4.4 \times 10^{39} α$ erg s $^{-1}$，其中$α= (\cos 60^\circ / \cos i)$和$i$是磁盘倾角。因此，源被分类为所谓的超铝X射线源（ULX）。源的时间平均X射线谱由多色盘模型描述，最内层吸积盘温度为$T_{\rm in} = 1.69_{-0.05}^{+0.06}$ keV。在2006年1月的观测中，它的强度变化了2倍，与$L_{\rm bol} \propto T_{\rm in}^4$有明显的相关性。据推测，最里面的磁盘半径$R_{\rm in}$保持恒定的$R_{\rm in} = 79_{-3.9}^{+4.0} α^{1/2}$公里，这表明存在一个标准的吸积盘。将$R_{\rm…
2007-08-14 astro-ph
The Nature of SS433 and the Ultraluminous X-ray Sources
SS 433中喷流的周期性进动（162天）和点头（6.3天）运动是在圆盘的外部区域驱动的，而喷流本身是相对论性的，在圆盘中心的黑洞附近发射。考虑到章动周期与圆盘外部区域的动力学时间尺度相当，这些周期似乎不太可能有效地传递到圆盘中心。在这里，我们提出，在SS 433中观察到的大量外流是在圆盘的大半径处发射的，大约是外盘边缘的1/10，正是这种外流响应外盘的振荡并决定了射流的方向。由于质量传递速率为超爱丁顿，因此大量外流在大半径处发射。这不仅意味着SS 433的总光度超过了$\le$一个相当大的系数，而且辐射输出沿着外流被准直。因此，我们认为，SS 433是一个超铝X射线源（ULX）从'侧面'看。我们还认为，被遮蔽的{ \it INTEGRAL}源可能是类似SS 433的天体，但质量传递速率略低。
2006-05-18 astro-ph
Gravitational waves from remnants of ultraluminous X-ray sources
X射线亮度大于恒星质量天体的爱丁顿光度的超铝X射线源（ULX）可能由质量为Mbh~ 10^3 Msun的中等质量黑洞（IBH）提供能量。如果IBH形成于年轻的致密星团中，它们可以从潮汐捕获的大质量（Ms> 10 Msun）恒星伴星的罗氏瓣溢出中获得食物。在供体离开主序星后，它形成一个致密的残余物，由于引力波（GW）的发射，它螺旋式地进入。我们表明，基于空间的探测器，如激光干涉仪空间天线很可能检测到这些来源。来自这种情况的GW源具有小的偏心率，其给出不同的GW信号。对这种GW信号的检测将明确地证明IBH的存在，并支持一些ULX由具有捕获的同伴的IBH供电的假设。
2005-10-13 astro-ph gr-qc
Spectral transitions of an ultraluminous X-ray source, NGC 2403 Source 3
报道了2006年3月16- 17日对超亮X射线源NGC 2403 Source 3的朱雀观测。源3的朱雀XIS光谱被描述为来自光学厚吸积盘的多色黑体状发射。吸积盘最里面的温度和半径分别为$T_{\rm in} = 1.08_{-0.03}^{+0.02} $ keV和$R_{\rm in} = 122.1_{-6.8}^{+7.7} α^{1/2}$ km，其中$α= (\cos 60^\circ /\cos i)$和$i$是盘的倾角。辐射热光度的来源估计为$L_{\rm bol} = 1.82 \times 10^{39} α$尔格s $^{-1}$。档案钱德拉和XMM-牛顿数据的源进行了分析的长期光谱变化。在几乎所有的观测中，该源都显示出多色黑体状X射线光谱，其参数与朱雀观测中的相似。然而，只有在钱德拉的一次观测中，发现源3表现出类似幂律的光谱，光子指数为$Γ= 2.37 \pm 0.08$，而它比朱雀的观测要暗$\sim 15 %$。光谱行为自然解释为细长盘状态和“非常高”状态之间的过渡，这两种状态都存在于银河系黑洞双星中，当它们的光度接近爱丁顿极限时。这些结果被用来论证超亮X射线源通常具有比普通恒星质量黑洞高得多的黑洞质量。
2008-10-29 astro-ph
Ultraluminous X-ray Sources and Star Formation
钱德拉对车轮星系的观测揭示了一群寿命小于10^7年的超亮X射线源（ULX），它们与大约3 x 10^8年前开始的恒星形成扩散波有关。大量的高质量X射线双星提供了一个简单的模型：初始质量M_2 > 15 Msun的施主星在它们的热时标上向质量M_1 > 10 Msun的黑洞转移质量。对于车轮ULX星群的另一种解释，即从大质量恒星吸积的中等质量黑洞（IMBH），推断的大于10^-6年^-1的产生率意味着恒星形成环中至少有300个IMBH，更有可能是3 x 10 ^4个。如果IMBH在10^7年内找到大于15 Msun的伴星的效率η <1，则这些估计值将增加因子η ^-1。目前的IMBH产生模型需要非常大质量（$\ga 10^{10}\msun$）的恒星才能形成新的星团。此外，吸积效率必须低（< 6 x 10^-3），这表明存在超爱丁顿吸积，尽管为了避免这种吸积，我们引入了中等质量的黑洞。这些论点要么表明，要形成ULX，IMBH必须从一些未知的非恒星物质库中吸积，这些物质库具有非常特殊的性质，或者说，在恒星形成星系中的大多数（如果不是全部的话）ULX都是高质量的X射线双星。
2003-11-04 astro-ph
An ultraluminous supersoft source with a 4 hour modulation in NGC 4631
上下文超软X射线源（SSS）的特点是温度非常低（< 100 eV）。经典的SSS的辐射热光度在10^36-10^38 erg/s之间，是以白矮星表面稳定的氢核燃烧为模型的。然而，已经发现了几个具有更高光度的SSS。其性质尚不清楚。目标。我们报道了2002年6月用XMM-牛顿观测到的一个超亮SSS的4小时调制。进行源的时间和频谱分析。方法.我们使用Lomb-Scargle周期图分析的周期搜索和评估的置信水平，使用蒙特卡罗模拟。我们通过光谱拟合测量了源的温度、通量和光度。结果对于SSS，发现4.2 ± 0.4 h（3 sigma误差）的调制，置信水平> 99%。除了在光变曲线中观察到的下降之外，通量在约10小时内降低了3倍。光谱可用吸收黑体模型描述，kT~ 67 eV。在0.2-2 kev能量带的吸收光度为2.7 × 10^38 erg/s，而辐射热光度则高出100倍（3.2 × 10^40 erg/s），使该源成为同类光源中最明亮的光源之一（假设最佳拟合模型是正确的）。结论.这个来源是另一个非常明亮的SSS，标准的白矮星解释不能适用，除非考虑到一个强的光束因素。一个恒星质量的黑洞以超爱丁顿速率吸积是一个更可能的解释，在那里，多余的吸积物质通过一个强大的光学厚度的外流被喷射出来。4小时的调制可能是来自伴星的食，也可能是扭曲的吸积盘的结果。
2007-07-06 astro-ph
Ultra-luminous X-ray sources: X-ray binaries in a high/hard state?
我们研究的可能性，超铝X射线源（ULXs）代表极端的黑洞X射线二进制（XRB）人口。基于它们的X射线性质，我们认为ULX是持久的高/硬光谱状态，我们提出了一个新的磁盘喷流模型，可以容纳高吸积率和硬X射线光谱。我们的模型预测，修改后的磁盘发射可以大大软比预测的标准磁盘作为射流冷却的结果，这可以解释异常软的组件，有时存在于明亮的ULX的光谱。我们还表明，喷流发射的相对论光束确实可以解释ULX的高X射线光度，但强光束产生硬X射线光谱与观测不一致。我们预言同步辐射束流辐射应具有平坦的光谱，其通量密度小于0.01毫焦。
2006-11-02 astro-ph
