Accreting corona model of the X-ray variability in soft state X-ray binaries and active galactic nuclei
我们发展了一个包含局部磁旋转不稳定性效应的黑洞吸积双流模型。该流动由一个吸积盘吸积盘和一个吸积日冕组成,局部发电机影响吸积盘/日冕的质量交换。该模型的目的是解释的功率谱密度的源在其软,磁盘为主的状态。圆盘中磁场的局部扰动如King等人(2004)和Mayer和Pringle(2005)所述,但与时间相关的局部磁场被假设影响日冕物质的局部供应。由于日冕中的粘性时间尺度比圆盘中的短得多,因此日冕中的局部扰动不会被涂抹。简单的分析估计和完整的时间相关的计算的磁盘电晕系统进行。吸积日冕模型可以再现软态X射线双星和活动星系核的宽功率谱。然而,该模型预测,(i)源经历辐射压力不稳定性(GRS 1915+105)应该有系统陡峭的功率谱比其他来源,(ii)活动星系核应该有系统陡峭的功率谱比GBH,即使他们的磁盘描述使用粘度成正比的气体压力。显然需要对软态源的功率谱进行更精确的测量。
2007-02-26 astro-ph
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。
2004-11-01 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
Effects of chemical composition and thermohaline mixing on the accreting components for low--mass close binaries: application to blue stragglers
我们研究了表面成分和长期不稳定性引起的热盐混合对低质量双星吸积分量的影响,并将结果应用于老星系团M67中的短轨道周期BS F190。结果表明,在罗氏瓣溢出期间,有和没有热盐混合的模型之间的表面组成没有区别,但我们仍然看到HRD和CMD上的演化轨迹的分歧。表面成分的变化使其变蓝变小,而温盐混合则使其略有减弱。如果温盐混合是瞬间发生的,那么效果会减弱得更多。我们的计算表明,情况A和情况B的质量转移可能会产生BS在短或相对短的轨道周期的双星(包括大陵五系统),CNO丰度异常,可以观察到在这些产品。我们对F190的模拟表明,适当模型的主要质量$M_{\rm 1i}$位于1.40至1.45 $M_{\odot}$的范围内,初始质量比$q_{\rm i}=1.5$和初始轨道周期$P_{\rm i}=0.8$天,表明情况A比情况B更可能是形成该物体的演化通道。模拟还表明,F190很可能仍处于缓慢传质阶段。因此,应观察到明显的CNO丰度异常的对象。
2004-09-26 astro-ph
A Unified Description of the Timing Features of Accreting X-ray Binaries
本文研究了一个经验模型,它统一描述了吸积中子星和黑洞的功率谱。该描述基于多个洛伦兹的叠加,并且提供了以相同的方式处理所有QPO和噪声分量的优点,而不需要预先决定每个分量的性质。这种方法还允许我们以一致的方式比较具有高相干性和低相干性的特征的频率,并且极大地促进了跨广泛的源类型和状态的功率谱的比较。我们将该模型应用于六个源,低光度X射线爆发1E 1724 - 3045,SLX 1735 - 269和GS 1826 - 24,高纬度瞬态XTE J1118 + 480,明亮的系统Cir X-1,和Z源GX 17 + 2。我们发现,它提供了一个很好的描述所观察到的光谱,而不需要一个无标度(1/f)组件。我们更新以前报道的相关性的特征频率的定时功能,在这种新的方法,并讨论不同类型的系统之间的相似性,这可能指向类似的基础物理。
2002-03-05 astro-ph
Neutron star cooling in transiently accreting low mass binaries: a new tool for probing nuclear matter
我们探索,使用一个精确的冷却代码,热演化的中子星经历强烈的吸积事件,交替长时间的静止(如软X射线瞬变)。我们发现Aql X-1,4U 1608-522和SAX J 1808.4 -3658的静态光度的软分量可以理解为来自冷却的中子星的热辐射,中微子辐射可以忽略不计。在Cen X-4的情况下,来自内核的强中微子发射对于解释观测是必要的:这可能表明Cen X-4的中子星比1.4 Msun重。这项研究开启了使用软X射线瞬态的静态发射作为探测与中子星质量相关的核心超流性的工具的可能性。
2001-02-02 astro-ph
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。
1995-10-05 astro-ph
Neutron Stars and Black Holes in X-Ray Binaries
银河系吸积驱动的恒星X射线源可以按不同的方式分为不同的类型。根据施主星的质量,可以将几乎所有已知的X射线双星分为高质量X射线双星和低质量X射线双星。另一个区别(与前一个部分重叠)可以根据吸积物体的性质进行:强磁化中子星,弱磁场中子星或黑洞。在这篇评论中,我描述了这些不同类型的X射线双星的属性,并讨论了质量测定的基础上区分吸积中子星从黑洞。
1998-02-13 astro-ph
Thermal Timescale Mass Transfer Rates in Intermediate-Mass X-ray Binaries
热时间尺度的质量转移通常发生在近距离双星中,其中供体星比吸积星更大。质量传递速率通常是根据施主星的开尔文-亥姆霍兹时间尺度来估计的。但最近的研究表明,这种方法可能高估了吸积白矮星或中子星双星系统的真实质量传递速率。通过计算不同初始施主质量和轨道周期的双星演化序列,系统地研究了中等质量X射线双星的热-时间尺度质量传递过程。从计算结果中,我们发现,平均的传质速率是低于传统的估计由$\sim 4$的一个因素。
2007-08-06 astro-ph
Accretion Flows in X-ray Binaries
我回顾银河系吸积黑洞和中子星的X射线观测,并解释这些方面的吸积流方程的解决方案。
2002-03-15 astro-ph
A transient radio jet in an erupting dwarf nova
天体物理喷流似乎出现在几乎所有类型的吸积物体中:从超大质量黑洞到年轻的恒星物体。基于X射线双星,一个统一的场景描述光盘/喷流耦合已经发展和扩展到许多吸积物体。唯一的主要例外被认为是激变变星:矮新星,弱吸积的白矮星,表现出与X射线双星相似的爆发行为,但尚未发现喷流。在这里,我们提出了一个矮新星爆发的无线电观测,显示可变的平谱无线电发射,最好的解释是同步辐射起源于瞬态喷流。这两个推断的喷流功率和关系的爆发周期是类似的X射线双星中看到的,这表明光盘/喷流耦合机制是无处不在的。
2008-06-26 astro-ph
On the spin-up/spin-down transitions in accreting X-ray binaries
吸积X射线双星显示出广泛的行为。它们中的一些被观察到稳定地向上旋转,另一些在向上旋转和向下旋转状态之间交替,有时叠加在向上旋转或向下旋转的较长趋势上。在这里,我们解释这个丰富的现象在一个新的模型的磁盘磁层相互作用。我们的模型,基于一个纯粹的物质扭矩的最简单的版本,占的事实,当一个中子星是在螺旋桨制度,一小部分喷出的物质没有收到足够的能量完全解除绑定,因此回落到磁盘。我们表明,这种反馈质量分量的存在下,导致系统可用的多个状态的发生,对于一个给定的,恒定值的质量吸积率点{M}_* 从伴星。如果磁偶极子轴相对于垂直于盘的角度chi大于临界值chi_crit,则系统最终稳定在上自旋/下自旋转变的循环中,点{M}_* 的值恒定并且与初始条件无关。不需要外部扰动来引起转矩反转。从自旋上升到自旋下降的转变通常伴随着光度的大幅下降。在每个周期中的频率范围和扭矩反转的时间尺度取决于点{M}_*,恒星的磁场,磁余纬chi,以及调节磁层-磁盘相互作用的弹性程度。临界角chi_crit的范围从25-30度(完全弹性相互作用)到40-45度(完全滞弹性相互作用)。对于chi ~< chi_crit,循环不再是可能的,系统的长期演化是纯粹的自旋上升。我们具体说明我们的模型的情况下,X射线双星GX 1+4和4U 1626-67。
2005-11-09 astro-ph
Critically rotating stars in binaries - an unsolved problem -
在密近双星中,质量和角动量可以在洛希瓣溢出期间从一颗恒星转移到另一颗恒星。这一过程的效率还没有得到很好的理解,并构成了二元进化中最大的不确定性之一。其中一个问题在于角动量的转移,这将使吸积恒星旋转。在非常紧密的系统中,潮汐摩擦可以通过将自旋周期锁定在轨道周期上来阻止达到临界旋转。在轨道周期大于几天的系统中,吸积恒星在吸积其质量的一小部分后达到临界旋转,除非有有效的机制来消除角动量。在低质量恒星中,磁场可能会有所帮助。在更大质量的恒星中,角动量的损失将伴随着强烈的质量损失。这意味着大多数初始轨道周期大于几天的相互作用双星的演化非常不保守。在这篇文章中,我们希望提请注意尚未解决的问题,有关的质量和角动量转移的二元系统。我们这样做的第一个结果的实施自旋吸积到TWIN版本的Eggleton恒星演化代码。
2007-09-14 astro-ph
Ultraviolet studies of interacting binaries
相互作用双星由处于不同演化阶段的各种恒星天体组成,而那些包含吸积致密天体的双星仍然是我们理解近距离双星演化和银河系化学演化的一个重大挑战。这些双星演化的终点是研究吸积和外流过程的理想实验室,并提供了对极端物理条件下物质的洞察力。其中一个重要的问题是SNIa祖细胞的性质。吸积致密双星系统的研究依赖于整个电磁波谱的观测,我们在这里概述了那些未解决的问题,其中访问紫外线范围是至关重要的,因为它们不能解决的任何其他光谱区域的观测。
2005-10-04 astro-ph
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。
1998-11-25 astro-ph
Transient neutron star X-ray binaries with Simbol-X
我们提出了一个简单的概述试验台观测吸积中子星双星的Simbol-X任务。我们表明,Simbol-X将提供独特的观测结果,能够揭示负责其高能量发射的物理机制。
2007-09-24 astro-ph
Coronal X-Ray Emission from the Stellar Companions to Transiently Accreting Black Holes
对静止状态下的软X射线瞬变(SXTs)的观测发现,含有黑洞的双星比含有中子星的双星更暗。纳拉扬和他的合作者假设,黑洞双星发出的微弱X射线是由平流主导的吸积流(ADAF)提供动力的。我们探讨了黑洞系统静态X射线发射的另一种解释:来自快速旋转的光学伴星的日冕发射。这在其他潮汐锁定双星(如RS CVns)中经常被观察到,并得到了很好的研究。我们发现三个X射线检测到的黑洞双星(A0620-00和GRO J1655-40)的两个表现出X射线通量完全一致的日冕发射。这些天体的X射线光谱应该与日冕辐射占主导地位时富含谱线的热Raymond-Smith模型最吻合。一个黑洞系统(V404 Cyg)的X射线太亮,不能解释为日冕发射。从中子星双星发出的静止X射线对于日冕辐射来说太亮了。这可能是因为所有的SXT在静止状态下都有不同的吸积率,而基础静止X射线通量是由伴星的日冕发射或(如果存在的话)由中子星的热发射决定的。我们还表明,锂丰度的黑洞系统中的RS CVns,减少了需要的生产机制,涉及紧凑的对象。
2000-05-09 astro-ph
A new Comptonization model for low-magnetized accreting neutron stars in low mass X-ray binaries
我们开发了一个新的模型的X射线光谱拟合\xspec包,考虑到热和动力学(即散装)康普顿化的影响。该模型由两个部分组成:一个是由于种子光子不受有效康普顿散射的直接类黑体发射,而另一个是能量算子的格林函数与类黑体种子光子谱的卷积。当考虑热效应和体效应时,格林函数的解析形式可以作为扩散康普顿化方程的解而获得。利用BeppoSAX,INTEGRAL和RXTE卫星的数据,我们测试我们的模型的光谱样本的六个持续低磁场明亮的中子星低质量X射线双星,涵盖三种不同的光谱状态。特别注意的是,我们解释的框架中的散装运动康普顿化过程的瞬态幂律状硬X射线(> 30千电子伏)的尾巴。我们表明,最佳拟合的δ参数,这代表了相对于热康普顿散装的重要性,可以是物理意义,并至少可以定性地描述在系统的最里面的部分的环境的物理条件的值。此外,我们表明,在拟合的热康普顿化谱的X射线光谱的这些系统,我们的模型的最佳拟合参数是在良好的协议与COMPTT,广泛使用的和完善的XSPEC模型。
2008-02-19 astro-ph
Observations of accretion disks in X-ray binaries
本文简要介绍了X射线双星中吸积盘的观测情况,讨论了吸积盘的几何形状、吸积盘对吸积体自转周期的影响、吸积盘的光谱和X射线谱、时间变率以及射电辐射和喷流。最后列出了圆盘理论中一些尚未解决的问题。
1998-09-03 astro-ph
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。
2003-04-18 astro-ph
Mass Transfer in Close, Rapidly Accreting Protobinaries: An Origin for Massive Twins?
快速吸积的大质量原恒星在主序前的演化过程中经历了一个氘壳燃烧的阶段,导致它们的半径膨胀到十分之一个天文单位。在这一阶段,那些有近距离伴星的双星将溢出它们的洛希叶,并开始转移质量。由于大质量恒星经常在距离远低于1天文单位的地方有伴星,这个过程可能会影响大部分大质量恒星的早期演化。我们使用一个简单的原恒星演化模型,以确定吸积率,质量比和轨道分离的质量转移将发生的范围内,我们大约计算的稳定性和最终结果的转移过程。我们讨论了质量转移如何影响人口的大规模二进制文件,并表明,它提供了一个自然的解释,迄今无法解释的人口的大规模“双胞胎”,高质量二进制文件的质量比非常接近统一。
2007-02-22 astro-ph
Sco X-1 and Cyg X-1: Determination of Strength and Structure of Magnetic Field in the Nearest Environment of Accreting Compact Stars
我们通过各种测定磁场的方法,估算了X射线双星Sco X-1和Cyg X-1中致密星的磁场强度。对于Sco X-1,我们使用了三种独立的方法。其中之一是基于对吸积中子星电子散射X射线过程中偏振面法拉第旋转的正确解释。利用Long等(1979)提出的第一批X射线偏振测量数据进行了数值计算。Titarchuk等人(2001)提出的另一种确定磁场的原始方法是基于在X射线双星中观测到的准周期振荡(QPO)频率,这种振荡可以被认为是中子星附近边界层的磁声振荡。70年代获得的光学偏振测量数据也被用来估算天蝎座X-1中中子星的磁场和天鹅座X-1中黑洞周围最近的环境。
2002-07-30 astro-ph
White Dwarf Colors in Low Accretion Rate Binaries
Townsley和Bildsten(2002)对低质量转移率双星中白矮星(WD)的热态的理论研究,使我们能够在盘较暗的情况下,从WD和伴星的热态中预测出WD的宽带色。这将有助于在实地调查和自行选择的球状星团调查与HST发现这样的对象,特别是对于大部分未探索的后期最小激变变星(CV)的最低吸积率和退化的同伴。我们还计算了WD驻留在CZ Ceti不稳定带的时间分数,从而澄清了我们预计许多吸积WD表现出非径向振荡。这些研究将提供新的见解旋转和热结构的积极吸积WD。
2002-09-10 astro-ph
Hydrogen deficient donors in low-mass X-ray binaries
许多X射线双星(中子星或从伴星吸积而来的黑洞)的轨道周期如此之短,以至于普通的富氢恒星都不适合。相反,失去质量的恒星必须是一颗紧凑的、演化的恒星,导致缺氢物质转移到中子星。我讨论了这些对象的当前知识,重点是光谱学。
2007-11-05 astro-ph
The broad band X-ray/hard X-ray spectra of accreting neutron stars
我回顾了低质量X射线双星(LMXB)的能谱弱磁化吸积中子星(NS),强调最近的宽带(0.1-200千电子伏)光谱和定时观测进行的Beppo-SAX和RXTE。利用黑洞候选者(BHC)与NS吸积的相似性,讨论了NS LMXB的吸积几何和发射过程。
2001-01-17 astro-ph
Can low metallicity binaries avoid merging?
双星系统中快速的质量转移会使吸积的恒星脱离热平衡,导致其膨胀。这可能会导致一个接触系统,强烈的质量损失系统,并可能合并两颗恒星。在低金属量恒星中,由于不透明度较低,热量传输的时间尺度较短。因此,吸积恒星可以更快地恢复热平衡,并可能避免接触。我们研究了吸积对具有不同金属丰度辐射包层的主序星的影响。我们发现,一颗低金属量(Z<0.001)的4太阳质量恒星在到达一定半径之前,其吸积速率比太阳金属量恒星高10 ~ 30倍。这可能意味着,当我们比较低金属丰度时,在快速传质过程中接触的系统少了两倍。这个因素是不确定的,由于未知的分布的二元参数和金属丰度的传质时间尺度的依赖。在即将发表的论文中,我们将提出分析适合于人口合成模型中使用的吸积恒星在各种金属丰度的模型。
2007-10-11 astro-ph
Gravitational Waves from Phase Transition of Accreting Neutron Stars
我们认为,当低质量X射线双星中的中子星吸积足够的质量,成为毫秒双星,这些恒星的内部可能会发生相变,激发恒星径向振荡。我们表明,径向振荡将主要阻尼引力波辐射,而不是内部粘度。这种引力波可以被先进的激光干涉引力波天文台以每年大约三次的速度探测到。
1997-04-16 astro-ph
Constraining Brans-Dicke Gravity with Millisecond Pulsars in Ultracompact Binaries
最近用罗西X射线计时探测器发现的超紧双星中的五个吸积毫秒X射线双星为限制由布兰-迪克参数omega_BD描述的与广义相对论的偏差提供了极好的候选者。我计算这些双星的轨道周期的预期变化率,并讨论了约束omega_BD的值是一个数量级大于目前的限制的前景。最后,我展示了如何测量的轨道周期导数在超紧双星可以用来把它们的轨道倾角的下限。
2005-01-12 astro-ph
Accretion Flows in X--Ray Binaries and Active Galactic Nuclei
硬X射线辐射在吸积黑洞中是普遍存在的,无论是在银河双星系统还是在活动星系核中。我回顾了从这些系统中可以看到的不同光谱,以及产生这种发射的可能方式。X射线反射应该可以对这些情况进行观测测试,但在这之前,我们需要更好的模型来明确诊断吸积几何。
2001-05-29 astro-ph
Black Hole Candidates
本文介绍了在双星系统中寻找孤立黑洞、非吸积黑洞以及在X射线双星系统中寻找吸积黑洞的情况。第三类是,到目前为止,关于银河系黑洞的最重要的信息来源,也是这篇评论的主要主题。不同的建议签名的吸积黑洞进行审查(包括越来越多的证据存在的事件视界在某些系统)。给出了利用这些签名编制的51个黑洞候选者的名单。为了获得候选者确实是一个黑洞的确凿证据,我们需要一个动力学质量估计,表明致密物体的质量大于大约3个太阳质量。获得这种估计的观测方法进行了简要讨论。这些方法的应用导致了18个可以被认为是已证实的黑洞的物体。它们的估计质量在3.5到16个太阳质量之间。最后,对黑洞候选者与X射线新星、微类星体和高/低质量X射线双星等不同类型X射线双星的关系进行了一般性评论。本文还讨论了黑洞双星的性质对恒星演化理论的意义。
2003-07-16 astro-ph
A Scheme to Unify Low-Power Accreting Black Holes - Jet-Dominated Accretion Flows and the Radio/X-Ray Correlation
我们探讨的权力的所有质量的黑洞的演变,和它们相关的喷流,在吸积率依赖的状态转换的计划。低于临界值的吸积率,所有的系统被假定为经历一个过渡到一个状态,其中占主导地位的吸积模式是光学薄,辐射效率低。在这些显着的亚爱丁顿系统中,光谱能量分布被预测为占主导地位的非热发射从一个相对论性喷流,而近爱丁顿黑洞将占主导地位,而不是从吸积盘的排放。这种亚爱丁顿状态的合理候选者包括硬态和静止态的X射线双星、银河系中心(Sgr A*)、LINER、FR I射电星系和大部分BL Lac天体。标准喷流物理学预言了这些系统的光学厚(射电)和光学薄(光学或X射线)发射之间的非线性标度,最近在X射线双星中得到了证实。我们表明,这种标度关系也是一个函数的黑洞质量和相对论多普勒因子只有轻微的。考虑到缩放,我们表明,确实硬和静态的X射线双星,LINER,FR I射电星系,和BL Lacs可以统一和落在一个共同的无线电/X射线相关。这表明喷流支配是吸积黑洞系统光度演化的一个重要阶段。
2003-11-04 astro-ph
High Energy Radiation from Neutron Star Binaries
本文综述了我们目前对低质量X射线双星中老的吸积中子星的硬X射线辐射性质的认识。硬X射线组件扩展到几百千电子伏的能量已经清楚地检测到在源的环礁和Z类。这些硬组分的存在和特性进行了讨论,在源属性和状态。硬X射线的分光光度与质量吸积率之间存在着一个整体的正相关关系,这种关系在大范围光度的不同源以及经历状态变化的单个源上都是明显的。第二个,但未知的,控制硬X射线发射的参数的证据正在出现。我们画了一个平行的X射线双星托管恒星质量吸积黑洞的光谱特性,并得出结论,在仅仅是现象学的水平,似乎有一个密切的相似之处之间的光谱特性的黑洞候选人在其高和中间状态和Z-源。我们简要地提到模型,已提出的硬X射线发射的中子星低质量的X射线双星和评论的前景,在积分时代。
2002-07-10 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
Predicting the Properties of Binary Stellar Systems: The Evolution of Accreting Protobinary Systems
我们研究双星系统的形成。我们考虑一个模型,其中的“种子”原双星系统的形式,通过分裂,在一个崩溃的分子云核心和发展到其最终质量的吸积材料从一个下落的气体信封。这种吸积改变了双星的质量比和轨道,并且是形成拱星盘和/或拱双星盘的主要原因。鉴于这个模型的二元形成,我们预测的二元系统的性质,以及它们如何依赖于分子云核心内的初始条件。我们预测,应该有一个连续的趋势,这样更接近的双星更有可能有相等的质量组件,更有可能有环双星盘比更广泛的系统。比较我们的观测结果,我们发现,所观察到的质量比分布的双星和作为分离的函数的环双星盘的频率是最容易复制的,如果祖分子云核具有均匀和1/r(例如高斯)与近均匀旋转的径向密度分布。这与观测到的星前核的性质非常一致。相反,我们发现,所观察到的性质的双星不能被复制,如果云核是在固体旋转,并具有初始密度分布是强烈的中心凝聚。最后,与径向速度搜索太阳系外行星的结果一致,我们发现很难形成一颗距离小于10天文单位的太阳型恒星的褐矮星伴星,但是褐矮星伴星的频率应该随着距离的增大或质量的降低而增加。
2000-02-07 astro-ph
X-ray energy and power spectra of Seyfert 1 and Narrow Line Seyfert 1 galaxies: comparison to Black Hole Binaries
我回顾观测数据的X射线能谱和变化的塞弗特1和窄线塞弗特1星系,并比较它们的黑洞二(BHB)系统。在超大质量和恒星质量的黑洞吸积系统之间,时间平均性质(即能谱)的相似性似乎大于时间变化。Seyfert 1星系的能谱在低/硬态下与BHB相似,但Sy 1星系的功率谱介于BHB的硬态和软态之间。越来越多的证据表明,NLSy 1的吸积速率比Sy 1高,这支持了它们对应于BHB软态的观点。同样,它们在光谱特性上比在时间特性上更类似于它们的恒星。我简要地概述了一些理论观点,这些理论观点对这些差异提出了解释。
2001-01-04 astro-ph
Spectral Signatures of KiloHertz Quasi-Periodic Oscillations from Accreting Neutron Stars
本文描述了在中子星X射线双星中发现的毫秒计时特性和光谱特性之间的相关性,并解释了它们与系统中的吸积流之间的关系。利用联合定时和光谱观测来检验强场广义相对论的一个关键预言--边缘稳定轨道的存在,并给出了对中子星x射线双星4U 1820 -303的观测结果,表明边缘稳定轨道的特征已被探测到。
2000-08-28 astro-ph
Log N -- Log S distributions of accreting and cooling isolated neutron stars
我们的模型人口孤立中子星在银河系的轨道和磁旋转的演变。结果表明,在流量低于$\sim 10^{-13}$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1},$时,吸积体比冷却器更丰富,可以预言在{ \it Chandra}和{ \it Newton}处每平方度应观测到一颗吸积中子星$\sim 10^{-16}$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}.$的通量极限与孤立中子星有关的软ROSAT源只有在中子在过去的$\sim 10^6$年中,太阳附近的恒星诞生率比由射电脉冲星观测推断的要高。
2003-06-20 astro-ph
High Resolution X-ray Imaging of a Globular Cluster Core: Compact Binaries in 47Tuc
利用Chandra X射线天文台获得了球状星团47 Tuccino(NGC 104)的高分辨率(<1”)深X射线图像,研究了致密双星在高密度核心的星群分布。70千秒的曝光揭示了星团中心集中的微弱(Lx ~10^{30-33} erg/s)X射线源,其中至少有108个位于中心2 arcmin × 2.5 arcmin范围内,至少有一半的Lx <10^{30.5} erg/s。所有最近通过射电观测精确定位的15毫秒双星(MSP)都被识别出来,尽管有两颗还没有被钱德拉发现。X射线光谱和时间特征,以及哈勃太空望远镜的初步光学鉴定,表明>~50%是毫秒双星,~30%是吸积白矮星,~15%是耀斑爆发中的主序星双星,只有2到3个是静止的低质量X射线双星,包含中子星,常规的MSP祖先。导出了星系团中吸积中心黑洞质量的近似上限为~ 470 Msun。这些观测提供了第一张球状星团的X射线“色星等”图,以及对其致密天体和双星群体的普查。
2001-05-30 astro-ph
The Determination of the `Diffusion Coefficients' and the Stellar Wind Velocities for X-Ray Binaries
中子星的分布由Fokker-Planck方程的定态解确定。在这项工作中,使用所观察到的四个系统的周期变化:船帆座X-1,GX 301-2,Her X-1和Cen X-3,我们确定D,'扩散系数',参数从福克-普朗克方程。利用船帆座X-1和GX 301-2这两个由恒星风吸积的系统的D对速度的强依赖性,我们确定了恒星风的速度。对于湍流速度的不同假设,我们得到了$V=(660-1440) km s ^{-1}$。与其它方法测定的星风速度符合较好。我们还确定了X射线谱仪中“扩散过程”的特征时间尺度。它是200秒的数量级的风馈恒星和1000-10000秒的磁盘吸积系统。
1995-04-20 astro-ph
Jets from X-ray binaries
相对论性外流,或称“喷流”,是与吸积相对论性天体(包括X射线双星)有关的最明显、最重要但解释不清的现象之一。在过去的十年中,我们已经观察到高度相对论性的流动,由此产生的原位粒子加速在ISM中,并开始挖掘的微妙之处的吸积-流出耦合的时间尺度从秒到年。在这一章中,我将试图主观地描述2003年初对来自X射线双星的喷流的研究状况。
2003-08-28 astro-ph
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。
2008-01-17 astro-ph
Rapid Oscillations in Cataclysmic Variables, and a Comparison with X-Ray Binaries
本文比较了激变变星和X射线双星中快速振荡的一些性质。除了早先认识到这两种类型具有相同的高频和低频准周期振荡之间的相关性,我们现在已经发现,矮新星VW Hyi在其爆发的后期阶段显示出在某些中子星和黑洞X射线双星中看到的1:2:3谐波振荡。我们指出,矮新星WZ Sge的行为有一些相似之处的吸积毫秒双星。
2004-09-01 astro-ph
Jets from black hole binaries and Galactic Nuclei
相对论流出是吸积黑洞中的一种常见现象。尽管在尺度上有巨大的差异,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)稳定的紧凑喷流与平坦的频谱,和2)零星的扩展喷流与陡峭的频谱和明显的超光速运动。此外,最常见的一类伽马射线暴是来自超相对论喷流的余辉,与宇宙学距离上的黑洞形成有关。
2000-05-09 astro-ph
Discovery of a High-Latitude Accreting Millisecond Pulsar in an Ultracompact Binary
我们已经确定了第三个已知的吸积动力毫秒脉冲星,XTE J0929 - 314,与罗西X射线定时探测器。源是一个微弱的,高银河纬度的X射线瞬变(d>~5千秒差距),在2002年4月至6月爆发。185 Hz(5.4 ms)脉动的分数均方根幅度为3 - 7%,通常为宽正弦曲线,但偶尔出现双峰。硬X射线脉冲比软X射线脉冲早到达770微秒。这颗脉冲星以-(9.2 +/-0.4)* 10 ^-14 Hz/s的平均速率向下旋转;向下旋转的扭矩可能来自与吸积盘的磁耦合、磁流体动力学风或来自快速旋转的脉冲星的引力辐射。脉动被一个43.6分钟的超紧凑双星轨道调制,产生了任何双星中最小的测量质量函数(2.7 * 10 ^-7 M_sun)。双星参数表明,该双星有一个大约0.01 M太阳的白矮星施主和一个中等偏高的倾角.我们注意到,所有三个已知的吸积毫秒双星的X射线瞬态非常接近的双星具有极低的质量转移率。这是一个重要的物理线索,决定了在低质量X射线双星中是否检测到持续的毫秒脉动。
2002-08-01 astro-ph
Microquasars as sources of high energy phenomena
相对论流出是吸积黑洞中的一种常见现象。尽管在尺度上有巨大的差异,吸积恒星质量的黑洞(X射线双星)和超大质量的黑洞产生的喷流具有相似的物理性质。在这里,我回顾了微类星体作为相对论喷流,伽马射线,宇宙射线和高能中微子的来源。
2002-11-05 astro-ph
The rp Process Ashes from Stable Nuclear Burning on an Accreting Neutron Star
计算了吸积中子星稳定核燃烧过程中的核合成。这适用于低质量X射线双星中以近爱丁顿速率吸积的弱磁性中子星和大多数吸积的X射线双星。我们证明了核燃烧是通过快速质子俘获过程(rp过程)进行的,并使核远离铁族。原子核的最终混合物由质量范围在大约A=60和A=100之间的元素组成。灰烬的平均核质量取决于氦通过(α,p)反应燃烧的程度,并取决于局部吸积率。我们的研究结果表明,这些吸积中子星的地壳是由一个复杂的混合物的重核,其热,电和结构特性的重要影响。我们的研究结果表明,一个不纯的地壳晶格将具有主要由杂质散射决定的电导率,这使得磁场的欧姆扩散比以前估计的要快。
1999-05-20 astro-ph
The Influence of the Initial Mass Function on Populations of X-ray Binaries After a Burst of Star Formation
在这篇文章中,我们使用“情景机”-人口合成模拟器-计算人口的演变选定类型的X射线源后,恒星形成爆发的总质量在双星$1.5\cdot10^6 M_{\odot}$在第一个20万年爆发后。计算了四种类型的源:瞬变源-与Be-星吸积的中子星;与超巨星成对吸积的中子星;类天鹅X-1源-与超巨星吸积的黑洞;超吸积的黑洞。我们在质量函数中使用了两个$α- coefficient$值:2.35(Salpeter函数)和1.01(“平坦光谱”)。对质量函数的两个上限值进行了计算:120和30 $M_{\odot}$。对于平坦频谱,所有类型的源的数量显著增加。当质量上限降低到黑洞形成的临界质量以下时,中子星的瞬变源的数量将增加到$\approx 300$。给出了源数随时间变化的近似公式。
1999-01-03 astro-ph
The variability plane of accreting compact objects
最近的研究表明,软态黑洞X射线双星和活动星系核在由黑洞质量、吸积率和特征频率定义的空间中占据一个平面。我们表明,这个平面可以扩展到硬态对象,如果一个允许一个恒定的偏移的频率在软和硬状态。在一个状态转换的频率迅速从一个缩放移动到另一个取决于一个额外的参数,可能的磁盘分数。频率、质量和吸积率之间的关系可以进一步扩展到包括弱吸积的中子星。我们探讨,如果较低的kHz QPO的中子星和矮新星振荡的白矮星可以包括以及讨论的物理意义的发现的相关性。
2007-06-20 astro-ph
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。
1995-09-27 astro-ph
The observability of old neutron stars accreting the interstellar medium: III. The solar proximity
老的孤立的吸积中子星可能出现在ROSAT全天巡天探测到的不明软X射线源中。我们认为,位于太阳附近最近的过密区域的ONS识别的机会更大。特别是,我们认为中性氢壁在银河系第二象限($15^\circ < l < 150^\circ$),缩小估计的轮廓的本地泡$\approx 16-30$ pc。由于它们的邻近性,我们期望在0.2- 2.4 keV波段中的相对高的通量极限($\sim 0.1$计数/秒)下可检测到$\sim 10$ ONS。这意味着在这个阈值以上的未识别源中,约有5%可能是ONS。没有光学对应物存在,但可以使用EUVE Lex滤波器在最高灵敏度极限下检测到来自这些物体的EUV发射。
1995-09-19 astro-ph
X-ray binaries
本文综述了X射线双星吸积中子星的核天体物理学研究进展。我们总结了开放的天体物理学问题,根据最近的观察和它们的关系,基本的核物理。本文还讨论了核物理,特别是X射线爆发的最新进展。
2006-08-01 astro-ph nucl-ex
Conditions for Steady Gravitational Radiation from Accreting Neutron Stars
研究了引力波和吸积驱动的低质量X射线双星和类似系统中中子星r模的角速度、核心温度和(小)振幅的演化。确定了演化到稳定平衡态(引力波通量与平均X射线通量成正比)所需的条件。为了与从中子星冷却的观测中得出的结论保持一致,核心中子被认为是正常的,而核心质子和超子以及地壳中子被认为是单线态超流体。阻尼的主要来源是超子体粘滞性(如果地核的大部分至少是核密度的2- 3倍)和地核-地壳边界层内的(e-e和n-n)剪切粘滞性(可能还有磁)。研究发现,如果超子的超流转变温度足够小($\lesssim 2\times 10^9$ K),就可以达到一个稳定的平衡态,这使得来自Sco X-1和其他几颗低质量X射线双星中的中子星的引力辐射有可能被第二代LIGO(和VIRGO)阵列探测到.
2002-07-26 astro-ph gr-qc
Gravitational Waves from Low-Mass X-ray Binaries: a Status Report
总结了快速吸积中子星自旋周期的观测结果。如果引力辐射负责平衡在观测到的~300 Hz的自旋频率下的吸积扭矩,那么这些系统中最明亮的系统将成为LIGO-II及以后的优秀引力波源。本文综述了引力波发射的两种机制:形变中子星壳的质量四极辐射和中子星核中r模脉动的电流四极辐射的理论研究进展。
2000-01-08 astro-ph gr-qc
Gravitational Radiation Evolution of Accreting Neutron Stars
本文分析了低质量X射线双星和类似系统中中子星的引力波和吸积驱动演化,而辐射扰动的幅度(这里假设为r模)仍然很小。如果恒星的大部分是超流体,(与温度无关的)相互摩擦支配着普通(与温度相关的)剪切粘度,那么恒星的模式振幅和角速度会围绕它们的平衡值振荡,周期至少为几百年。计算了由此产生的中子星温度的振荡。对于温度依赖的粘度,平衡是稳定的一般条件被发现。
2001-07-13 astro-ph gr-qc