Truncated accretion discs in black hole X-ray binaries: dynamics and variability signatures
观测到黑洞X射线双星(BH-XRB)在不同的能量范围和时间尺度上具有不同的特征。BH-XRB中不同光谱态的物理起源及其与吸积盘的关系仍然是难以捉摸的。为了研究BH-XRB爆发过程中的中间态,我们采用广义相对论磁流体动力学(GRMHD)框架,在轴对称和自适应加密网格下模拟了克尔黑洞周围的截短吸积盘。此外,我们还进行了辐射转移计算,了解光盘动力学的影响,对排放。动力学上,截断吸积盘的内边缘以准周期方式振荡(QPO)。$(ν_{\rm QPO, max})$的QPO振荡频率随磁场强度和磁电阻率的增大而增大。然而,随着截断半径增加,$ν_{\rm QPO, max}$减小。在我们的仿真模型中,频率在$7\times(10M_{\odot}/M_{\rm BH})$ Hz $\lesssimν_{\rm QPO, max}\lesssim20 \times (10M_{\odot}/M_{\rm BH})$ Hz之间变化,这在低频QPO的范围内。我们进一步发现在振荡过程中的高吸积阶段的瞬态冲击的证据。这样一个短暂的激波就像一个延伸的热激波后日冕,围绕着黑洞,对黑洞的辐射特性产生影响。辐射转移的计算表明,这些振荡的调制形式的吸积盘的边缘增亮结构的签名。
2022-10-18 astro-ph.HE
Simultaneous independent measurements of a truncated inner accretion disc in the low/hard state of GX 399$-$4
我们目前的结果,从最近的三个XMM牛顿观测GX 339 $-$ 4在低/硬状态,在一个明亮的(峰值$\sim 0.05$ L $_{\rm Edd}$)失败的爆发衰变。独特的是,这是第一次使用成像模式对该源进行XMM-牛顿EPIC-pn观测,这显着提高了手头数据的质量。特别是,由于更大的可用带通,这允许对热吸积盘组件和光电吸收水平进行前所未有的约束。利用加宽的Fe K $α$谱线和吸积盘分量同时测量了吸积盘的内径。这两种方法一致,并且在三个时期内测量的半径显示出良好的一致性。我们发现,内半径是在20-30 $r_{\rm g}$,增加了越来越多的直接证据截断的内部吸积盘在低/硬状态。
2014-11-26 astro-ph.HE
A strongly truncated inner accretion disk in the Rapid Burster
中子星(NS)低质量X射线双星(LMXB)快速爆发(RB; MXB 1730-335)独特地显示了I型和II型X射线爆发。后者的起源是不好理解的,但已被链接到磁层门的吸积流。我们提出了一个光谱分析的同时斯威夫特,NuSTAR和XMM牛顿观测的RB在其2015年爆发。虽然之前已经观察到宽的Fe-K线,但我们的高质量观测使我们能够首次使用相对论反射模型来模拟这条线。我们发现,磁盘强烈截断在$41.8^{+6.7}_{-5.3}$引力半径($\sim 87$公里),这支持磁层II型爆发模型和强烈disfavorites模型,涉及在最里面的稳定圆轨道的不稳定性。假设RB磁场确实截断磁盘,我们发现$B = (6.2 \pm 1.5) \times 10^8$ G,大于通常推断的NS LMXB。此外,我们发现了一个低倾角($i = 29\pm2^{\rm o}$)。最后,我们对RB谱中康普顿化和热分量的来源进行了评述。
2016-12-01 astro-ph.HE
Anti-correlated time lags in the Z source GX 5-1: Possible evidence for a truncated accretion disk
本文通过对不同能量X射线之间的时间滞后的详细研究,探讨了中子星源GX 5-1的内吸积盘的性质。利用互相关分析,我们发现了几十到几百秒量级的反相关硬、软时滞,对应的强度状态主要是水平支(HB)和上正常支(NB)。模型的独立和非独立谱分析表明,在这些时间滞后的吸积盘的结构显着变化。东方和西方的方法被用来展开的X射线连续谱和系统的变化,观察到在软,硬光谱成分。这些变化以及准周期振荡(QPO)频率的系统性变化使得吸积盘的几何形状被截断变得非常明显。能谱和功率密度谱的同时研究表明,水平分支振荡(HBO)的产生与吸积盘中的康普顿化区密切相关,而与吸积盘中的盘成分无关.我们发现,随着HBO频率从硬顶点到上HB的降低,盘温度随着日冕温度的增加而增加,这与黑洞双星中QPO频率的降低伴随着盘温度的降低和日冕温度的同时增加的变化形成鲜明对比。我们讨论的背景下,在磁盘的内部区域的冠状物质的再凝聚的结果。
2012-04-24 astro-ph.HE
Formation of Overheated Regions and Truncated Disks around Black Holes; Three-dimensional General Relativistic Radiation-magnetohydrodynamics Simulations
利用三维广义相对论辐射磁流体动力学模拟了恒星质量黑洞周围的吸积流,发现相对冷的盘($\gtrsim 10^{7}$ K)在黑洞附近被截断.在截断半径内出现热的和较低密度的区域,其气体温度为$ \gtrsim 10^9$ K并且比辐射温度高十倍以上(过热区域)。过热区也出现在盘的上方和下方,并夹在冷盘之间,导致有效的康普顿上散射。截断半径是$\dot{M} \sim L_{\rm Edd}/c^2$的$\sim 30 r_{\rm g}$,其中$r_{\rm g}, \dot M, L_\mathrm{Edd}, c$是引力半径、质量吸积率、爱丁顿光度和光速。我们的结果是一致的观察非常高的状态,即截断盘被认为是嵌入在热稀薄区域。随着质量吸积率$\dot{M} \sim 100 L_{\rm Edd}/c^2$的增加,截断半径向内移动到$\sim 10 r_{\rm g}$,这非常接近于最内侧的稳定圆形轨道。这个模型对应于超薄磁盘状态观察到的超发光X射线源。尽管康普顿冷却有效地降低了气体温度,但过热区会缩小,但在$\dot{M} \lesssim 100L_{\rm Edd}/c^2$范围内,双晶结构并没有消失。我们的模拟还表明,在过热区域的气体温度取决于黑洞的自旋,这将是由于有效的能量传输从黑洞到磁盘通过坡印廷通量,导致气体加热。
2016-05-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Accretion environments of active galactic nuclei
本文研究了超大质量黑洞在环核区漫游并通过那里的星际介质时活动星系核的吸积环境。预计星际物质将发生Bondi-Hoyle-Lyttleton型吸积,并从尾激波区出现被黑洞引力场捕获的物质吸积流。由于被困物质很可能具有一定量的特定角动量,吸积流最终在黑洞周围形成吸积环。最近的研究表明,吸积环由一个厚的包层和一个薄的核组成,在包层和核中,角动量分别从面向黑洞的内侧转移到对侧。结果是,从包层向外延伸出厚的吸积流和排泄流,从核向外延伸出薄的吸积盘和排泄盘。薄的排泄盘预计在一定距离处终止形成排泄环,而厚的排泄流被认为是流向无穷远的超音速风。来自吸积环的厚的排泄流预期与朝向吸积环的吸积流相互作用并且被准直成双极锥。这些照片提供了一个可能的指导方针来解释从观测建议的整体吸积环境。
2021-09-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Reflares and Outburst Evolution in the Accreting Millisecond Pulsar SAX J1808.4-3658: a Disk Truncated Near Co-rotation?
吸积毫秒X射线脉冲星SAXJ1808.4 - 3658在主爆发结束后表现出特殊的低光度状态,称为“反射”。在这个阶段,X射线源的光度在不到1-2天的时间内变化高达3个数量级。观测到的最低X射线光度达到~ 1 e32 erg/s,仅比其典型的静态水平亮几倍。我们调查了2008年和2005年SAXJ1808.4 -3658的爆发状态,以确定是否有任何证据表明吸积流相对于主爆发发生了变化。我们进行了多波长的光度和光谱研究,2005年和2008年的反射与观测活动期间收集的数据,涵盖近红外,光学,紫外线和X射线波段。我们发现,近红外/光学/紫外辐射,预计一些从外部吸积盘显示的光度变化是1- 2个数量级的浅于X射线。在反射过程中观察到的X射线光谱状态基本上不改变与X射线光度表示一个相当稳定的配置的吸积流。我们调查的最可能的配置的吸积流的最里面的区域,我们推断一个吸积盘截断或附近的共同旋转半径。我们解释这些发现是由于一个强大的外流(由于螺旋桨效应)或被困盘(有限/无外流)的吸积流的内部区域。
2015-04-20 astro-ph.HE
Polarization Signatures of Quasi-Periodic Oscillations in Simulated Tilted, Truncated Disks
本文通过广义相对论磁流体动力学模拟与蒙特卡洛辐射输运,研究倾斜截断黑洞吸积盘中准周期振荡的偏振特征,并评估当前及未来X射线偏振观测站探测这些效应的可行性。
2025-08-25 astro-ph.HE
Galactic-scale Feeding Reveals Warped Hypermagnetized Multiphase Circumbinary Accretion Around Supermassive Black Hole Binaries
本研究通过星系尺度物质补给的模拟,揭示了超大质量黑洞双星周围超磁化、多相、偏心扭曲的环双星吸积盘及双极磁塔状外流,深化了对双星演化真实吸积条件的理解。
2025-04-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Accretion-modified Stars in Accretion Disks of Active Galactic Nuclei: Gravitational Wave Bursts and Electromagnetic Counterparts from Merging Stellar Black Hole Binaries
最近LIGO/Virgo对双星黑洞(BBH)合并产生的引力波(GW)的探测,特别是对可能与类星体有关的GW 190521的探测,重新激发了人们对活动星系核(AGN)作为合并BBH工厂的兴趣。在超大质量黑洞(SMBH)吸积盘的稠密气体环境中,由大质量恒星演化而来的致密天体被大质量包层包裹而形成吸积改性星(AMS)。我们发现,大多数AMS形成双星由于相互之间的引力相互作用,在径向迁移的SMBH磁盘,形成BBHS内的AMS。当BBH诞生时,它的轨道最初由SMBH的潮汐力矩控制。Bondi吸积以超爱丁顿速率自然发展,然后控制其轨道的演化。我们发现,邦迪吸积导致有效地删除的轨道角动量的二元,其最终合并产生GW爆发。与此同时,Blandford-Znajek机制泵出合并BH的自旋能量以产生电磁对应物(EMC)。此外,超爱丁顿吸积到BBH发展强大的外流,并触发邦迪爆炸,这表现为一个EMC的GW爆发,这取决于吸积流的粘度。Bondi球的热辐射是电磁兼容的一种。BBH以LIGO可访问的频率$\sim 10^{2}\,$ Hz辐射GW。
2021-06-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Evidence for a Truncated Accretion Disc in the Low Luminosity Seyfert Galaxy, NGC 7213?
本文给出了低光度塞弗特星系NGC 7213的宽波段0.6-150 keV朱雀和雨燕BAT光谱。时间平均的连续辐射很好地符合光子指数γ = 1.75的单一幂律,并且考虑到费米通量极限,我们将高能截止限制为350 keV < E < 25 MeV。在Suzaku谱中强烈地探测到6.39 keV近中性铁K_α和高电离铁Fe_(xxv)和Fe_(xxvi)的线发射,进一步证实了Chandra和XMM-Newton的观测结果。我们发现Fe_(xxv)和Fe_(xxvi)发射的质心能量分别为6.60 keV和6.95 keV,后者在朱雀谱中似乎是可分辨的。结果表明,Fe_(xxv)和Fe_(xxvi)的发射可以由柱密度为N_(H)~ 3 × 10^(23)cm^(-2)的高度光电离等离子体产生。康普顿反射分量,例如,起源于光学厚度的吸积盘或康普顿厚度的环面,在这个活动星系核中要么非常弱,要么不存在,对着X射线源< 1 sr,与以前的发现一致。事实上,没有中性或电离康普顿反射加上缺乏任何相对论性的铁K签名的频谱表明,一个内部的,光学厚吸积盘是不存在的这个来源。相反,吸积盘可以被截断,内部区域可能被康普顿薄辐射无效吸积流所取代。因此,Fe_(xxv)和Fe_(xxvi)发射都可能起源于电离物质,可能位于热的内流和冷的截断吸积盘之间的过渡区,距离黑洞大约10^(3)- 10^(4)引力半径。未分辨的…
2010-06-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
The role of failed accretion disk winds in active galactic nuclei
观测和理论证据都指出,活动星系核(AGN)的基本成分是源自吸积盘的外流。这些外流可具有一个以上的分量,例如无约束超音速风和失效风(FW)。后者是对辐射驱动的盘外流的模拟的预测,该模拟表明,前者伴随着内部故障组件,在该组件中,流努力逃离超大质量黑洞的强引力。这一FW分量为解释活动星系核的各种唯象分量提供了一个物理框架。在这里,我们简要地讨论其中的几个:宽线区,X射线遮光剂,和X射线日冕。
2020-02-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Emergence of hot corona and truncated disk in simulations of accreting stellar mass black holes
通过二维流体动力学模拟10太阳质量黑洞吸积流,发现热冕与截断薄盘自然形成,随吸积率增加冕收缩且薄盘内移,并在临界吸积率下消失,解释了XRBs硬态。
2024-04-25 astro-ph.HE
A Generalised Bondi Accretion Model for the Galactic Centre
我们开发了一个分析,稳态模型的气体环境在静止的星系核。我们假设质量是由一个球对称分布的恒星风不断提供的,而重力完全是由于一个中心的超大质量黑洞。我们表明,在一些有限的半径,开普勒速度是可比的风速,体积速度消失。在该半径以下产生的物质将被吸积到黑洞上,而在它之外的物质将逃离系统。在某些条件下,流动在两个区域都可能变成超音速.我们获得的流体动力学变量的径向轮廓,并验证它们使用随时间变化的流体动力学模拟。我们描绘的条件下,辐射冷却可以忽略不计,并预测从这样一个系统的自由自由X射线发射的光度和光谱。我们讨论我们的解决方案,我们自己的银河系中心和其他静止的星系核的应用。
2018-05-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Millimeter Flares and VLBI Visibilities from Relativistic Simulations of Magnetized Accretion onto the Galactic Center Black Hole
最近的VLBI观测银河系中心黑洞候选者Sgr A* 在1.3毫米显示源结构的事件视界尺度。这种检测能够直接比较的发射区域与模型的吸积流到黑洞。本文给出了广义相对论MHD模拟数据的含时辐射转移的第一个结果,并将模拟的黑洞自旋a=0.9的同步辐射图像与VLBI测量结果进行了比较。在调整吸积率以匹配毫米通量之后,我们发现预测的和观察到的粒子数之间非常一致,即使是在正面观察时(i < 30度)。在2000- 3000 km基线上的VLBI测量应该限制倾斜。这些数据将吸积速率限定为(1.0-2.3)× 10 ^-9 M_sun / yr,置信度为99%,这与之前根据光谱和偏振测量得出的估计值一致,但与之无关。最后,我们计算的光变曲线,这表明磁湍流可以直接产生耀斑事件与0.5小时的上升时间,2-3.5小时的持续时间和40-50%的通量调制,在毫米波长的观测Sgr A* 一致。
2009-09-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Three-dimensional Radiative Properties of Hot Accretion Flows onto the Galactic Centre Black Hole
通过求解辐射转移方程,研究了银河系中心超大质量黑洞附近磁流体动力学吸积流模型与观测到的Sgr A* 谱的三维辐射性质.结果表明,射电辐射的中心大于事件视界阴影的大小,其峰值位置偏离引力中心。我们还发现,自吸收同步辐射的热电子的叠加在几十个Schwartzschild半径可以解释低于临界频率$ν_{c}\approx 10^{12}$ Hz的低频光谱。在临界频率以上,热电子的同步自康普顿辐射可以解释最近近红外观测中的可变辐射。与Ohsuga等人(2005)的研究不同,我们发现不同质量吸积速率下的热电子韧致辐射X射线谱与{ \it Chandra}观测到的Sgr A* 的耀斑态和静止态都是一致的。
2009-06-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraints on the Viscosity and Magnetic Field in Hot Accretion Flows around Black Holes
研究了低光度活动星系核(LLAGN)中热吸积流的粘滞系数和磁场参数的大小。理论研究表明,一个几何薄,光学厚盘截断质量吸积率小于一个临界值的质量垂直蒸发从磁盘的日冕,截断区域所取代的平流为主的吸积流(ADAF)。这种截断的临界吸积率是粘性和磁场的函数。对文献中发表的一些LLAGN的X射线光子指数和光谱拟合的观测分别提供了临界质量吸积率和截断半径的估计。通过将观测结果与理论预测进行比较,估算了热吸积流区的粘滞系数和磁场参数。具体而言,质量吸积率推断在不同的来源约束的粘度参数,而截断半径的磁盘,从光谱拟合推断,进一步约束的磁场参数。据发现,在电晕/ADAF的粘度参数的值的范围从0.17到0.5,与值聚集约0.2-0.3。磁压力所需的相对较小的截断半径的一些LLAGN和被发现是一样高的气体压力的均分值。粘度参数的推断值与恒星质量黑洞X射线瞬态非定常吸积的观测结果一致。这种一致性提供了支持的范例,一个几何薄盘截断的质量蒸发过程中,从磁盘的日冕在低质量吸积率。
2013-06-25 astro-ph.HE
Accretion-modified Stars in Accretion Disks of Active Galactic Nuclei: Slowly Transient Appearance
在活动星系核(AGN)的超大质量黑洞(SMBH)的吸积盘中存在着致密天体,在这样的致密环境($\sim 10^{14}\,{\rm cm^{-3}}$)中,它们将形成一种新的恒星群体,称为吸积修正星(AMS)。这一假设得到了最近LIGO/Virgo探测到的超大质量恒星双星黑洞(BH)合并的支持。我们表明,TZO将被捕获的SMBH盘在一个典型的活动星系核的寿命。在SMBH盘的背景下,BHD上的Bondi吸积速率是$\sim 10^{9}L_{\rm Edd}/c^{2}$,其中$L_{\rm Edd}$是爱丁顿光度,$c$是光速。从超爱丁顿吸积发展的外流强烈影响的Bondi球,并诱导幕式吸积。我们发现,超爱丁顿吸积将停止后的吸积间隔$t_{\rm a}\sim 10^{5}m_{1}\,$ s,其中$m_{1}=m_{\bullet}/10\sunm$是BH质量。在$t_{\rm a}$期间积累的外流动能相当于10颗超新星驱动邦迪球爆炸并产生冲击波。我们证明了由冲击波加速的相对论电子产生的同步辐射耀斑在软X射线波段($\sim 0.1\,$ keV)达到峰值,这对典型射电宁静类星体的射电、光学、紫外和软X射线辐射有重要贡献。电子的外部逆康普顿散射在$40\,$ GeV附近达到峰值,并且可以通过{ \it Fermi}-LAT检测到。耀斑随$t^{-6/5}$衰减几个月,将表现为缓慢变…
2021-04-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
AGN cool feedback and analogy with X-ray binaries: from radiation pressure to cosmic ray driven outflows
冷外流现在在星系中很常见,但它们的物理起源和驱动机制仍然不清楚。活动星系核(AGN)反馈可能通过宇宙射线(CR)和尘埃上的辐射压力加速冷星系外流。在这里,我们调查的CR和辐射反馈的活动星系核的相对重要性,我们分析的物理条件流出发射作为一个功能的黑洞吸积流模式。我们假设从活动星系核喷流起源的CR,并考虑与银河系X射线双星的类比,从而喷流是突出的低吸积率(硬态)和淬火在高吸积率(软态)。我们发现,CR驱动的外流可以在低吸积率和大半径供电,而辐射压力驱动的外流占主导地位,在高吸积率和小半径。因此,两个AGN反馈机制-CR和辐射压力的尘埃-可能发挥互补作用,在驱动冷外流星系尺度。从辐射压力驱动的外流在较高的吸积率的CR驱动的外流在较低的吸积率的过渡可能对应于在宇宙时间的基础吸积流模式的过渡(从一个辐射有效的吸积盘辐射效率低下的射流为主的流量)。
2022-12-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Accretion-Induced Collapse of Neutron Stars in the Disks of Active Galactic Nuclei
活动星系核盘是恒星及其致密残骸演化的丰富环境。非常稠密的介质有利于快速吸积,而扭矩和迁移陷阱则促进了双星的形成和合并。因此,长和短的伽马射线暴(GRB)都是可以预期的。我们发现活动星系核盘是另一个有趣现象的理想环境:中子星(NS)到黑洞(BH)的吸积诱导坍缩(AIC)。致密盘中的快速吸积可以导致NS增长到超过其状态方程所允许的最大质量的点。广义相对论磁流体动力学模拟表明,如果NS在坍缩前被一个迷你盘包围,然后迅速吸积到BH上,和/或如果NS高度磁化,则预计会有电磁信号,这是由于坍缩期间磁层的重连。在这里,我们计算的AIC和他们的位置在磁盘上的孤立的NS,并为(最初稳定)NS形成的NS-NS合并。我们发现,全球AIC率为$\sim 0.07-20$ ~Gpc $^{-3}$ ~yr $^{-1}$,我们讨论了他们的可观察的前景和签名,因为他们出现在密集的磁盘环境。
2021-03-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Role of Outflow Feedback on Accretion of Compact Objects in Accretion Disk of Active Galactic Nuclei
本文研究了活动星系核盘中致密天体的吸积过程,发现超爱丁顿吸积产生的外流反馈会间歇性截断吸积,显著降低黑洞和中子星的质量增长率,使AGN盘免受剧烈吸积破坏。
2023-03-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Black hole spin-down by truncated disc emission
对于辐射效率低的圆盘,辐射俘获对黑洞旋转演化的影响可以忽略不计.对于标准的薄圆盘模型,这是一个轻微的,但潜在的重要影响,导致平衡自旋参数值约为0.998。然而,对于光学薄的圆盘,被黑洞捕获的圆盘辐射的比例大约是两倍。在一些圆盘辐射模型中,吸积流的内部是光学上薄的、对流主导的流,并且薄圆盘在某个过渡半径R_{tr}处结束。储存在被捕获的辐射中的圆盘的热能在该半径处被释放。在这个径向光球层释放的辐射的角分布有利于它被黑洞捕获。当吸积率接近临界值时,圆盘截断半径为(2. 4)GM/c^2,辐射捕获在使黑洞向下旋转时是最有效的,这可能导致a_{eq} ~ 0.996。0.997或更小,取决于质量吸积率。对于耗散能为常数ε的吸积流,只要1- a_{eq} << 1,平衡Kerr参数服从关系1-a_{eq} \propto ε^{3/2}.在最后稳定轨道附近偏离开普勒定律超过1时,辐射俘获效应将占主导地位。百分之二
2013-03-21 astro-ph.HE
Model-Dependent Galactic Environment Effects on Multi-Transonic Accretion and Emergent Acoustic Gravity around Kerr Black Holes
West Bengal State University(西孟加拉邦立大学);Presidency University(总统大学);Ramakrishna Mission Vivekananda Centenary College(罗摩克里希纳传教士维韦卡南达百年学院)
本研究系统探讨了星系环境对旋转黑洞多跨声速吸积流的影响,发现其效应强烈依赖盘模型,暗物质贡献主导,并验证了稳态流动的稳定性。
2026-09-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Spontaneous Formation of Outflows Powered by Rotating Magnetized Accretion Flows in a Galactic Center
我们使用轴对称磁流体动力学模拟研究了如何通过旋转的弱磁化吸积流驱动外流到一个超大质量黑洞上。我们提出的模型侧重于在史瓦西半径和银河系尺度之间的中间尺度上的吸积动力学,这是$\sim$ 1-100 pc。我们证明了在秒差距尺度上形成的旋转盘通过吸积获得极向磁场,这在某个点产生不对称的双极流出。外流的形成被发现遵循磁盘表面(磁泡)周围的强磁化区域的增长。双极流出在膨胀的气泡内持续增长。我们从理论上推导了磁泡的生长条件,对应于流出增长的必要条件。我们发现双极外流的南北不对称结构起源于吸积流在盘外缘激发的复杂运动。双极流出包括多个微型流出和下行(失败流出)。微型外流来自磁集中(磁补丁)。磁块表现出向内漂移的运动,从而使流出不稳定。我们证明,向内漂移可以使用一个简单的磁补丁模型,考虑磁角动量提取建模。这项研究可能有助于了解如何不借助吸积盘的强辐射或射电喷流(如射电宁静活动星系核NGC 1377中的分子外流)的夹带,在超大质量黑洞周围产生具有复杂子结构的非对称和非稳态外流。
2021-11-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
NuSTAR Hard X-ray View of Low-luminosity Active Galactic Nuclei: High-energy Cutoff and Truncated Thin Disk
我们报告了对两个低光度活动星系核(LLAGN)NGC 3998和NGC 4579的同时XMM-牛顿+NuSTAR观测的分析。在NuSTAR观测的~3天时间内,我们没有检测到任何显著的变化。NGC 3998的0.5-60 keV宽波段光谱最适合截止幂律,而NGC 4579的宽波段光谱最适合高热等离子体模型、幂律和高斯混合的组合,以拟合在6 - 7 keV之间观察到的Fe络合物。我们的主要光谱结果如下:(1)在NGC 3998和NGC 4579中,两个源都没有表现出$3σ$反射率上限分别为$R<0.3$和$R<0.18$的反射峰;(2)NGC 4579的6-7 keV复合线可以用6.4keV的窄Fe-K线和中等宽的Fe-XXV线拟合,也可以用3条相对窄的线拟合,(3)NGC 4579通量比以前用XMM-牛顿探测到的亮度高60%,并伴有光谱硬化;(4)我们测量了NGC 3998的截止能量$E_{\rm cut}=107_{-18}^{+27}$ keV,它代表了迄今为止测量到的LLAGN的最低和最好的高能截止;(5)NGC 3998光谱与具有球形($τ\approx3\pm1$)或板状($τ\approx1.2\pm0.6$)几何形状的康普顿化模型一致,对应于20和150 keV之间的等离子体温度。我们讨论这些结果的背景下,硬X射线发射明亮的活动星系核,其他LLAGN,热吸积流模型。
2018-12-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Sustaining a Warm Corona in Active Galactic Nuclei Accretion Discs
活动星系核(AGN)吸积盘表面存在温度为$\sim 1$ keV的厚($τ_{\mathrm{T}}\approx 10$ - $20$,其中$τ_{\mathrm{T}}$为汤姆逊深度)康普顿化区。通过与反射光谱相结合,暖日冕可能是产生活动星系核X射线光谱中所见的平滑软过剩的原因。本文研究如何温暖的日冕必须调整,以维持软过剩通过大的变化,活动星系核通量。光谱从一维恒定密度和流体静力学温暖的日冕模型计算假设照明硬X射线幂律,气体密度,汤姆逊深度和日冕加热强度变化的吸积率的变化。我们确定的模型,产生温暖的日冕与温度之间的$0.3$和$1.1$千电子伏,并测量光子指数和发射通量的$0.5$ - $2$千电子伏和$2$ - $10$千电子伏波段。这些量之间的相关性和反相关性取决于暖日冕的演化和结构。通过这些相关性追踪活动星系核所遵循的路径,将限制温暖的日冕被加热和连接到吸积盘的程度。暖日冕的密度结构和日冕加热强度的变化将导致活动星系核中各种各样的软过剩强度和形状。平均而言,较大的吸积率将导致温暖的日冕,产生更强的软过剩,与当地塞弗特星系的观测一致。
2020-06-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
The very-faint X-ray binary IGR J17062-6143: a truncated disk, no pulsations and a possible outflow
我们提出了一个全面的X射线研究中子星低质量X射线双星IGR J17062-6143,它一直在低光度吸积,因为它在$2006$发现。分析NuSTAR,XMM-牛顿和雨燕观测,我们通过三种方法研究这个源的非常微弱的性质:建模的相对论反射光谱约束吸积几何,执行高分辨率X射线光谱搜索流出,并寻找最近报道的毫秒X射线脉动。我们发现一个强烈截断吸积盘在$77^{+22}_{-18}$引力半径($\sim 164$公里)假设一个高的倾角,虽然一个低的倾角和磁盘延伸到中子星不能排除。高分辨率光谱揭示了富含氧的环双星物质的证据,可能是由蓝移的碰撞电离流出造成的。最后,我们没有检测到任何脉动。我们讨论这些结果在更广泛的背景下,可能的解释持久微弱的性质弱吸积中子星。结果是一致的超紧凑的双轨道和磁截断吸积流,虽然两者都不能明确推断。我们还讨论了施主星的性质,并得出结论,它很可能是一个CO或O-Ne-Mg白矮星,与最近的多波长模型相一致。
2017-12-11 astro-ph.HE
Disk corona interaction: mechanism for the disk truncation and spectrum change in low luminosity AGN
在低光度活动星系核(LLAGN)的背景下,研究了光学厚、几何薄的吸积盘的截断问题。我们推广了黑洞X射线双星的解释框架中使用的磁盘蒸发模型,包括磁场的影响,吸积盘周围的超大质量黑洞。临界过渡质量吸积率的磁盘被截断被发现是不敏感的磁效应,但它的列入导致一个较小的截断半径相比,没有它的考虑模型。也就是说,对于标准粘度参数($α= 0.3$),薄粘性盘在小于0.03的爱丁顿比下对于LLAGN被截断。粘度参数的增加导致更高的临界过渡质量吸积率和相应的更小的截断距离,后者加剧了更大的磁能密度在磁盘中。基于这些结果,从文献中发表的LLAGN光谱拟合推断的截断半径与圆盘蒸发模型一致。从截断的几何薄吸积盘产生的红外辐射可能是在这样的LLAGN中看到的红色凸起的原因。
2012-09-22 astro-ph.HE
Accretion-modified Stars in Accretion Disks of Active Galactic Nuclei: Contribution to AGN disk viscosity
State Key Laboratory of Particle Astrophysics, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院高能物理研究所粒子天体物理国家重点实验室);School of Astronomy and Space Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学天文与空间科学学院);National Astronomical Observatory of China(中国科学院国家天文台)
本研究探讨了活动星系核吸积盘中吸积修改的恒星对粘性的影响,通过两种情景分析揭示了AMS反馈在角动量传输中的作用。
2026-02-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Self-shadowing Effects of Slim Accretion Disks in Active Galactic Nuclei: Diverse Appearance of the Broad-line Region
活动星系核中的超大质量黑洞具有很大的吸积速率变化范围,从而导致了黑洞形态的多样性。本文研究了从Shakura-Sunyaev区到具有超Eddington吸积率的细长吸积盘的宽线区(BLR)上的吸积盘的各向异性辐射效应。薄盘内部区域的几何厚漏斗产生强烈的自遮蔽效应,导致辐射场的非常强的各向异性。我们证明了辐射场的各向异性程度随着吸积率的增加而增加。由于这种各向异性,BLR云接收不同的光谱能量分布,这取决于它们相对于磁盘的位置,从而导致BLR的不同观测外观。我们表明,自阴影的内部部分的磁盘自然产生两个动态不同的区域的BLR,吸积率的依赖。这两个地区表现为运动学上不同的组成部分,广泛的H $β$线轮廓与不同的线宽和通量,共同帐户的洛伦兹配置文件通常观察到的窄线塞弗特1星系。在时间域中,这两个组件预计混响不同的时间滞后相对于不断变化的电离连续,这取决于吸积率和观察者的视角。由于各向异性电离能量源引起的BLR的多样外观可以通过H $β$和其他宽发射线(例如,\feii),为诊断BLR的结构和动力学提供了新的工具。我们的模型的其他观测结果也进行了探讨。
2014-10-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Accretion of Dissipative Dark Matter onto Active Galactic Nuclei
研究了耗散暗物质(DDM)在活动星系核(AGN)上的吸积对超大质量黑洞(SMBH)生长速率的影响。这样一种情况可以缓解与在非常早期的宇宙时间测量到的巨大SMBH相关的紧张关系,以及表明最大质量SMBH的增长发生在$z\sim6$之前的观测结果,在以后的时间几乎没有增长。这些观测结果在标准活动星系核理论中并不容易解释。我们发现一个范围内的参数空间的DDM模型,我们都期望有效的吸积发生,这是一个大样本的测量SMBHs的观察一致。当DDM吸积包括在内,这个样本的预测演变似乎是更符合关于最大BH种子质量和最大活动星系核光度的假设。
2018-09-27 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Quenching black hole accretion by active galactic nuclei feedback
对局域宇宙中许多暗星系核的观测,给出了Bondi半径处气体密度和温度的较好估计。如果我们假设黑洞以Bondi吸积速率吸积,并以低光度热吸积流的效率辐射,则预测的核光度可以显著高于观测值。因此,这些源中真实的黑洞质量吸积率可能显著小于邦迪值。活动星系核(AGN)的反馈可能是负责降低黑洞吸积率的值远小于邦迪率。本文对低光度活动星系核(LLAGNs)周围的低角动量吸积流进行了秒差距和亚秒差距尺度的二维模拟。我们考虑了LLAGN的辐射和风反馈。粒子-粒子相互作用的截面可以比光子-粒子相互作用的截面大几个数量级。因此,我们发现对于LLAGN,辐射反馈在降低黑洞吸积率方面的作用很小。然而,风反馈可以有效地降低黑洞的质量吸积率。由于吸积率的降低,黑洞的光度可以降低$\sim 33-400$倍。这些结果可能有助于解释为什么在本宇宙中的许多星系核是如此的暗淡。
2019-01-04 astro-ph.HE
Accretion-modified Stars in Accretion Disks of Active Galactic Nuclei: the Low-luminosity Cases and an Application to Sgr A$\!^{*}$
研究低光度AGN中ADAF内sMBH的吸积过程,其外流形成空腔并抑制SMBH吸积,引发准周期闪烁与耀发;应用于Sgr A*,约40太阳质量sMBH的EMRI为LISA等探测毫赫兹引力波提供理想源。
2023-11-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Supermassive black holes with high accretion rates in active galactic nuclei. XI. Accretion disk reverberation mapping of Mrk 142
我们在2019年初对高吸积率的活动星系核Mrk 142进行了密集的吸积盘混响映射活动。Mrk 142由尼尔·盖勒斯·斯威夫特天文台在X射线和6个紫外/光学过滤器中监测了4个月。从Las Cumbres天文台、利物浦望远镜和Dan Zowada纪念天文台获得的陆基光度监测使用ugriz滤光片,云南天文台使用V. Mrk 142进行,始终变化很大,显示所有波长的相关变化。我们测量不同波长光变曲线之间的显着的时间滞后,发现通过UV和光学的波长相关的滞后,$τ(λ)$,一般遵循关系$τ(λ) \propto λ^{4/3}$,如预期的$T\propto R^{-3/4}$配置文件的稳态光学厚,几何薄吸积盘,虽然也可以适合$τ(λ) \propto λ^{2}$,如预期的薄盘。例外的是u和U带,在那里观察到一个多余的滞后,已经在其他活动星系核中观察到,并归因于宽线区域产生的连续辐射。此外,我们进行了通量通量分析分离的光谱能量分布的恒定和可变的组件,发现通量依赖的可变组件是一致的$f_ν\proptoν^{1/3}$光谱预期的几何薄吸积盘。此外,X射线到紫外线的滞后从紫外线/光学趋势的外推中显著抵消,X射线与紫外线的相关性比紫外线与光学的相关性差。的紫外/光学滞后的幅度是一致的高度超爱丁顿吸积率。
2020-05-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
Magnetically elevated accretion disks in active galactic nuclei: broad emission line regions and associated star formation
我们建议,吸积盘燃料的活动星系核的支持垂直对重力的强大的环形($ϕ-$方向)磁场,自然发展的结果,吸积盘发电机。磁压将携带$R$吸积流的大部分气体提升到大高度$z > 0.1 R$和低密度,同时在赤道周围留下一个包含大部分质量的薄致密层--但贡献很少的吸积。我们表明,这样的磁盘模型自然会导致形成一个广泛的发射线区域,通过热不稳定性。外推到更大的半径,我们表明,当地的引力不稳定性和相关的恒星形成强烈抑制AGN的标准磁盘模型相比,虽然在赤道区的恒星形成预测足够高的质量供应率。因此,这类新的吸积盘模型似乎能够解决活动星系核燃料理论中两个长期存在的难题:宽发射线区域的形成和抑制碎裂,以抑制所需的吸积速率。我们表明,在银河系中心形成的恒星盘几百万年前可能是由于磁吸积事件在$> 0.1$的爱丁顿极限。
2016-09-29 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Star-disc interaction in galactic nuclei: orbits and rates of accreted stars
我们研究吸积盘对围绕中心大质量黑洞的中心星团中恒星轨道的影响,通过使用最先进的软件和加速器硬件执行一套39个高精度直接N体模拟,粒子数高达128 k。主要的焦点是黑洞对恒星的吸积率(相当于中小质量范围内黑洞的潮汐破坏率)和这些恒星的偏心率分布。我们的模拟不仅改变了粒子数,但盘模型(两种模型检查),空间分辨率在中心(其特征在于数值吸积半径)和软化长度。大的参数范围和物理上逼真的建模使我们第一次能够自信地将这些结果外推到真正的银河系中心。而在一个真正的银河系中心的粒子数和吸积半径从我们的模型,这是由数值能力的限制不同的几个数量级,我们发现,恒星吸积率收敛模型N > 32k。然而,吸积星的偏心率分布并不收敛。我们发现,有两个相互竞争的效果在工作时,提高分辨率:较大的粒子数导致一个较小的分数的恒星吸积近圆形轨道,而更高的空间分辨率增加这一部分。我们将我们的模拟扩展到附近的一些星系,发现在存在气体盘的情况下,恒星吸积(或潮汐破裂,可以观察到X射线耀斑)的预期增加约为10倍。即使有这样的推动,来自恒星的质量吸积仍然比来自圆盘的气体吸积慢约100倍。因此,恒星的吸积似乎不是黑洞质量增长的主要贡献者。
2016-04-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Accretion processes onto black holes: theoretical problems, observational constraints
本文综述了星系双星系统与活动星系核中黑洞吸积流的标准结构,比较了两类系统的异同及数据互补性,并总结了新进展与未解问题。
2023-12-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
NuSTAR and XMM-Newton observations of the 2015 outburst decay of GX 339-4
在恒星质量低/硬态的黑洞X射线双星中,吸积盘的范围仍然是一个悬而未决的问题。有一些证据表明,内部的吸积盘被截断,并被热流取代,而相对论性加宽的铁发射线的检测似乎需要一个吸积盘完全延伸到最里面的稳定圆轨道。我们对2015年秋季在爆发衰变期间拍摄的GX 339-4的六个核光谱望远镜阵列(NuSTAR)和XMM-牛顿观测进行了全面的光谱和时序分析。使用的光谱模型组成的热吸积盘,康普顿化的排放,和相对论反射组件,我们得到一个减少的光子指数,一致的X射线双星在爆发衰变。虽然,我们观察到的吸积盘和反射器,这可以解决在每个模型中的不同的基本假设的内半径的差异,两个模型组件表明截断吸积盘,随着光度降低relies。傅立叶功率谱中的特征频率的演变和它们缺失的能量依赖性支持在硬态中截断和演变盘的解释。XMM-Newton数据集使我们能够第一次研究协方差谱和比值在爆发衰减过程中的演变。协方差比的增加和陡峭的爆发衰减过程中,增加磁盘不稳定性一致。
2017-06-27 astro-ph.HE
An in-depth study of a neutron star accreting at low Eddington rate: On the possibility of a truncated disk and an outflow
由于观测的挑战,我们对中子星周围低水平吸积流的了解是有限的。我们介绍了Nustar,Swift和Chandra对低质量X射线双星IGR J17062-6143的观测,该双星自2006年以来一直在爱丁顿极限的0.1%处持续吸积。我们的同步Nustar/Swift观测表明,0.5-79 keV的光谱可以用光子指数为Gamma~2的幂律定律、温度为kT_bb~0.5 keV的黑体(可能来自中子星表面)和盘反射的组合来描述。反射谱模拟表明,内吸积盘位于距离中子星Rin>100 GM/c2(>225 km)处。这种明显的截断可能是由于内盘蒸发成辐射效率低的吸积流,或者是由于中子星磁场的压力。我们的钱德拉光栅数据揭示了可能的窄发射线近1千电子伏,可以被建模为反射或碰撞电离气体,和可能的低能量吸收功能,可能指向外流的存在。我们考虑的情况下,这个中子星已经能够维持其低吸积率通过磁抑制的吸积流,这给了一些限制其磁场强度和自旋周期。在这种配置中,IGR J17062-6143可能会表现出强烈的射电喷流以及(螺旋桨驱动的)风状外流。
2016-09-15 astro-ph.HE
Accretion in active galactic nuclei and disk-jet coupling
我们回顾了目前的状态,了解如何吸积到一个黑洞的收益,他们需要形成相对论喷流的关键要素是什么。由于对所涉及的微观物理学缺乏深入的理解,特别是在强磁场存在的情况下,理论进展严重受阻,因此所有提出的解决方案都具有模型的地位,它们的选择必须直接基于观测约束。
2015-10-15 astro-ph.HE
Accretion onto Stars in the Disks of Active Galactic Nuclei
人们认为,在超大质量黑洞上吸积的气体为活动星系核(AGN)提供了动力。恒星可能在这些盘的引力不稳定区域形成,或者可能从核星团中被捕获。由于稠密的气体环境,这些嵌入恒星的演化可能与星际介质中的恒星有很大的不同。这项工作扩展了以前的研究恒星演化在活动星系核盘探索各种方式,吸积到恒星上的活动星系核盘可能不同于邦迪吸积。我们发现,从超大质量黑洞的潮汐效应显着改变AGN磁盘中的恒星的演化,我们的研究结果并不严重依赖于对吸积流的辐射反馈的假设。因此,除了依赖于$ρ/c_s^3$,活动星系核盘中恒星的命运还敏感地依赖于到超大质量黑洞的距离和质量。这会影响到星盘中恒星爆炸发生的位置,致密的残余物形成并可能合并产生引力波的位置,以及不同类型的化学富集发生的位置。
2021-08-03 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
X-ray binary accretion states in Active Galactic Nuclei? Sensing the accretion disc of supermassive black holes with mid-infrared nebular lines
吸积状态,这是普遍观察到的恒星质量黑洞的X射线双星,也预计在活动星系核(AGN)。这是在低光度的情况下,当喷流电晕耦合占主导地位的能量输出在两个人口。由于吸积盘连续体的重氢吸收和宿主星系的星光污染,以前试图将这个框架扩展到更广泛的活动星系核人口是极具挑战性的。根据[OIV] $_{25.9μm}$和[NeII] $_{12.8μm}$中红外星云谱线通量,给出了亮度激发图(LED)。这个工具能够探测吸积盘对电离连续体的贡献。当应用到167个附近活动星系核的样本时,LED恢复了典型吸积事件期间单个X射线双星所描绘的特征Q形形态,使我们能够初步确定主要的吸积状态。软态将包括宽线塞弗特和大约一半的塞弗特2人口,显示出高度兴奋的气体和无线电安静的核心与盘主导的核一致。硬态主要包括低光度活动星系核($\leq 10^{-3}\, \rm{L_{Edd}}$),其特征是低激发射电大声核和可忽略的盘贡献。塞弗特2核的剩余一半和明亮的LINER在高吸积光度下显示出低激发,并且可以与亮硬态和中间态相识别。它们的宿主显示在千秒差距的中央正在形成恒星。我们讨论了上述情况下,其潜在的联系与星系演化的图片和可能存在的吸积状态转换的活动星系核,所建议的人口不断增长的变化看类星体。
2021-04-19 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
General relativistic radiation magnetohydrodynamics simulations of supercritical accretion onto magnetized neutron star; -modeling of ultra luminous x-ray pulsars
通过2.5维广义相对论辐射磁流体动力学模拟,我们证明了超临界吸积到非旋转,磁化中子星,其中偶极子场的磁场强度是$10^{10}$ G的恒星表面。我们发现超临界吸积流由吸积柱和截断吸积盘两部分组成。超临界吸积盘,出现在远离中子星的地方,在$\sim 3R_*$ cm附近被截断($R_*=10^6$ cm是中子星的半径),在那里通过偶极磁场的磁压与盘的辐射压平衡。圆盘在截断半径附近的角动量通过偶极场的磁矩有效地向内传输,诱导中子星的自旋。估算的自旋上升速率$\sim -10^{-11}$ s s $^{-1}$与最近对超亮X射线天体的观测结果是一致的。在截断半径范围内,气体沿着偶极场落在中子星上,导致在南北半球上形成吸积柱。柱的净吸积率和光度分别为$\sim 66L_{\rm Edd}/c^2$和$\lesssim 10L_{\rm Edd}$,其中$L_{\rm Edd}$是爱丁顿光度,c是光速。我们的模拟支持一个假设,即超发光的X射线天体是由磁化中子星的超临界吸积提供动力的。
2017-07-26 astro-ph.HE
The Inner 2 pc of Sagittarius A*: Simulations of the Circumnuclear Disk and Multiphase Gas Accretion in the Galactic Center
本文首次通过流体动力学模拟研究银河系中心恒星风与核周盘的相互作用,揭示了不稳定性增长、冷气体吸积及小吸积盘的形成机制。
2023-01-18 astro-ph.HE
Eccentric Accretion Disks in Active Galactic Nuclei
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院上海天文台)
研究揭示了超大质量黑洞周围偏心吸积流产生的偏心级联现象,解释了活动星系核的多波段辐射和变化,提出偏心吸积盘作为统一BLR和X射线冠的模型。
2026-03-30 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Accretion and jet power in active galactic nuclei
利用最近在窄线Seyfert 1星系核中发现的相对论性强喷流的数据,重新分析了活动星系核中射电响度和喷流功率随中心时空奇点质量和吸积率变化的经典图解.结果表明,Blandford-Znajek机制能够很好地解释BL Lac天体辐射的能量,但不能完全解释类星体和窄线Seyfert 1的能量。这有利于Cavaliere & D 'Elia所描述的复合喷流的场景,随着吸积功率的增加,磁层核心加上磁流体成分出现,并且圆盘成为辐射压力主导。与银河系致密天体的比较也进行了,发现一些惊人的相似之处,表明作为中子星的低质量喷流系统类似的黑洞,窄线塞弗特1星系是低质量的耀变体。
2011-08-24 astro-ph.HE
Estimating at Earth the Ultra-High Energy Neutrino Flux from the Accretion Disks in the Galactic Core
本研究通过建立模型模拟星系核内吸积盘分布,估算到达地球的超高能中微子通量,并设想利用太阳引力聚焦中微子以供航天器或宇宙射线实验观测,为研究星系核区域条件提供信息。
2023-07-31 astro-ph.HE
The disk evaporation model for the spectral features of low-luminosity active galactic nuclei
观测结果表明,低光度活动星系核(LLAGN)的吸积流可能是一个由内部的ADAF和外部的截断吸积盘组成的双组分结构。如Taam等人(2012)所示,截断半径作为质量吸积率的函数,受到磁盘蒸发模型框架内磁场的强烈影响,即,磁场的增加导致吸积盘的更小的截断半径。基于Taam等人(2012)的预测,我们计算了超大质量黑洞周围的内部ADAF +外部截断吸积盘的出射谱.发现磁场从$β=0.8$增加到$β=0.5$(磁压为$p_{\rm m}=B^2/{8π}=(1-β)p_{\rm tot}$,$p_{\rm tot}=p_{\rm gas}+p_{\rm m}$),吸积盘的光度增加$\sim 8.7$倍.我们发现,气体压力与磁压力的均分,即,$β=0.5$,未能解释观测到的$L_{\rm 2-10 keV}/L_{\rm Edd}$和测热校正$κ_{\rm 2-10 keV}$(使用$κ_{\rm 2-10 keV} = L_{\rm bol}/L_{\rm 2-10 keV}$)之间的反相关性。大值$β=0.8$或$β=0.95$的出射谱能很好地解释观测到的$L_{\rm 2-10 keV}/L_{\rm Edd}$ - $κ_{\rm 2-10 keV}$相关。我们认为,在盘蒸发模型中,电子在日冕中被假定为仅通过能量转移从离子到电子通过库仑碰撞,这是合理的吸积与较低的质量吸积率。库仑加热…
2013-08-31 astro-ph.HE
Cosmic Rays and Non-thermal Emission Induced by Accretion of Cool Gas onto the Galactic Disk
从观测和理论角度来看,我们银河系的盘面应该以~1兆太阳/年的速度通过晕吸积温度~<10^5 K的冷气体。这种吸积至少有一部分是由高速云(HVC)介导的,据观察,HVC以每秒几百公里的速度在晕中移动,偶尔会以这样的速度撞击盘,特别是在银河系的外部区域。我们解决的可能性粒子加速的冲击所引发的这种HVC吸积事件,以及随之而来的非热辐射的无线电伽玛射线波段和高能中微子的可探测性。对于合理的激波速度~300 km/s和磁场强度~0.3-10 μ G,在足够强的绝热激波中,电子和质子在其~10^6年的寿命内可能分别被加速到~1-10 TeV和~30-10^3 TeV。由此产生的π介子衰变和逆康普顿伽马射线可能是一些未被确认的银河系GeV-TeV源的起源,特别是“暗”源HESS J1503-582,它在空间上与被称为“禁止速度翼”的异常HI结构相一致。它们的位置与恒星形成区的相关性可能很弱,不存在,甚至相反。初级和/或次级电子的非热射电和X射线发射可以通过更深的观测来检测。HVC吸积对银河系宇宙射线的贡献是次要的,但在外银河系中可能是不可忽略的。由于HVC吸积引起的热辐射可能很难检测到,对这种现象的观测可能会为探测银河系和其他星系的气体吸积提供一个独特的视角。
2017-09-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Hot accretion flows in low-luminosity active galactic nuclei in NGC 4258 and NGC 7213
我们研究了两个活动星系核NGC 4258和NGC 7213的高能辐射。我们直接应用广义相对论(GR)热流模型,kerrflow,档案BeppoSAX,NuSTAR和朱雀观测这些对象。大多数这些数据集表明,约10- 20%的吸积功率用于电子的直接加热,然而,我们也发现在某些情况下,电子加热效率的显着变化的迹象。此外,所有这些X射线数据集表明,相当强的磁化流,与磁场接近均分与气体压力。将模型预测与NGC 7213的费米/LAT数据进行比较,我们可以将非热质子的含量限制在最多10%。
2023-03-03 astro-ph.HE
Supermassive Black Holes with High Accretion Rates in Active Galactic Nuclei. IV. H$β$ Time Lags and Implications for Super-Eddington Accretion
我们已经完成了两年的光度和光谱监测的大量活动星系核(AGN)的吸积率非常高。在本文中,我们报告的结果的第二阶段的运动,在2013- 2014年,和测量的五个新的H $β$时间滞后的8个监测活动星系核。这五个物体都被确认为超级爱丁顿吸积大质量黑洞(SEAMBHs)。在这次活动中测得的最高吸积率的物体是$\dot{\mathscr{M}}\gtrsim 200$,其中$\dot{\mathscr{M}}= \dot{M}_{\bullet}/L_{\rm Edd}c^{-2}$,$\dot{M}_{\bullet}$是质量吸积率,$L_{\rm Edd}$是爱丁顿光度,$c$是光速。我们发现,在SEAMBHs的H $β$时间滞后是显着短于亚爱丁顿活动星系核的测量,并增加吸积率增加的偏差。因此,宽线区尺寸($R_{_{\rm Hβ}}$)和5100埃光学光度($R_{_{\rm Hβ}}-L_{5100}$)之间的关系需要吸积率作为附加参数。我们建议,很大程度上的效果可能是由于强烈的各向异性的细长盘辐射。用黑洞的引力半径标度$R_{_{\rm Hβ}}$,定义了一个新的半径-质量参数($Y$),并证明了它在临界吸积率$\dot{\mathscr{M}}_c=6\sim 30$处饱和,表明吸积盘从薄向薄过渡,薄吸积盘的光度达到饱和.参数$Y$是一个非常有用的探针,用于理解大质量黑洞的各种吸…
2015-04-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
ULX pulsar Swift J0243.6+6124 observations with NuSTAR -- dominance of reflected emission in the super-Eddington state
我们报告了ULX脉冲星Swift J0243.6+6124的超爱丁顿态中明亮反射发射分量的发现,这是基于NuSTAR在2017年爆发期间对该源的观测。反射辐射的通量在脉冲星相位上是弱可变的,而直接辐射显示出明显更大的脉动幅度。我们建议,在这个系统中的中子星发现自己在由几何厚的超爱丁顿吸积盘的内边缘截断的脉冲星的磁场形成的井的中心。阱的纵横比为H/R \sim 1。截断盘的内边缘被吸积柱的发射连续照亮,产生弱可变反射发射。当中子星旋转时,它的辐射扫过视线,产生脉动的直接辐射。根据铁谱线的多普勒展宽,我们测量了吸积盘\sim 50 R_g的截断半径.推断的磁场的偶极分量与先前的估计一致,有利于不是很强的场。这个系统的独特性是由它的适度的超爱丁顿吸积率和适度的磁场,使截断的几何厚吸积盘的内边缘是从中子星在一个大的立体角。
2022-08-05 astro-ph.HE
Discovery of a broad iron line in the black-hole candidate Swift J1753.5-0127, and the disk emission in the low/hard state revisited
我们分析了X射线双星和黑洞候选者斯威夫特J1753.5-0127的同时存档XMM-牛顿和RXTE观测。在以前对同一数据的分析中,在X射线光谱中发现了一个软热成分,并提出存在一个吸积盘,延伸到最里面的稳定圆形轨道附近。这与标准图相反,在标准图中,吸积盘在低/硬状态下在大半径处被截断。我们测试了一些光谱模型,我们发现,其中几个适合所观察到的光谱,而不需要一个软盘样组件。这一结果意味着,在低/硬态截断吸积盘的经典范例不能排除这些数据。我们进一步发现,在这些数据中的6和7千电子伏之间的宽铁发射线。从线轮廓的拟合中,我们发现了一个在~6-16个引力半径之间的内盘半径,实际上可以更大,高达~250个引力半径,这取决于用于拟合连续体和线的模型。我们讨论的背景下,完全或部分截断的吸积盘这些结果的影响。
2009-01-15 astro-ph.HE
Super-Eddington accretion onto the Galactic ultraluminous X-ray pulsar Swift J0243.6+6124
我们报告了第一颗银河系超亮X射线脉冲星Swift J0243.6+6124在2017-2018年爆发期间的光谱行为。在亚爱丁顿能级,源光谱的特点是由三个发射分量,分别来自吸积柱,热点,和一个广泛的铁线发射区。当辐射源高于爱丁顿极限时,热点温度升高,光谱中出现两个以上的黑体分量。一个黑体分量的半径为10-20公里,可能来自吸积柱的顶部。另一个在黑体光度为(1 - 2)*10^38 erg/s时饱和,与中子星的爱丁顿极限一致。这与紧凑物体上的超爱丁顿吸积将为光学厚度的外流提供动力的情况非常一致,并表明吸积率是临界值的60-80倍。这表明磁化系统上的超级爱丁顿吸积也可以为大规模的风提供动力。在超爱丁顿层,铁谱线变得更加显著和蓝移,并被认为与中央漏斗或喷流中的超快风有关。这个源,如果位于外部星系,将像其他超亮星系一样出现。
2019-01-28 astro-ph.HE