Relativistic viscous accretion flow model for ULX sources: A case study for IC 342 X-1
在这封信中，我们开发了一个模型的形式主义来研究的结构的相对论性，粘性，光学薄，对流吸积流周围的旋转黑洞辐射冷却的存在。我们使用这个模型来研究超亮X射线源的物理参数，即质量（$M_{\rm BH}$），自旋（$a_{\rm k}$）和吸积率（${\dot m}$），分别。在这样做的同时，我们采用了最近开发的有效潜力来模仿旋转黑洞周围的时空几何。通过求解控制方程得到了以${\dot m}$和粘性参数（$α$）表示的激波诱导整体吸积解。利用激波的性质，我们计算了激波后物质（相当于激波后日冕，以下简称PSC）的准周期振荡（QPO）频率（$ν_{\rm QPO}$）。我们还计算了这些冲击解决方案的整个光盘的光度。利用我们的研究结果，我们发现，目前的形式主义是潜在的有希望的帐户观察到的$ν_{\rm QPO}$和测热光度（$L_{\rm bol}$）的一个很好的研究ULX源IC 342 X-1。我们的研究结果进一步表明，IC 342 X-1的中心源似乎是快速旋转的，并以超爱丁顿吸积速率吸积物质，前提是IC 342 X-1如先前的研究所示拥有一个大质量恒星质量黑洞（$M_{\rm BH} < 100 M_\odot$）。
2021-08-06 astro-ph.HE
Viscous propagation of mass flow variability in accretion discs
我们研究了由变化的质量供给率引起的通过圆盘的质量流率。发生可变质量供应速率，例如，在盘状态转换期间以及在相互作用的偏心双星中。然而，它是由光盘的粘性阻尼。在这里，我们详细计算了这种阻尼。我们推导出一个分析描述的传播的流量使用的解决方案的林登-贝尔和普林格尔，其中的光盘被假定为扩展到无穷大。特别是，我们推导出吸积率格林函数，其傅里叶变换，它给出了分数阻尼在一个给定的可变频率。然后，我们比较这个模型的一个有限的磁盘在其外缘的质量供应。我们发现显着的差异与无限圆盘的解决方案，我们发现高估的粘性阻尼。特别地，格林函数的渐近形式对于无限圆盘是幂律的，对于有限圆盘是指数的。然后，我们找到了后者的一个简单的拟合形式，并计算了它的傅里叶变换。通常，当盘的外边缘处的粘性时间变得比调制时间尺度长时，阻尼变得非常强。我们将我们的结果应用到一些天体物理系统。我们发现，在低质量的X射线双星，光盘的大小是可比的罗氏瓣，比在高质量的二进制文件，其中风馈光盘可以有一个小得多的大小的效果是强得多。
2009-07-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Jet production in black-hole X-ray binaries and active galactic nuclei: mass feeding and advection of magnetic fields
相对论喷流只在X射线双星（XRB）的低/硬和中间状态下被观察到，并在热状态下被关闭，但它们似乎存在于低光度和发光的活动星系核（AGN）中。人们普遍认为，强大的大规模磁场是产生喷流的关键因素;只有通过有效的外圆盘平流才能获得这种磁场。我们认为，几何薄吸积盘与磁流出存在于发光的射电大声AGN，这可能是因为星际介质提供了质量和足够的磁通量的外盘。这种盘的大部分角动量被流出物移除，并且盘的径向速度与粘性漂移速度相比显著增加。这有利于有效的磁场平流通过光盘，以产生一个强大的领域附近的黑洞在发光活动星系核，这有助于发射相对论喷流。在XRB中，来自伴星的气体的磁场太弱，无法驱动外部圆盘的外流。因此，由于盘中低效的磁场平流，在热状态下关闭射流。
2019-02-25 astro-ph.HE
Smearing of mass accretion rate variation by viscous processes in accretion disks in compact binary systems
来自伴星的质量供给率的变化可以被吸积盘内部的粘性过程所掩盖。当流动到达内边缘时，X射线的变化不需要反映外边缘处速率的真实变化。然而，如果粘性在平均值附近波动，则可以预期粘性时间尺度也在平均值附近扩展。在HMXB中，粘性开普勒盘的尺寸较小，因此与LMXB相比，这种传播可能更低。如果粘度有增加或减少的趋势，则将系统地修改增强发射之间的间隔。在没有充分了解质量供应率的变化外边缘，我们研究理想的情况下，调制必须发生在轨道的时间尺度时，有一个椭圆形的轨道。我们使用长期RXTE/ASM（1.5-12 keV）和Swift/BAT（15- 50 keV）数据研究了一些紧凑型双星，以寻找这种效应，并推断这些结果可以告诉我们有关各自磁盘内的粘性过程。我们采用三种不同的方法来寻找X射线变化的周期性印记，发现在所有情况下，功率密度谱中的峰值位置与轨道频率一致。有趣的是，在HMXB中，峰值是尖锐的，具有高均方根值，这与风馈系统中的小开普勒圆盘一致。然而，在具有较大开普勒圆盘的LMXB中，峰值以低得多的均方根值展开。X射线反射，或也可能导致这种X射线调制的超级驼峰现象不会受到开普勒圆盘大小的影响。我们的结果证实了不同大小的开普勒磁盘在2类双星。如果一个双星系统的轨道周期是未知的，它可以得到合理的精度为HMXB和LMXB的精度较低的方法。
2016-08-09 astro-ph.HE
Transonic behaviour and stability analysis of quasi-viscous black hole accretion
对黑洞吸积的分析研究通常假定定常跨音速位形的稳定性。在过去的几十年里，许多作者证明了这种假设对无粘流体动力流的有效性。无粘近似是一个合理的方法，低角动量平流占主导地位的流动连接到某些超大质量黑洞在星系（包括我们自己的）的中心，从一些恒星捐助者。然而，引入一个弱粘性，作为一个一阶线性修正涉及的粘度参数，有时可能会提供一个更详细的了解所观察到的黑洞光谱。对于上述轴对称流动的所有可能的几何构型的准粘性吸积，研究了定态解的跨音速行为。对于一个足够低的粘度参数的范围内，跨音速解决方案包含一个或三个临界点已被发现允许的范围内的天体物理参数下的后牛顿伪史瓦西计划。引入这样的粘度参数，唯一可行的临界点是鞍形和螺旋形的相反，在无粘性的情况下，中心型点，而不是螺旋形的形成。引入线性扰动的定常流的解决方案和它们的时间演化在驻波和径向传播波的形式进行了详细研究（完全解析）。我们的分析表明，在渐近极限下，在所有的大距离圆盘模型中都存在类似的长期不稳定性，然而，模型本身只在一定的长度尺度内是有效的，并且圆盘在该长度尺度内至少维持相当长的时间尺度.
2015-12-28 astro-ph.HE
Ultra-luminous X-ray sources as super-critical propellers
我们研究了高质量X射线双星与风馈超爱丁顿盘相互作用中新生中子星的演化。内盘是正规化的辐射占主导地位的准球形配置，我们计算的磁盘的内半径，系统的总光度和扭矩作用于中子星相应的，以下系统的演化通过喷射器和早期的螺旋桨阶段。我们发现，与$B \gtrsim 10^{13}$ G系统通过一个短（$\sim 20\,{\rm yr}$）喷射器阶段出现的超新星冒名顶替者，由螺旋桨阶段持续$\sim 10^3\,{\rm yr}$。在超临界推进器阶段，由于自旋下降功率，系统仍然明亮（$L\sim 10^{40}\,{\rm erg\, s^{-1}}$），因此表现为超发光X射线源（ULX）。当中子星旋转到一个周期（$P\sim 1$ s）时，系统演化成脉动ULX（PULX），允许在其表面开始吸积。具有较低磁场的系统$B \sim 10^{11}$ G通过长（$10^5\,{\rm yr}$）超临界螺旋桨级，其亮度类似于超发光超软源（ULS）$L \lesssim 10^{40}\,{\rm erg\, s^{-1}}$的亮度。吸积阶段的平衡周期约为$10\,{\rm ms}$，比迄今观测到的PULX的典型周期范围小得多。这样的系统可能有更大的人口，但由于磁层的尺寸较小，它们的脉动将是难以捉摸的。我们的研究结果表明，ULS和一些非脉动ULX快速旋转和高度磁化的年轻中子星在超临界螺旋桨阶段。
2019-02-27 astro-ph.HE
Viscously Spreading Accretion Disks around Black Holes: Implications for TDEs, LFBOTs and other Transients
Princeton University（普林斯顿大学）
该研究提出黑洞周围粘性扩散吸积盘模型，应用于TDEs和LFBOTs等。模型纳入多种因素推广前人工作，解释了TDEs晚期平台现象，还能解释AT2018cow的晚期辐射，为研究盘物理提供机会，预测了AT2018cow的X射线及SED特征。
2026-07-23 astro-ph.HE
iPTF Discovery of the Rapid "Turn On" of a Luminous Quasar
我们提出了一个无线电安静的类星体在z=0.237发现“打开”的中间帕洛玛瞬态工厂（iPTF）。瞬态，iPTF 16 bco，由iPTF在星系核中检测到，具有低电离发射线区域（LINER）的弱窄线发射特征的档案SDSS光谱。我们的后续光谱显示了宽巴耳末线的戏剧性出现，以及12年后发光（L_bol~10^45 erg/s）的1型类星体的幂律连续特征。我们从2009年到2012年使用PTF进行的光度监测，以及2011年和2015年XMM-Newton Slew Survey的偶然X射线观测，将状态变化限制在iPTF检测之前不到500天。相对于其他外观变化的类星体，第1类星体的H α与[OIII]5007的宽线比增强，这也暗示了在类星体中观察到的最快的状态变化。我们认为，从紫外线和X射线连续通量的增亮推断，爱丁顿比增加>10更可能是由于一个内在的变化，在一个预先存在的吸积盘的吸积率，比外部机制，如可变的遮蔽，微透镜，或恒星的潮汐破坏。然而，进一步的监测将有助于更好地约束推动这种状态变化的机制。类星体的快速“启动”比吸积盘的粘性下降时间尺度要短得多，并且需要一个盘的不稳定性，这种不稳定性可以在不到一年的时间尺度上围绕一个~10^8 M的黑洞发展。
2016-12-14 astro-ph.HE
Long-Term Evolution of Massive-Star Post-Common Envelope Circumbinary Disks and the Environments of Fast Luminous Transients
本文建立后共有包层双星周盘的长时标演化模型，发现其吸积和风消散显著改变双星间距，并解释明亮快速暂现源及Ibn/Icn超新星的环境，提出可观测的红外和射电信号。
2023-06-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
The late inspiral of supermassive black hole binaries with circumbinary gas discs in the LISA band
本文采用二维动网格粘性流体动力学方法模拟了合并超大质量黑洞双星周围的吸积盘。模拟是伪牛顿的，与BH建模为点质量与Paczynski-Wiita潜力，并包括粘性加热，冲击加热，和辐射冷却。我们跟踪了一个等质量双星的引力螺旋，其组成质量为M_bh=10^6 M_sun，从初始分离60 r_g（其中r_g=GM_bh/c^2是引力半径）到合并。我们发现，一个中心，低密度的空腔周围的二进制形式，在以前的工作中，但BH捕获气体从circumbinary光盘和吸积有效地通过自己的minidisks，以及后，他们的inspiral超过粘性的发展光盘。该系统保持明亮，在整个螺旋过程中显示出强烈的周期性，其频率是双星轨道频率的两倍，一直到合并。在软X射线波段，热辐射主要由环双星盘的内边缘控制，在螺旋早期具有明显的周期性。相比之下，较硬的X射线发射主要是由迷你盘，光变曲线最初更嘈杂，但在螺旋后期发展出明显的周期性。这种变化模式应该有助于识别天基引力波探测器LISA探测到的SMBHB的EM对应物。
2018-01-07 astro-ph.HE
A Luminous X-ray Flare From The Nucleus of The Dormant Bulgeless Spiral Galaxy NGC 247
NGC 247是一个邻近的晚型无球螺旋星系，包含一个不活跃的核。我们报告了一个偶然发现的X射线耀斑从星系中心的亮度高达2*10^39尔格/秒，在0.3-10千电子伏波段与XMM牛顿。钱德拉的观测证实了新的X射线源在空间上与星系核重合。XMM-Newton数据揭示了一个硬幂律谱，其谱中断在3-4 keV附近，在超过150 ms的时间尺度上没有脉动，并且从1 mHz到近10 Hz的平坦功率谱与泊松噪声一致。斯威夫特的后续观测发现了第二个通量峰值，随后光度下降了近20倍。核源的光谱和时间行为与耀斑是由于低质量X射线双星的爆发的情况是一致的，该双星包含一个恒星质量的黑洞，在其爱丁顿极限附近发射。然而，不能排除核心突然变亮是由于吸积到一个可能的低质量核黑洞上，由潮汐破裂的恒星或气体云提供能量; MAXI观测将耀斑的峰值亮度限制在小于~10^43 erg/s，这表明它要么是一个低质量黑洞，要么是一个低效的潮汐破裂事件（TDE）。
2015-06-02 astro-ph.HE
A relativistic jetted outburst from a massive black hole fed by a tidally disrupted star
虽然气体吸积到星系中心的一些大质量黑洞（MBH）上积极地为发光提供动力，但绝大多数MBH被认为是休眠的。偶尔，一颗恒星太靠近MBH时会被引力撕裂，导致明亮的全色潮汐破裂耀斑（TDF）。虽然高能瞬变Swift J164449.3+573451（“Sw 1644+57”）最初没有显示出理论上预期的（也没有以前观察到的）TDF特征，但我们表明观测（Levan等人，2011）表明质量约为10^6-10^7太阳质量的中央MBH上发生了突然吸积事件。我们发现的证据温和的相对论外流，喷流准直，同步加速器和逆康普顿过程的光谱特征，这导致了一个自然的类比SW 1644+57与一个较小规模的耀变体。因此，现象学上新颖的SW 1644+57连接TDFs和活动星系的研究，开辟了一个新的视野盘喷流相互作用的黑洞和磁场的产生和吸积系统中的运输。
2011-04-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
Models of Ultra-Luminous X-ray transient sources
现在人们普遍认为大多数超亮X射线源（ULX）是双星系统，其大的（高于$10^{39}$ erg s $^{-1}$）视光度可以用恒星质量致密天体上的超爱丁顿吸积来解释。许多ULX，特别是那些包含磁化中子星的ULX，是高度可变的;有些表现出瞬态行为。大的光度可能意味着大的吸积盘，因此可能倾向于热粘性不稳定性，已知驱动矮新星和低质量X射线双星瞬变源的爆发。本文的目的是扩展和推广的X射线瞬态盘不稳定性模型的情况下，大（外径大于$10^{12}$ cm）的吸积盘和应用它的描述系统的超爱丁顿吸积率在爆发，在某些情况下，超爱丁顿质量转移率。我们用我们的盘不稳定性模型程序计算了吸积盘的时间演化和爆发性质。我们表明，如果自辐射的吸积盘是有效的，即使当吸积率超过爱丁顿值，可能是由于散射回的X射线通量的光盘的外部部分上的光盘的中心部分发射，加热前可以达到光盘的外缘产生高吸积率。我们还提供了分析近似的可观察到的属性的爆发。我们已经成功地再现了观测到的星系瞬变的性质与大磁盘，如V404天鹅座，以及一些ULX，如M51 XT-1。如果吸积体是中子星，我们的模型可以再现ESO 243-39 HLX-1爆发的峰值亮度和衰变时间。我们预测的爆发持续时间和衰变时间与峰值亮度之间的关系的观测测试将是最受欢迎的。
2020-10-01 astro-ph.HE
The Structure and Spectral Features of a Thin Disk and Evaporation-Fed Corona in High-Luminosity AGNs
在盘蒸发模型下研究了高光度活动星系核（HLAGN）的吸积过程。基于这个模型，薄盘可以以高于$0.02\dot{M}_{\rm Edd}$的吸积率向下延伸到最内层稳定圆轨道（ISCO）;而日冕很弱，因为部分日冕气体被盘光子的强烈逆康普顿散射冷却。这意味着日冕不能产生像在具有大爱丁顿比的HLAGN中观察到的那样强的X射线辐射。除了粘性加热，其他加热的日冕是必要的解释HLAGN。在本文中，我们假设一部分的吸积能量释放在磁盘被输送到日冕，加热的电子，从而辐射走。我们第一次，计算日冕结构与额外的加热，充分考虑到质量供应的日冕，并发现日冕确实可以生存在更高的吸积率和它的辐射功率增加。计算了由韧致辐射和康普顿辐射组成的谱。计算结果表明，随着日冕释放能量分数（$f$）的增加，康普顿主导谱变硬，硬X射线光子指数（$2-10 \rm keV$）为$2.2 < Γ< 2.7 $ .我们讨论了可能的加热机制的日冕。结合磁加热过程中向日冕输送的能量分数和吸积率，我们发现吸积率越大，硬X射线谱越陡，并且对$f<8/35$的测辐射热校正因子（$L_{\rm bol}/L_{\rm 2-10keV}$）随吸积率的增加而增加，这与观测结果基本一致.
2012-05-31 astro-ph.HE
Development of Secular Instability in Different Disc Models of Black Hole Accretion
黑洞吸积的解析处理一般假定静止位形的稳定性。在过去的几十年里，许多作者证明了这种假设对无粘流体动力流的有效性。无粘假设是一个合理的近似，它适用于由若干恒星施主提供能量的^M星系（包括我们的星系）中心的某些^M超大质量黑洞的低角^M动量平流主导流。^然而，弱粘度的引入有时可以提供对所观察到的光谱的更详细的理解。最近已经证明，以准粘性流的形式引入少量粘性会使静止的吸积盘-其中物质的几何构型由流体静力平衡中的轴对称流描述-不稳定。我们进行类似的分析，其他光盘模型（所有三种可能的几何配置的物质）的准粘性模型下的后牛顿计划。我们引入了扰动的定常流动解决方案，特别是在驻波形式，并研究其时间演化，以观察它们是否随时间增长。我们的分析表明，同样的长期不稳定性也存在于其他光盘模型。我们进一步指出，在现实的天体物理学的角度来看，足够低的粘度值，不稳定性不会有效地危及定态条件。
2014-06-14 astro-ph.HE
Wind-Fed Magnetic Flux and the Emergence of X-ray Coronae in Active Galactic Nuclei
Princeton University（普林斯顿大学）
该研究提出风馈入磁通量驱动AGN X射线冕形成的场景，推导磁饱和半径与通量，将标度与观测关联，还提出红蓝点可能对应AGN活动前的盘储层阶段。
2026-10-09 astro-ph.HE
The Radiative Efficiency of Hot Accretion Flows
在过去的几年里，我们对热吸积流的认识取得了两个重要进展。其一是只有一小部分在外边界的吸积流最终能落在黑洞上，而大部分都在外流中消失了。另一种是电子可以直接接收吸积流中粘性耗散能量的大部分，即$δ\sim 0.1-0.5$。考虑这两个过程时热吸积流的辐射效率还没有系统的研究，这是本文的主题。我们考虑了热吸积模型的两个区域。一种是位于低吸积率区$\la 10α^2\ledd/c^2$的平流主导吸积流（ADAF），另一种是位于低吸积率区之上的发光热吸积流（LHAF）。对于后者，我们假设吸积流在一定的吸积率以上具有两相结构，并在动力学计算中采用了简化方法。结果表明，热吸积流的辐射效率随吸积速率的增加而增加，并且与以前的$δ\ll 1$相比，热吸积流对电子的直接粘性加热大大提高了辐射效率.当吸积率较高时，热吸积流的辐射效率与标准薄盘的辐射效率相当。给出了不同$δ$值时辐射效率随吸积率变化的拟合公式。
2012-09-03 astro-ph.HE
Can Lense-Thirring precession produce QPOs in supersonic accretion flows?
X射线双星的时间特性仍然没有被理解，特别是在它们的X射线功率谱中存在准周期振荡（QPO）。Lense-Thirring进动的固体机制是一个用来解释最常见的QPO类型（C型）的突出模型。然而，固体进动需要一个特定的结构，尚未检查的约束性质的吸积流。在本文中，我们假设，作为固体岁差的要求，一个磁盘分为两个流动的过渡半径$r_t$：一个冷的外部流和一个热的内部流（扮演日冕的角色）。我们探索的物理结构，这两个流量使用模型独立的估计吸积参数。我们表明，为了重现所观察到的X射线光谱在发光的硬态，热流必须吸积在音速到超音速的速度，无法达到典型的粘性扭矩。由于这种极端的吸积速度（或高$α$参数），在这些状态下，盘的任何区域都不处于固体进动所需的“类波”状态。此外，我们期望通过半径$r_{\rm break}>r_t$内的Bardeen-Petterson效应，流与黑洞自旋轴对齐。因此，热的内部流不能表现出固体进动-目前在文献中描绘-在发光硬态。由于C型QPO在这些状态中普遍存在，我们得出结论，这种机制不太可能是在恒星质量的黑洞周围产生C型QPO的原因。
2020-11-18 astro-ph.HE
ULXs as magnetized sub-Eddington advective accretion flows around stellar mass black holes
超亮X射线源（ULX）是由中等质量的黑洞还是由恒星质量的黑洞吸积而成的，一直困扰着我们。在这里，我们建议，在存在大尺度强磁场和不可忽略的垂直运动，ULX的亮度，特别是在其硬态，可以解释与亚爱丁顿吸积恒星质量黑洞。在2.5维磁化平流吸积流的框架中，磁张力起着传输物质的作用（相当于通过湍流粘性的粘性剪切），我们既不需要调用一个中等质量的黑洞，也不需要超级爱丁顿吸积。我们的模型解释了NGC 1365 X1/X2、M82 X42.3+59、M99 X1等处于硬幂律支配态的源。
2019-08-27 astro-ph.HE
Recurring flares from supermassive black hole binaries: implications for tidal disruption candidates and OJ 287
我讨论的可能性，吸积超大质量黑洞（SMBH）的二进制文件与子秒差距的分离周期性地重复发光爆发，中断相对平静的时期。这一假设的动机是由嵌入进积盘中的双星模拟中通常发现的两个特征：（i）在双星周围形成一个中心的低密度空腔，以及（ii）气体泄漏到这个空腔中，每个轨道发生一次通过近径向轨迹上的离散流。第一个特征将减少系统相对于由单个SMBH供电的活动星系核的紧急光学/UV通量，而第二个特征可以触发光度的准周期波动。我认为，准周期吸积签名可能比以前认为的更戏剧性，因为下落的气体流可以强烈冲击热通过自碰撞和潮汐压缩，从而提高粘性吸积。任何光学上厚的气体，如果围绕着两个SMBH中的任何一个旋转，都可以在下一对气流沉积之前吸积，从而为每个轨道上重复出现的短暂的发光耀斑提供燃料。由于吸积事件之间的流量减少，这种腔吸积耀斑可能被误认为是恒星在静止核中的潮汐破裂。如果观测到耀斑的准周期重现，或者如果它们是由非常大质量的SMBH产生的，而SMBH不能破坏太阳型恒星，那么耀斑就可以与潮汐破坏事件区分开来。它们可能在LSST或eROSITA等调查中偶然发现。我提出了一个启发式的玩具模型作为概念证明的生产空腔吸积耀斑，并产生模拟光变曲线和specta。我也适用于活跃的星系OJ 287，其生产的准周期光学耀斑对长期以来一直助长猜测，它的主机SMBH二进制的模型。
2013-06-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
The evolution of high-redshift massive black holes
大质量黑洞（MBH）现在被认为是星系演化的组成部分。MBH和星系质量之间的近似比例，以及预期的重要性，反馈活动MBH在调节恒星形成在其宿主星系点之间的强烈相互作用MBH和星系。MBH必须在第一个星系中形成，并由这些星系中的气体提供，连续或间歇的流入，有时可能大于爱丁顿速率。来自超新星和MBH本身的反馈调节了第一个MBH的生长。虽然目前的观测数据只探测了最大质量和最明亮的MBH，冰山一角，但我们很快就能够在更“正常”的MBH上测试MBH演化的理论模型：MBH确实与我们在本地星系中观察到的人口有关，包括我们自己的银河系。
2015-11-09 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Supernovae Powered by Collapsar Accretion in Gamma-Ray Burst Sources
长持续时间伽马射线暴（LGRB）与Ic型超新星的关联对超新星爆炸模型提出了挑战。在LGRBs的Bracksar模型中，伽马射线产生于从黑洞的磁层发射的超相对论喷流中，该黑洞是在旋转的祖星坍缩后形成的。喷流沿着恒星的旋转轴准直，但伴随的发光超新星应该是相对的-虽然肯定不是完全的-球形，并且应该合成大量的56 Ni。我们的目标是提供一个定性评估的可能性，吸积的祖信封上的黑洞，这权力的LGRB，也可以存款足够的能量和镍质量的信封，以产生一个发光的超新星。为此，在吸积过程中在黑洞附近耗散的能量必须向外传输，在那里它可以驱动类似超新星的冲击波。在这里，我们建议的能量是通过对流传输和发展的分析玩具模型，依赖于全球质量和能量守恒，恒星坍缩的动力学。该模型表明，速度约为10，000 km/s的冲击波可以被驱动到包层中，并且可能发生约10^51 erg的爆炸。吸积能量转移到包层的效率取决于距离黑洞约100- 1，000 km处的平流和对流的竞争，并且对对流混合长度、有效粘性应力的大小和下落包层的特定角动量的值敏感。从黑洞周围的下落包层初始圆化开始，在数十秒的过程中，对流吸积流中可能会合成大量的56 Ni。合成的镍与大量未燃烧的喷出物对流混合。
2011-09-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Spoon-Feeding Giant Stars to Supermassive Black Holes: Episodic Mass Transfer from Evolving Stars and Their Contribution to the Quiescent Activity of Galactic Nuclei
如果恒星在单一轨道上过于靠近超大质量黑洞（SMBH），它们可能会被潮汐扰乱。潮汐破裂事件被认为是发光但短暂的吸积事件的动力，这些事件可以在瞬态耀斑中点亮原本静止的SMBH。在这里，我们探讨了一个更渐进的潮汐剥离的过程中，恒星接近潮汐破坏半径的恒星演化，而在偏心轨道。在质量转移开始后，这些恒星在每一次近心点通过时都将质量转移到SMBH，从而产生在轨道时间尺度上重复的低水平耀斑。特别是巨恒星，会对质量损失做出失控的反应，并在数十到数百个轨道周期内将物质“勺式”喂入黑洞。与完整的潮汐扰动事件相反，对于质量大于约1000万太阳质量的黑洞，这种馈送模式的占空比是统一的。这种准稳态SMBH馈送模式与通过恒星风间接SMBH馈送的模式具有竞争力，并且勺状馈送巨星可能在确定本地SMBH的静态光度方面发挥重要作用。
2013-08-29 astro-ph.HE
Implications of the UV/optical Plateau of AT2018cow
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；The Observatories of the Carnegie Institution for Science（卡内基科学研究所天文台）
研究AT2018cow紫外/光学平台影响，提出其紫外/光学发射源于内盘超爱丁顿风光球层及外盘作用，通过拟合多波段数据发现不同质量吸积体拟合效果类似，近红外 - 中红外发射及复合线发射或可判别吸积体质量等，模型参数与微潮汐破坏事件相符。
2026-07-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Does Cyg X-1 have a small Standard Accretion Disc?
利用Rossi X射线定时探测器（RXTE）卫星的正比计数器阵列（PCA）数据（2.5-25 keV）和全天监视器（ASM）数据（1.5-12 keV）分析了几次瞬变源爆发。当用双分量平流解拟合谱数据时，我们发现开普勒圆盘分量的到达时间与双分量平流的到达时间之间存在一个时间延迟。我们将光谱拟合的时间延迟与瞬态低质量X射线双星（LMXB）的TCAF解进行了比较，例如，GX 339-4、H 1743-322和MAXI J1836-194与高质量X射线双星（HMXB）Cyg X-1的对比。我们发现，几天的时间延迟观察LMXB，而Cyg X-1的延迟是可以忽略不计的。我们解释的大延迟是由于粘性延迟的大开普勒组件到达内部区域相比，近自由落体的时间所采取的低角动量晕组件。对于低质量X射线双星（LMXB），主要通过罗氏瓣馈电，延迟是几天的量级。然而，在像天鹅座X-1这样的风力系统中，它是可以忽略不计的，因为这里通过缓慢地重新分配风的低角动量来创建非常小的开普勒圆盘。因此，观察到零星的软或中间光谱状态。
2019-02-15 astro-ph.HE
On the convective instability of hot radiative accretion flows
有多少在外边界的气体最终会落到黑洞上，这是一个重要的问题。它决定了吸积流的观测形态，也与黑洞质量和自旋的演化有关。以往对热吸积流的二维流体动力学模拟发现，热吸积流是对流不稳定的，因为它的熵向内增加。结果，质量吸积率向内减小，即，只有一小部分的吸积气体可以落在黑洞上，而其余的则在对流漩涡中循环或在对流流出中丢失。在这些模拟中，辐射通常被忽略。然而，在许多情况下，辐射冷却是重要的。在发光热吸积流（LHAF）的制度，辐射冷却甚至比粘性耗散更强。在一维情况下，这意味着熵的向内增加将变得更慢，或者在LHAF的情况下熵甚至向内减小。因此，我们预计，对流不稳定性变得更弱或完全消失时，辐射冷却是重要的。为了检验这一预期的有效性，在本文中，我们进行了二维流体动力学模拟的热吸积流与强辐射冷却。我们发现，与可忽略辐射的情况相比，对流只是稍微变弱。即使LHAF仍然是强对流不稳定的，它的吸积率的径向轮廓相应地变化不大。我们发现原因是在二维情况下熵仍然向内增加。
2010-06-11 astro-ph.HE
Accretion disk dynamo as the trigger for X-ray binary state transitions
磁流体动力学吸积盘模拟表明，磁旋转不稳定性（MRI）释放的大部分能量可以通过发电机作用引导到大规模的环形磁场中。在某些条件下，这个场可以在提供抵抗重力的垂直支撑方面超过气体和辐射压力，甚至接近中平面。使用一个简单的模型创建这个字段，它的浮力上升，并耦合到气体，我们展示了磁盘如何可以驱动到这个磁主导的状态，并推导出由此产生的垂直压力和密度分布。应用一个既定的标准，MRI操作中存在的一个环向场，我们表明，磁支持磁盘可以有两个不同的MRI活动区域，由一个“死区”，其中局部MRI被抑制，但磁能继续从下面的发电机区域向上流动。我们认为，相对强度的MRI区，和当地的极向通量，决定了X射线双星的光谱状态。具体来说，“中间”和“硬”吸积状态发生时，磁共振成像被触发的热，在日冕的上部区域，而磁盘在“软”状态不发展的上部磁共振成像区。我们讨论的条件下，各种过渡应该发生，并推测发电机活动的各种类型的准周期振荡，有时会出现在硬谱分量的关系。该模型还解释了为什么发光的吸积盘在“软”状态下没有显示出标准α模型预测的热/粘性不稳定性的迹象。
2015-07-29 astro-ph.HE
Nature of the Extreme Ultraluminous X-ray Sources
在这个概念验证研究中，我们证明了在一个二元系统中，质量可以以极高的速率向一个吸积致密物体转移。如果转移的质量被有效地转换为X射线亮度（忽略经典的爱丁顿极限），或者如果X射线被聚焦成窄束，那么双星可以形成极端的ULX源，其X射线亮度Lx>10^42 erg/s。例如，Lasota和King认为已知最亮的ULX（HLX-1）是一个规则的双星系统，有一个相当低质量的紧凑物体（恒星起源的黑洞或中子星）。预测的形成效率和具有非常高的质量传递速率的双星的寿命是足够大的，以解释所有观察到的极端X射线光度系统。这些系统不仅限于具有恒星起源的黑洞吸积器的双星。值得注意的是，我们还发现了具有中子星的这类天体。通常情况下，一个10兆太阳的黑洞由一个巨大的（10兆太阳）赫兹弹簧能隙施主提供能量，罗氏瓣溢出率为10^-3兆太阳/年（2600 MEdd）。对于中子星系统，典型的施主是演化的低质量（2 Msun）氦星，其洛希瓣溢出率为10^-2 Msun/yr。我们的研究并没有证明任何特定的极端ULX是一个规则的双星系统，但它表明任何ULX，包括最明亮的那些，可能是双星生命中的一个短暂阶段。
2015-07-31 astro-ph.HE
On the convective instability of hot radiative accretion flows
有多少在外边界的气体最终会落到黑洞上，这是一个重要的问题。它决定了吸积流的观测形态，也与黑洞质量和自旋的演化有关。以往对热吸积流的二维流体动力学模拟发现，热吸积流是对流不稳定的，因为它的熵向内增加。结果，质量吸积率向内减小，即，只有一小部分的吸积气体可以落在黑洞上，而其余的则在对流漩涡中循环或在对流流出中丢失。在这些模拟中，辐射通常被忽略。然而，在许多情况下，辐射冷却是重要的。在发光热吸积流（LHAF）的制度，辐射冷却甚至比粘性耗散更强。在一维情况下，这意味着熵的向内增加将变得更慢，或者在LHAF的情况下熵甚至向内减小。因此，我们预计，对流不稳定性变得更弱或完全消失时，辐射冷却是重要的。为了检验这一预期的有效性，在本文中，我们进行了二维流体动力学模拟的热吸积流与强辐射冷却。我们发现，与可忽略辐射的情况相比，对流只是稍微变弱。即使LHAF仍然是强对流不稳定的，它的吸积率的径向轮廓相应地变化不大。我们发现原因是在二维情况下熵仍然向内增加。
2010-06-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
The restless population of bright X-ray sources of NCG 3621
本研究利用多台X射线望远镜的观测数据，分析了NGC 3621核区X射线源族群的多年演化，报道了多个源的光变、谱型变化等新特征，补充了食超亮X射线源等稀有天体的样本。
2024-06-28 astro-ph.HE
X-ray variability of transitional millisecond pulsars: a faint, stable and fluctuating disk
过渡毫秒双星（tMSP）是在过去十年中出现的一类独特的中子星，处于吸积和旋转动力现象之间的十字路口。在它们的（亚发光）吸积盘状态下，X射线光度为$10^{33}-10^{34}$ erg s $^{-1}$，它们在两种不同的X射线模式之间快速切换：盘高（DH）和盘低（DL）状态。我们提出了一个系统的XMM-牛顿和钱德拉分析的非周期性X射线变异的所有三个目前已知的tMSP，主要集中在他们的磁盘状态和分离DH和DL模式。我们报告发现平顶宽带噪声的DH状态的其中两个，与2.8 mHz（PSR J1023+0038）和0.86 mHz（M28-I）的断裂频率。我们认为，最低的频率变化是类似于在硬态的吸积盘X射线双星，在典型的光度至少2个数量级高于tMSP。我们发现在DH状态1赫兹左右，不典型的硬态X射线二进制文件，分数均方根振幅接近30%的强烈变化。我们讨论了我们的结果，并使用它们来约束吸积盘的属性，假设X射线的变化是由质量吸积率的波动产生的，并且破裂频率对应于盘的内边缘处的粘性时标。在这种情况下，我们发现，新发现的断裂频率是大致一致的光盘截断接近光圆柱体与$\dot{M}\simeq10^{13}-5\times10^{14}$ g的$^{-1}$和粘度参数$α\gtrsim$ 0.2。
2022-03-15 astro-ph.HE
Effect of thermal conduction on accretion shocks in relativistic magnetized flows around rotating black holes
本研究探讨热传导对旋转黑洞周围相对论磁化吸积流中激波的影响，发现热传导和磁场增强可提高黑洞源的辐射光度。
2025-04-25 astro-ph.HE
Herschel observations of dust around the high-mass X-ray binary GX 301-2
我们的目标是描述高质量X射线双星GX 301-2周围的气体和尘埃的结构，GX 301-2是一个高度模糊的X射线双星，拥有一颗超巨星和一颗中子星，以便更好地约束其演化。我们使用Herschel PACS在远红外波段观测GX 301-2，并使用已发表的数据或星表完成了从光学到射电范围（0.4到4x10^4微米）的源的光谱能量分布。GX 301-2首次在70和100微米处被检测到。我们根据数据拟合了不同的星周环境模型。所有测试的模型在统计学上都是可以接受的，并且与~3 kpc的超巨星一致。我们发现，从强大的恒星风的自由-自由发射分量的增加是必需的，并可能主导远红外通量。通过与类似系统的比较和对模型参数估计的讨论，我们倾向于一个约8 AU的盘状星周环境，这将掩盖双星系统。温度下降到约200 K在磁盘的边缘，允许尘埃的形成。这个盘可能是一个有边缘的粘性盘，其内缘的温度为尘埃升华温度（~1500 K）。超巨星GX 301-2、B[e]超巨星和高度遮蔽的X射线双星（特别是IGR J16318-4848）之间的相似性得到加强。GX 301-2可能代表了双星系统中大质量恒星演化的过渡阶段，将超巨星B[e]系统连接到明亮的蓝色变星。
2014-10-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
Accretion flow diagnostics with X-ray spectral-timing: the hard state of SWIFT J1753.5-0127
最近的XMM-牛顿研究的X射线可变性的硬态的黑洞X射线双星（BHXRB）意味着可变性产生的“标准”光学厚吸积盘。变异起源于光盘作为质量吸积波动和传播通过光盘“照亮”内部光盘区域，最终调制的幂律发射是相对集中产生的。我们提出了一个比较光谱定时研究的XMM-牛顿数据从BHXRB SWIFT J1753.5-0127在一个明亮的2009年硬态，从显着暗淡的2006年硬态，第一次显示光盘光谱定时属性的变化与全球增加的吸积率和相对贡献的光盘发射的辐射光度。我们表明，虽然有强有力的证据，内在光盘的变化在更明亮的硬态，光盘的变化幅度被抑制相对于幂律发射，这与行为在较低的光度，光盘的变化略有增强时相比，幂律的变化。在更高亮度的数据中，低于0.6 keV的圆盘变化在低于0.5 Hz的频率下与幂律和更高能量的圆盘发射变得不相干，与2006年数据中看到的相干变化形成对比。我们解释这些差异和相关的复杂滞后在2009年的数据波动盘模型。如果可变信号在盘中的小半径处产生，则盘发射的可变性可以自然地被来自较大半径的未调制盘发射的部分抑制。相干性的下降可以由在较大半径处产生的盘吸积波动产生，所述盘吸积波动是粘性阻尼的，因此不能传播到内部的幂律发射区域。
2012-08-30 astro-ph.HE
From Feast to Famine: A Systematic Study of Accretion onto Oblique Pulsars with 3D GRMHD Simulations
本研究首次利用三维广义相对论磁流体动力学模拟，系统探讨了中子星磁场强度与倾斜度对吸积过程及喷流功率的影响，发现相对极性和倾斜度共同决定喷流功率变化趋势。
2023-11-15 astro-ph.HE
Dynamics and detectability of long-lived non-accretion phases for massive black hole binaries in cold, thermally regulating disks
Niels Bohr International Academy, Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔国际学院，尼尔斯·玻尔研究所）；Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学与技术研究所）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
通过自洽热力学模拟，研究冷热自调节盘中大质量黑洞双星的非吸积相是否持续存在，发现其可导致双星吸积率长期抑制，但在光学/近红外波段仍可被LSST和Roman太空望远镜探测到。
2026-07-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
The magnetospheric radius of an inclined rotator in the magnetically threaded disk model
盘馈中子星X射线双星磁层半径的估算是高能天体物理学中一个长期存在的问题。本文回顾了磁螺纹盘模型中磁层半径的计算，并将Ghosh & Lamb（1979）提出的简化方法与Wang（1987）、Wang（1995）和Wang（1997）提出的修正方法进行了比较。我们表明，对于一组给定的固定参数（也假设一个可比的屏蔽因子的中子星磁场的磁盘表面上感应的电流）的修订磁螺纹盘模型预测的磁层半径是显着小于从Ghosh和Lamb（1979）的处理。对于一个固定值的中子星磁场和大范围的质量吸积率，包括一个大的中子星旋转和磁场轴（$χ$ $\gtrsim$ 60度）之间的倾角导致磁层半径的进一步减少。为了说明这些计算的相关性，我们考虑，作为一个例子，在过渡的情况下，ESTA。在所谓的“高模式”的亚发光吸积盘状态，这些来源已显示X射线脉动解释为由于吸积在一个前所未有的低光度水平相比，其他中子星的X射线双星。在磁螺纹盘模型的背景下，我们表明，吸积在光度的$\sim$ 10 $^{33}$ erg s $^{-1}$（和吸积驱动的X射线脉动）可以更容易地解释时，由Wang（1997）提供的磁层半径的处方。这就避免了在其他文献著作中提出的在过渡型螺旋桨中产生非常强的螺旋桨外流的需要。
2018-06-29 astro-ph.HE
Pulsations and constraints on time lags in two distinct ULXs: NGC 5204 X-1 and NGC 55 ULX-1
Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia（帕维亚高等大学学院）；Department of Physics and Astronomy, University of Southampton（南安普顿大学物理与天文系）；Centre for Extragalactic Astronomy, Durham University, Dept of Physics, South Road, Durham DH1 3LE, UK（达勒姆大学河外天文学中心）
本研究对两个超亮X射线源（NGC 5204 X-1 和 NGC 55 ULX-1）进行时变分析，发现显著的自转周期，并约束吸积盘尺度与结构。
2026-10-07 astro-ph.HE
Generation of magnetic fields around black hole accretion discs due to non conservative radiation fields
本研究通过自洽计算辐射通量旋度并求解磁流体力学方程，揭示黑洞吸积盘上方非保守辐射场可引发电荷分离并放大磁场，明亮内冕条件下磁场可达 $10^5$ 高斯。
2025-05-15 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Compact stellar systems hosting an intermediate mass black hole: magnetohydrodynamic study of inflow-outflow dynamics
针对致密沃尔夫-拉叶星团中中等质量黑洞吸积动力学不明的问题，通过三维磁流体模拟发现星风碰撞导致吸积率被大幅抑制、黑洞辐射被掩盖，解释了这类黑洞难探测的原因并提供观测指导。
2025-10-24 astro-ph.HE
The Black-Hole Masses of High-Redshift QSOs
本文通过类比超亮X射线源的束流效应，提出高红移类星体的表观高光度可能源于各向异性辐射而非超大质量黑洞，从而解释其黑洞质量可从恒星质量在宇宙时间内增长而来，并探讨了观测检验方法。
2024-04-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Problems in the astrophysics of accretion onto compact celestial bodies
本文综述致密天体吸积中的若干未解问题，指出标准薄盘与纯黏性模型不足，并讨论超驼峰、磁白矮星爆发、X射线暂现光变、超临界吸积及活动星系核吸积流。
2024-01-23 astro-ph.HE
The origin of variability of the intermediate-mass black-hole ULX system HLX-1 in ESO 243-49
位于ESO 243-49星系中的超亮中等质量黑洞系统HLX-1表现出可能重现时间为几百天的可变性。找到这种变化的起源将限制这个非凡物体的大部分未知属性。由于它表现出强度硬度行为特性的黑洞X射线瞬变，我们分析了可变性的HLX-1的磁盘不稳定性模型的框架，解释爆发这样的系统。我们发现，HLX-1的长期变化是不太可能解释的模型中，爆发是由热粘性不稳定性吸积盘。可能的替代方案包括不稳定的辐射压力占主导地位的磁盘，但我们认为，一个更可能的解释是调制的质量转移由于潮汐剥离的恒星偏心轨道周围的中等质量的黑洞。我们考虑一个进化的情况下，导致创建这样一个系统，并估计其观察的概率。我们使用一个简化的坍缩后星系团动力学模型得出结论，不超过1/100到1/10的Mbh < 10^4 Msun的IMBH--由年轻星系团致密坍缩核心中的逃逸恒星合并形成--可以使几倍于1 Msun的主序星在轨道偏心度足以在近点进行质量转移的轨道上演化为AGB，同时避免碰撞破坏或被分散到IMBH的2体遭遇。这种构型的有限但低概率与HLX-1的独特性是一致的。然而，我们注意到，一个标准的吸积盘对质量转移爆发的实际反应可能太慢，无法解释观测结果，除非轨道接近抛物线（因此更罕见）和/或额外的加热，可能与高度依赖于时间的引力势有关。
2011-04-23 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Rapid Black Hole Spin-down by Thick Magnetically Arrested Disks
本研究通过三维GRMHD模拟发现，厚磁 arrested 盘能迅速将黑洞自转减速至极低平衡值，并构建半解析模型解释其机制，对活动星系和坍缩星中黑洞演化有重要意义。
2024-04-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Explaining the X-ray Precursor, Ultra-long Prompt Emission, and Week-long Decay of GRB250702B with a Jetted Micro-TDE
Northwestern University（西北大学）；University of Colorado（科罗拉多大学）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Harvard & Smithsonian（哈佛大学与史密森尼学会）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）
本研究提出带喷流的微潮汐瓦解事件（micro-TDE）作为超长伽马射线暴（ULGRB）的引擎，通过三维流体动力学模拟解释了GRB250702B的X射线 precursor、超长瞬时辐射及数周衰减的多阶段演化。
2026-08-12 astro-ph.HE
