Gamma-ray emission from pulsar/massive-star binaries
我提出了一个审查的主要现象学性质在高能量有关的大规模伽玛射线双星，我讨论了脉冲星模型的一些方面，这些对象。
2009-08-25 astro-ph.HE
Spectral/timing evolution of black-hole binaries
我简要地概述了国家的范式，已经出现了从研究黑洞双星与RossiXTE。这是许多研究的起点，这些研究涉及吸积和喷流喷射之间的联系以及这些系统中硬光谱成分的物理性质。
2010-01-05 astro-ph.HE
Constraining the formation of black-holes in short-period Black-Hole Low-Mass X-ray Binaries
恒星质量的黑洞的形成仍然非常不确定。两个主要的不确定性是超新星事件中喷射出的质量的数量（如果有的话）和黑洞在出生时接受的出生踢的大小（如果有的话）。Repetto等人（2012年）研究了银河系中含有黑洞的X射线双星的位置，发现了黑洞在出生时接受高出生踢的证据。在本文中，我们扩展了这项研究，同时考虑到以前的二元演化的来源。我们使用的七个短周期黑洞X射线双星是由一颗低质量恒星组成的紧凑型双星，它们以小于$1$天的周期围绕黑洞运行。我们追溯他们的二进制演化的时间，从目前观察到的质量转移状态，到黑洞形成的那一刻，我们添加额外的信息的运动学的二进制。我们发现，几个系统可以解释没有出生踢，只是质量喷射，而两个系统（可能更多）高踢是必需的。因此，除非后者有另一种形成方式，例如在球状星团内，否则我们可以得出结论，至少有一些黑洞会得到很高的推力。这挑战了黑洞反冲将从中子星反冲按比例缩小的标准图片。此外，我们发现，五个系统可能已经形成了一个非零的出生踢，但零质量喷射（即没有超新星）在形成，如中微子驱动的出生踢预测。
2015-07-29 astro-ph.HE
The photon-index - time-lag correlation in black-hole X-ray binaries
我们对一组黑洞双星进行了时间和光谱分析，研究了硬光子相对于软光子的光子指数和时间滞后之间的相关性。进一步证明了黑洞X射线双星的时间和光谱特性是耦合的。特别是，我们发现，平均时间滞后增加的X射线发射变得更软。虽然在过去的几个系统的X射线光谱的硬度和时间（或相位）滞后之间的相关性已被报道，我们的研究证实，这种相关的行为是一个全球性的黑洞X射线双星。我们还表明，光子指数的时间滞后的相关性可以解释为逆康普顿在射流的结果。
2017-10-13 astro-ph.HE
Non-thermal emission from high-energy binaries through interferometric radio observations
高质量双星系统涉及极端环境，产生从无线电到伽马射线的非热辐射。在这些系统中，只有三种类型已知会发出持续的伽马射线：碰撞风双星、高质量X射线双星和伽马射线双星。本论文的重点是通过干涉观测的高质量双星系统的无线电发射，我们已经探讨了这些来源与低，高频率的射电观测，甚高分辨率VLBI的。我们研究了两个低频γ射线双星LS 5039和LS I +61 303。我们得到了它们的光变曲线和光谱，并确定了它们射电发射区的物理性质。我们还利用VLBI观测研究了γ射线双星HESS J0632 + 057。通过VLBI和光学观测发现了一个新的碰撞风双星HD 93129A。最后，我们已经进行了两个源，是候选人的伽玛射线双星的无线电观测。
2016-03-30 astro-ph.HE
Selection Effects on the Orbital Period Distribution of Low Mass Black Hole X-ray Binaries
通过对17个已确认的低质量黑洞X射线双星（BHXB）的观测轨道周期分布与它们的隐含周期分布进行校正，研究了短周期（< 4小时）观测到的低质量黑洞双星系统的缺乏。我们还从两个简单的轨道周期分布中抽取样本，并比较了模拟和观测的轨道周期分布。我们预测银河系中有>200和<3000个双星，周期在2到3小时之间，另外还有600个物体在3到10小时之间
2017-10-20 astro-ph.HE
A physical model for state transitions in black hole X-ray binaries
提出了一个吸积循环，它可以解释黑洞X射线双星的状态跃迁和其它观测到的现象。这个模型是基于圆盘撕裂的过程，在这个过程中，单个的气体环从圆盘上脱落，并有效地独立进行旋进。这发生在当透镜-Thirring效应比局部盘粘性强时。我们讨论了这个模型的准周期振荡和磁盘射流电晕耦合的影响。我们还推测将此模型应用到活动星系核和其他吸积系统。
2013-11-12 astro-ph.HE
The X-ray flaring emission from High Mass X-ray Binaries: the effects of wind inhomogeneities
我们已经开发了一个星团恒星风模型OB超巨星，以比较这个模型的预测与两类持久和瞬态高质量X射线双星（HMXB）的X射线行为。
2010-03-30 astro-ph.HE
A Model of Low-Frequency Quasi-Periodic Oscillations in Black Hole X-Ray Binaries
基于吸积盘的扰动磁流体动力学（MHD）方程，提出了一个黑洞X射线双星（BHXB）低频准周期振荡模型.结果表明，某些BHXB的LHPOs频率可以用最大辐射通量对应的环形阿尔文波振荡频率来拟合。此外，还解释了L_2PO频率与吸积盘辐射通量的正相关关系。
2012-03-01 astro-ph.HE
The Case for Massive, Evolving Winds in Black Hole X-ray Binaries
在过去的十年中，高分辨率X射线光谱学已经彻底改变了我们对黑洞X射线双星中吸积盘风作用的理解。在这里，我提出了一个简短的回顾状态风的研究黑洞X射线双星，集中在最近的争论，盘风不仅是极其巨大的，而且高度可变。我展示了如何在高时间和光谱分辨率的新的和档案观测继续突出内部吸积流，相对论喷流，和吸积盘风之间的错综复杂的联系。最后，我讨论的方法来推断所观察到的磁盘风的驱动机制和它们之间的连接质量吸积和喷射过程的影响。
2013-04-22 astro-ph.HE
A resonance model with magnetic connection for 3:2 HFQPO pairs in black hole binaries
我们将周转共振应用于相对论性吸积盘与黑洞的磁连接，解释了在三个黑洞X射线双星中观测到的3：2对高频准周期振荡.结果表明，3：2的HFQPO对与陡峭的幂律态有关，在MC过程中，通过将能量和角动量从自旋BH转移到内盘，可以克服严重的阻尼.
2009-12-24 astro-ph.HE
Detectablity of Black Hole Binaries with Gaia: Dependence on Binary Evolution Models
预计天体测量卫星盖亚将观测到与发光伴星（LC）无相互作用的黑洞（BH）双星（以下简称BH-LC双星），这是与以前发现的BH X射线双星不同的一种。BH-LC双星与盖亚的可探测性可能取决于二进制的演化模型。利用双星总体合成技术研究了Gaia对孤立双星演化形成的BH-LC双星的可探测性，并考察了它对超新星模型、共同包层（CE）抛射效率$α$和BH出生踢模型等单星和双星模型的依赖性。我们估计在五年的观测时间内可以探测到$1.1$- $46$ BH-LC双星，发现$α$对可探测数的影响最大。在每一个模型中，可观测的和内在的BH-LC二进制具有相似的分布。因此，我们发现了三个重要的意义：（1）如果较低的BH质量间隙不是本征的（即$3$ - $5 M_\odot$ BH存在），盖亚将观察到$\leq 5 M_\odot$ BH，（2）如果CE效率显着高，我们可能会观察到短轨道周期的双星与轻LC，（3）我们可能能够识别出生踢的存在从偏心率分布。
2022-02-08 astro-ph.HE
A feasibility study on the photometric detection of quiescent black hole X-ray binaries
本文研究了利用光学光度技术探测静止黑洞X射线双星的可行性。为了测试这一点，我们采用了目前在罗克德洛斯Muchachos天文台可用的r波段和Halalpha滤波器的组合。四个动态黑洞的测光观测（GRO J 0422 +320、A 0620-00、XTE J1118+480和XTE J1859+226），SNR>~35-50，补充了几乎同时的光谱数据，证明有可能将Halpha发射线的FWHM恢复到优于10%对于具有宽范围的线EW和低至r~22等的目标。我们进一步探索我们的光度系统的潜力，解开其他人口的紧凑型恒星和Halpha发射器。特别是，我们表明，HAWKs，旨在揭开静止黑洞的调查，也将提供一个详细的人口普查的其他银河系人口，最显着的短周期（食）激变变量，中子星X射线双星和超紧凑双星。
2018-10-01 astro-ph.HE
The exotic black hole-neutron star binaries in our Galaxy
The Education University of Hong Kong（香港教育大学）
本文提出银河系中存在奇特的黑洞-中子星双星系统，通过暗物质捕获机制实现中子星高温，为寻找缺失双星系统提供新途径并揭示暗物质性质。
2025-12-02 astro-ph.HE
Fast variability from black-hole binaries
目前可用的信息快速变化的X射线发射的吸积坍塌的物体构成了一个复杂的现象，这是很难解释。我们回顾了当前对黑洞双星的观测观点和已经提出的解释它的调查模型。尽管吸积流的结构复杂，但已经确定了关键的观测诊断，这些诊断可以直接进入黑洞附近物质运动的动力学，从而进入弯曲时空的一些基本性质，可以观察到强场广义相对论效应。
2014-07-28 astro-ph.HE
Compact Binaries in Star Clusters I - Black Hole Binaries Inside Globular Clusters
我们研究了星团中的紧凑的二进制人口，重点是包含黑洞的二进制，使用自洽的Monte Carlo处理动力学和完整的恒星演化。我们发现，黑洞经历强烈的质量分离，成为集中。在核心中，黑洞之间的相互作用非常强烈，形成了非常有效的黑洞-黑洞双星。然而，强相互作用也会破坏或弹出黑洞-黑洞双星。在我们的模拟中，我们没有发现黑洞-黑洞合并，但产生了许多硬逃逸者，它们将在哈勃时间内合并到银河系中。我们还发现了几个高度偏心的黑洞-黑洞双星是潜在的LISA源，这表明星团是天基探测器的有趣目标。我们的结论是星团必须考虑到预测紧凑的二进制人口统计。
2010-09-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
A General Relativistic Magnetohydrodynamic Model of High Frequency Quasi-periodic Oscillations in Black Hole Low-Mass X-ray Binaries
本文对黑洞低质量X射线双星的高频准周期振荡现象提出了一种可能的解释。通过求解微扰广义相对论磁流体动力学方程组，我们发现了具有环形磁场的吸积盘中Alfven波的两个稳定模。我们认为，这两种模式可能会导致双高频QPO，如果它们产生的过渡区之间的内部平流占主导地位的吸积流和外部薄盘。这个模型自然地解释了QPO的上下频率的3：2关系，以及黑洞质量和QPO频率之间的关系。
2010-03-26 astro-ph.HE
Non-thermal radio emission from colliding-wind binaries: modelling Cyg OB2 No. 8A and No. 9
一些OB星显示出可变的非热射电辐射。非热发射是由于电子加速到高能量时发射的同步辐射。电子加速发生在双星系统中由辐射驱动的恒星风碰撞产生的强烈冲击中。在这里，我们提出了我们的模拟结果的两个碰撞风系统：天鹅座OB2号8A和天鹅座OB2号9。
2010-12-15 astro-ph.HE
Gamma-ray emission from binaries in context
现在有十几个双星系统被确定为可变的高能（HE，0.1-100 GeV）伽马射线源。五个也是非常高能量（VHE，>100 GeV）伽马射线的来源。双星系统中伽马射线发射的机制是多种多样的。我目前的理解是，它们分为四种类型的系统：伽马射线双星，由脉冲星旋转提供动力;微类星体，由黑洞或中子星的吸积提供动力;新星，由白矮星的热核逃逸提供动力;碰撞风双星，由大质量恒星的恒星风提供动力。其中一些类型长期以来一直被怀疑会发射伽马射线（微类星体），另一些则让社会感到惊讶（新星）。我在这里的目的是提供一个简短的评论的伽马射线发射的双星的现状，在相关的对象的情况下，类似的机制在工作（脉冲星风星云，活动星系核，超新星遗迹）。
2015-07-03 astro-ph.HE
Simulating the X-ray luminosity of Be X-ray binaries: the case for black holes versus neutron stars
已知有超过100颗Be星有中子星伴星，但只有一个这样的系统有一个黑洞。先前的理论研究表明，这不是由于它们的形成，而是由于X射线亮度的差异。也有人提出，Be星的拱星盘的截断取决于致密天体的质量。因此，黑洞双星中的Be星盘较小。由于Be星的圆盘吸积到致密物体上是X射线光度的动力，因此黑洞系统中较小的圆盘导致较低的光度。在本文中，模拟进行了一系列的偏心率和紧凑的物体质量。光盘的大小和密度被证明是依赖于这两个数量。质量捕获和X射线亮度在很大程度上取决于圆盘的大小和密度。当两个系统具有相同的偏心率时，Be/黑洞双星预计比Be/中子星双星暗10倍，当比较具有不同偏心率的系统时，可能暗100倍。
2018-04-16 astro-ph.HE
The Formation and Gravitational-Wave Detection of Massive Stellar Black-Hole Binaries
如果由两个100兆太阳质量的黑洞组成的双星存在，它们将成为非常强大的引力波，用先进的LIGO/Virgo地面探测器可以探测到z=2的红移。关于大质量恒星演化的巨大不确定性排除了对这些大质量黑洞合并速率的确定性预测。我们表明，高达每年数百个检测率，或低至没有检测任何，都是可能的。人们认为产生这些大质量双星的唯一方法是通过致密恒星系统中的动力学相互作用。最近在大麦云的R136区域发现了几颗质量超过150 Msun的恒星，这一观点受到了挑战。目前的模型预测，当这种质量的恒星离开主序星时，它们的膨胀不足以让共同的包络演化有效地减少轨道分离。由此产生的黑洞-黑洞双星仍然太宽，无法在哈勃时间内合并。如果这个评估是正确的，孤立的超大质量双星就不会演化成引力波。然而，存在其他形成渠道。例如，大质量恒星的高度多样性，以及它们在相对密集的恒星协会中的常见形成，为大质量黑洞合并开辟了动力学通道（例如，通过Kozai循环或重复的二元-单一相互作用）。我们确定的关键物理因素，形状人口非常大的黑洞-黑洞二进制文件。先进的引力波探测器将对超大质量恒星的形成和演化提供重要的限制。
2014-05-27 astro-ph.HE
Thermal X-ray Emission from the Shocked Stellar Wind of Pulsar Gamma-ray Binaries
伽马射线强X射线双星是一种从射电到伽马射线的非热宽带辐射的双星系统。如果系统由一颗大质量恒星和一颗年轻的非吸积脉冲星组成，它们的风将碰撞产生宽带非热辐射，很可能起源于冲击脉冲星风。热X射线发射预计从冲击恒星风，但到目前为止，它既没有被发现，也没有在伽马射线双星的背景下进行研究。本文提出了脉冲星伽玛射线双星中激波星风热X射线辐射的半解析模型，发现热X射线辐射随脉冲星自旋下降光度单调增加，达到10^33 erg/s量级。伽马射线双星的X射线光谱缺乏热特征，因此可以用来限制脉冲星和恒星风的性质。通过拟合观测到的伽马射线双星的X射线谱与源模型组成的吸收非热功率定律和计算的热X射线发射，我们能够推导出上限的自旋下的光度的推定脉冲星。我们将这种方法应用于LS 5039，这是唯一一个具有径向强风的伽马射线双星，并获得了脉冲星自旋下降光度的上限约为6x10^36 erg/s。考虑到高能伽马射线发射的能量限制，可能需要非常接近1的非热与自旋下降的光度比。
2011-11-22 astro-ph.HE
Coalescence of black hole--neutron star binaries
本文综述了黑洞-中子星双星并合的广义相对论研究现状。首先，综述了准平衡圆轨道黑洞-中子星双星的高精度计算，重点讨论了准平衡序列和质量脱落极限。其次，介绍了黑洞-中子星双星并合的数值相对论模拟的现状。我们总结了我们对合并过程，潮汐破裂及其判据，合并残余物和喷出物质的性质，引力波形和引力波谱的理解。我们还讨论了黑洞的电磁对应物--中子星合并。
2021-10-12 astro-ph.HE gr-qc
The star clusters that make black hole binaries across cosmic time
我们探讨的性质，密集的星团，很可能是托儿所的恒星黑洞配对密切的双星。我们结合了球状星团形成的宇宙学模型与解析处方的动态组装和演化的黑洞二进制文件，以约束哪些类型的集群最有可能形成足够紧密的二进制文件合并在哈勃时间。我们发现，黑洞双星被弹出，后来合并异地形成的集群的特征质量$M_{\rm cl} \sim 10^{5.3}M_{\odot}$，而双星合并原位形成更大的集群，$M_{\rm cl} \sim 10^{5.7}M_{\odot}$。主导黑洞双星产生的星团在年龄和金属丰度上与整个种群相似。最后，我们估计一个近似的宇宙黑洞合并率的动态组装的双星使用的平均黑洞质量为每个集群给定的金属。我们发现在$z=0$处存在一个$\sim 6\,\mathrm{Gpc\,yr^{-1}}$的内在速率，一个弱增加的合并速率到达$z=1.5$，然后降低到$z=4$。我们的结果可以用来提供一个宇宙学的背景下，选择初始条件的数值研究的黑洞双星聚集在星团。
2019-03-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Not all spins of black-hole binaries formed in clusters are isotropic and not all spins of black-hole binaries formed in isolation are aligned
Universitá degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）；INFN, Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰-比可卡分部）
本文挑战了黑洞双星形成通道的自旋方向标准预期，提出了解析模型描述星团动力学形成与孤立形成的自旋分布，并考虑了并合后随机化及超新星踢速度的影响。
2026-09-29 astro-ph.HE gr-qc
Merger rates in primordial black hole clusters without initial binaries
原始的黑洞通过宇宙密度波动的崩溃而形成，被假设为宇宙中暗物质含量的贡献者。与此同时，它们的合并可能有助于最近观察到的引力波源的数量。我们调查的情况下，原始黑洞形成双星在宇宙的后期。具体来说，我们重新审视合并的原始黑洞在小集群的~30个对象的初始双星的情况下。双星通过牛顿引力相互作用动态地形成。这些双星作为星系团的热源，增加了星系团的速度色散，这抑制了通过引力波两体捕获的直接合并。与此同时，紧密双星的三体相遇太罕见了，以至于无法使双星足够紧密，从而使它们通过引力波辐射合并。我们的结论是，在没有初始双星的情况下，Bird et al.（2016）初始星团配置中的原始黑洞的合并率至少比以前提出的低一个数量级，这使得引力波检测到这样的源是不可能的。
2020-06-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Periastron Advance in Neutron Star - Black Hole Binaries
由于中子星-黑洞双星有望通过未来的脉冲星调查使用即将到来的设施被发现，有必要了解这些系统的各种可观测的属性。在目前的工作中，我们研究了这种双星的近星点的进展下的后牛顿形式主义在很宽的参数范围内。我们发现，一阶和二阶后牛顿效应以及首阶自旋轨道耦合效应对这类双星是显著的，但高阶效应可以忽略。
2012-10-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Quasi periodic oscillations in black hole binaries
快时变是吸积系统最显著的特征，从激变变星到活动星系核，从黑洞、中子星X射线双星到神秘的超亮X射线源，所有吸积系统都存在准周期振荡。在本文中，我将简要地回顾目前的知识QPO在黑洞X射线双星，主要集中在其观察到的属性，但也提到了最重要的模型，已提出来解释QPO的起源在过去的几十年。
2016-03-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Detecting Black Hole Binaries by Gaia
我们研究了盖亚卫星通过探测伴星的轨道运动来识别黑洞双星系统的前景。在考虑初始质量函数、质量转移、共包络相位、星际吸收和黑洞可识别性的情况下，我们估计了Gaia探测到的黑洞双星的数目及其在几种不同参数模型下相对于黑洞质量的分布.我们发现，$\sim 200-1000$黑洞双星将被盖亚探测到在其5年的运作。在本文所采用的参数中，零龄主序星质量与黑洞质量的关系对黑洞质量分布函数的形状影响最大，这意味着Gaia探测到的黑洞使我们能够约束质量关系。
2018-06-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Linking the fate of massive black hole binaries to the active galactic nuclei luminosity function
大质量黑洞双星的结构形成的层次模型的背景下，自然预测。设法失去大部分角动量的双星可以合并形成一个残余物。在这一过程的最后阶段，黑洞经历了一个非常响亮的引力波发射阶段，可能被当前和未来的探测器探测到。理论上的努力，以获得一个连贯的物理图片的二元路径，以合并仍在进行中。在本文中，我们第一次利用活动星系核演化的观测研究来约束气体驱动的双星衰变的效率。在保守的假设下，我们发现气体吸积到核黑洞可以有效地导致任何质量的双星形成在高红移（> 2）的合并在当前的时间。观测到的吸积黑洞光度函数的“缩小”趋势进一步表明，气体流入足以驱动轻黑洞向下合并，即使它们在较低的红移下结合在双星中，对于~ 1000万太阳质量的双星，z~0.5，对于~ 100万太阳质量的双星，z~0.2。这对未来天基引力波实验中合并黑洞双星的探测率有很大的影响。
2015-02-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Self-lensing flares from black hole binaries II: observing black hole shadows via light-curve tomography
超大质量黑洞（BH）双星被认为是产生自透镜耀斑（SLF）时，两个黑洞对准视线。如果观测到双星轨道几乎是从侧面，我们会发现一个明显的特征，那就是由透镜黑洞的黑洞阴影所留下的光变曲线。我们研究这个功能的光线跟踪在一个二进制模型，并预测，1\%的当前的二进制候选人可以显示此功能。我们的BH层析成像方法，这里提出可以提取BH阴影，是空间上无法分辨的高分辨率VLBI。
2021-12-27 astro-ph.HE gr-qc
Black Holes LIGO/Virgo Domination and Single-lined Binaries with a Black Hole Candidate Component
在这封信中，我们注意到，在LIGO / Virgo实验中观察到的黑洞探测率与双星中子星探测率之比需要假设大质量恒星“保守”坍缩成黑洞：坍缩恒星的几乎所有质量都在视界之下。这与LIGO/Virgo探测到的大质量黑洞是一致的。另一方面，在坍缩成黑洞的过程中，物质损失很小的假设与单线双星的小偏心率是一致的。同时，解释了在有蓝色恒星的双星系统中，大多数黑洞没有X射线的现象。我们认为，三套LIGO / Virgo的观测和数据的单线双星与候选黑洞组件确认的情况下，大规模的场双星的演变。
2021-01-22 astro-ph.HE hep-th
Anisotropic mass ejection from black hole-neutron star binaries: Diversity of electromagnetic counterparts
黑洞-中子星双星的合并过程中，当中子星在合并前发生破裂时，可以喷射出质量约为0.01-0.1M_sun的物质。喷出物表现出明显的各向异性，并在一个特定的方向与体积速度约0.2c。这与双中子星合并有很大的不同，后者的喷出物几乎是各向同性的。各向异性喷出物带来了黑洞-中子星双星特有的电磁对应体多样性，如视角依赖性、极化和自行。本文还讨论了黑洞的反冲速度、引力波记忆发射和宇宙线加速等问题。
2013-08-23 astro-ph.HE gr-qc
On the origin of black hole spin in high-mass black hole binaries: Cygnus X-1
到目前为止，在银河系和其他星系中已经探测到了几个大质量的黑洞双星。对于其中的一些，黑洞的自旋参数进行了估计。由于这些系统中有许多是相当紧密的，因此自旋的来源被认为是由黑洞的祖先与它的双星伴星同步旋转所赋予的角动量。使用天鹅座X-1，最好的研究高质量的黑洞二，我们调查这种可能性。我们发现自旋的这种起源是不可能的，我们的结果指出自旋是坍缩过程的结果。
2010-11-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Emission Lines as a Tool in Search for Supermassive Black Hole Binaries and Recoiling Black Holes
探测并合前双星的电磁（EM）对应物对于我们理解这些系统的演化以及相关的吸积物理具有非常重要的意义。此外，从合并的超大质量黑洞双星（SBHB）中观测到的电磁波和引力波信号的组合将提供对红移和光度距离的独立测量，从而允许高精度的宇宙学测量。然而，这些物体的统计学上的重要样本尚未获得，并且通过观测发现它们已被证明是一项艰巨的任务。在这里，我们将讨论现有的观测证据，以及如何在合并之前和之后的SBHB的观测签名的理论理解的进一步进展，可以帮助在未来的搜索。
2009-09-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
Astro2020 Science White Paper: Populations of Black Holes in Binaries
双星系统中的黑洞对于理解产生引力波源的过程、理解超新星的工作原理以及为宇宙早期的高质量恒星提供化石证据都是至关重要的。目前，这些天体的样本量，特别是双星系统中的黑洞，是相当有限的。此外，还需要对二元参数进行更精确的测量。随着X射线和射电天文学能力的主要改进，应该有可能建立更大的样本，更好地测量黑洞双星。
2019-04-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Models of the non-thermal emission from early-type binaries
大质量双星中强大的风-风碰撞产生了一个高温等离子体区域，并将粒子加速到相对论能量。我简要地总结了风-风相互作用的流体动力学和观测证据，包括最近的$γ$ -射线探测，从这样的系统的非热发射。然后，我讨论了现有的非热发射模型及其迄今为止的应用，然后总结了一些未来的前景。
2009-05-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Self-lensing flares from black hole binaries I: general-relativistic ray tracing of black hole binaries
大质量黑洞双星（MBHB）的自透镜效应，发生在两个黑洞靠近视线对齐时，预计会产生周期性的短时间耀斑。在这里，我们研究的形状自透镜耀斑（SLF）通过广义相对论射线追踪叠加的二进制BH度规，其中的发射产生的几何薄吸积流周围的每个组件。这套模型包括偏心双星轨道、黑洞自旋、不等质量双星和不同的发射模型几何。我们探索了上述参数空间，并报告了光变曲线如何作为以下参数的函数而变化：双星分离、倾角和偏心率。我们还比较了我们的光变曲线的微透镜近似，并显示如何强大的偏转，以及时间延迟效应，改变的大小和形状的SLF。如果LISA观测到来自吸入MBHB的引力波（GW），SLF可以帮助安全地识别源并将其定位在天空中，并通过比较SLF和GW的相位来限制引力子质量。此外，当从侧面观察这些系统时，SLF显示出与BH阴影大小直接相关的明显下降。这开辟了一种新的方法来测量BH阴影的大小，是目前VLBI设施无法解决的系统。
2021-12-27 astro-ph.HE gr-qc
Metallicity dependence of black hole main sequence binaries detectable with Gaia
LIGO已经探测到了来自大质量双黑洞合并的引力波。为了解释这种巨大的恒星质量的黑洞的起源，极端贫金属恒星，包括第一恒星已被调用。然而，黑洞并不携带金属丰度的信息。为了检验黑洞形成的金属丰度依赖性，我们重点研究了银河系黑洞-主序星双星。利用二元布居合成方法，我们发现$\gaia$可以检测金属丰度为$\zsun$的$\sim200-400$ BH-MS和金属丰度为$0.1\zsun$的$\sim70-400$ BH-MS。利用4米级望远镜的光谱观测，我们可以检验BH MS的金属丰度。黑洞形成的金属丰度依赖性可以通过天体测量和光谱观测来检验。
2020-06-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Stellar binaries incident on supermassive black hole binaries: implications for double tidal disruption events, calcium-rich transients, and hypervelocity stars
通过大量的引力散射实验，分析了恒星双星与超大质量黑洞双星相互作用的结果。大多数的相遇要么导致完整的双星被抛出，要么导致双星潮汐分裂后两颗独立的恒星被抛出。然而，潮汐破坏事件（TDE）和合并只占结果的百分之几，并且是时间上不同的TDE（即，被超大质量黑洞双星的至少一个轨道分开）发生在百分比水平。我们还表明，通过与SMBHB的相互作用，喷出的双星的属性显着改变，其大的偏心率增加合并率，并可能导致远离宿主星系核的引力波inspirals。我们讨论了我们的研究结果的背景下观察到的潮汐破坏事件，超高速恒星，和远程超新星，如富钙瞬变。
2018-08-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Reducing orbital eccentricity in initial data of black hole--neutron star binaries in the puncture framework
本文发展了一种在穿刺框架下计算黑洞-中子星双星低偏心率初始数据的方法，扩展了前人对其它类型致密双星的研究。除了调整双星的轨道角速度外，还通过修改用于推导流体静止平衡方程的螺旋Killing矢量来引入中子星的接近速度。接近速度的黑洞，然后诱导通过要求消失的总线性动量的系统，不同的情况下，二元黑洞的穿刺框架中的每个黑洞的线性动量是明确规定的。我们成功地降低轨道偏心率~0.001通过修改参数迭代使用模拟的~3轨道的非旋进和旋进的配置。我们发现，在切除框架中导出的双黑洞的经验公式不减少轨道偏心率~0.001黑洞-中子星双星的穿刺框架中，虽然他们的工作的双中子星。
2021-01-06 astro-ph.HE gr-qc
Golden galactic binaries for LISA: mass-transferring white dwarf black hole binaries
用半解析模型研究了白矮星-黑洞吸积双星的演化和引力波发射。这些系统将在兆赫引力波频带上发展，并有可能被激光干涉仪空间天线（LISA）探测到。我们确定了新的普遍关系，这类双星，其中涉及的组件质量的引力波频率和它的一阶导数。结合LISA可能的高精度测量，这些关系可以让我们推断源的组件质量和光度距离。因此，LISA有可能检测和表征一个几乎未开发的二元人口。
2020-10-20 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Dynamical formation signatures of black hole binaries in the first detected mergers by LIGO
恒星质量黑洞-黑洞双星的动力学形成一直是激光干涉引力波天文台（LIGO）的一个有希望的引力波源。质量分离、引力聚焦和多体动力学相互作用自然地增加了致密恒星系统中质量最大的黑洞之间的相互作用速率，最终导致它们合并。我们发现，动力学相互作用，特别是三体双星的形成，提高合并率的黑洞双星的总质量M_tot大致为~M_tot^beta，β>~ 4。我们发现，这种关系大多独立于初始质量函数，但确切的值取决于质量分离的程度。这种大质量黑洞双星的探测率只有通过LIGO对M_tot <~ 80太阳质量的大质量黑洞双星的更高灵敏度才能进一步提高。我们发现，对于幂律BH质量函数dN/dM ~ M^-α，α <~ 2，LIGO最有可能探测到质量是最大初始黑洞质量两倍且质量比接近1的黑洞双星。星团内黑洞的重复合并导致大约5%的合并被观察到是最大初始黑洞质量的2到3倍。利用这些关系，人们可以将观测到的分布反演为初始质量函数，并多次探测到合并的黑洞双星。
2016-06-29 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Attempt to explain black hole spin in X-ray binaries with new physics
人们普遍认为，X射线双星中黑洞的自旋主要是本征自旋。由吸积引起的显著加速旋转是不可能的。如果伴星的质量较低，即使黑洞吞噬了整个伴星，黑洞的自旋也不会发生太大的变化。如果次级黑洞的质量很大，它的寿命就太短了，无法传输必要数量的物质并使黑洞旋转起来。然而，虽然由太阳金属量的大质量恒星坍缩形成的黑洞预计具有低的出生自旋，但目前的自旋测量表明，X射线双星中的一些黑洞旋转非常迅速。在这里，我表明，如果这些物体不是广义相对论的克尔黑洞，少量物质（$\sim 2$ ~ $M_\odot$）的吸积可以使它们看起来像非常快速旋转的克尔黑洞。这种可能性与任何观察都不矛盾，它可以用一种非常简单的方式解释当前的自旋测量。
2014-12-16 astro-ph.HE gr-qc
Black Hole Spin-Orbit Misalignment in Galactic X-ray Binaries
在黑洞X射线双星中，黑洞的自旋轴和轨道角动量之间的不对准可能发生在超新星爆炸形成致密物体的过程中。本文提出了银河系黑洞X射线双星的布居合成模型，研究了失准角的概率密度函数及其与模型参数的关系。在我们的模型中，我们还考虑了由于物质吸积到黑洞在X射线二元阶段的失准角的演变。决定X射线双星失准角的主要因素是黑洞在形成时可能受到的出生反冲。然而，大的反冲倾向于破坏双星，而小的反冲允许XRB的形成，并且自然选择具有小未对准角的系统。我们的计算预测，大多数（>67%）的银河场BH XRB具有相当小（>10度）的失准角，而一些系统可能达到高达90度甚至更高的失准角。这一结果在所有的种群合成模型中是稳健的。小错位角的假设被广泛用于观测估计黑洞自旋幅度，我们第一次能够证实这一假设使用详细的人口合成计算。
2010-01-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
Galactic population of black holes in detached binaries with low-mass stripped helium stars: the case of LB-1 (LS~V+22~25)
我们模型的银河系人口的分离双星，港口黑洞与（0.5-1.7）太阳质量的同伴-剩余的情况下B的质量交换，迅速跨越赫兹普龙间隙终止后的罗奇瓣溢出或作为氦壳燃烧的恒星。目前银河系中可能存在几个这样的双星。其中的黑洞质量约为4 ~ 10个太阳质量，轨道周期为数十~数百天。独特的BH-双星LB-1非常适合这种极其罕见的双星。
2020-04-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Black Hole/Pulsar Binaries in the Galaxy
我们对银盘中含有一个黑洞（BH）和一个中子星（NS）的双星的形成进行了粒子数合成计算。在计算过程中，对一些重要的输入参数进行了修正，特别是对常见包络演化的处理。讨论了银河系恒星形成率和NS反冲速度分布对BH/NS双星诞生率（$ \sim 0.6-13 \rm\, Myr^{-1}$）的影响。从入射BH/NS双星出发，通过模拟由引力波辐射引起的轨道演化和NS作为射电星的演化，得到了BH/NS脉冲星双星的轨道周期、偏心率和脉冲周期等可观测参数的分布。我们估计银盘中可能存在$\sim 3-80 $ BH/脉冲星双星，其中约10%的双星可以被500米口径球面射电望远镜探测到。
2018-04-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation of black hole X-ray binaries with non-degenerate donors in globular clusters
在这封信中，我们提出了一个形成通道的低质量X射线双星与黑洞吸积和非退化的捐助者通过放牧潮汐遇到亚巨星。我们估计，在一个典型的致密球状星团的核心密度的$10^5$恒星pc $^{-3}$，形成率约为一个二进制每陀螺每50-100保留黑洞。捐赠者-剥离的亚巨星-与相同颜色的亚巨星或巨星分支恒星相比，将是强烈的不发光。潮汐剥离的产物在数亿年内，与相同颜色的正常恒星相比，至少有一个星等的亮度不足，并且与普通双星中可能由非灾难性质量转移产生的亮度不足的红色恒星不同。动态形成的双星成为静止的低质量X射线双星，寿命约为一个陀螺。预期的X射线双星的数量是每50-200个保留的黑洞中有一个，而预期的强暗次巨星的数量大约是这个数量的一半。在球状星团中存在强烈暗星可能是黑洞存在的标志。
2017-06-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
Busting Up Binaries: Encounters Between Compact Binaries and a Supermassive Black Hole
考虑到银河系中心附近的恒星密度，紧凑型双星和超大质量黑洞之间的近距离相遇是一个合理的发生。我们目前的结果从近1300万这样的遭遇的数值研究。与以前的研究相一致，我们证实，潮汐破坏的黑洞的二进制系统，组件的二进制保持绑定到孔的偏心率~ 0.97和circularizes显着的时候，它进入经典的LISA带。我们的研究结果还表明，人口的幸存双星值得关注。这些双星系统的内部轨道参数受到扰动，可能会产生有趣的观测结果。我们研究了生存参数空间的区域，并估计了相遇后轨道参数的分布。我们发现幸存的双星变硬，它们的离心率增加，从而加速了它们的合并，由于引力辐射发射，并增加了预测的合并率高达1%。
2015-01-26 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Global Analysis of LISA Data with Galactic Binaries and Massive Black Hole Binaries
提出一种高性能全局拟合流水线，用于从LISA数据中提取银河系双星与大质量黑洞双星信号并估计残差噪声，通过为期一年的每周演化分析验证了其探测能力的提升，并开发了基于最大似然估计的多信号提取算法及高精度响应验证。
2024-06-03 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
What we can learn from multi-band observations of black hole binaries
LIGO/Virgo引力波（GW）干涉仪迄今已探测到10个合并的黑洞（BH）双星，其中一些质量比预期大得多。处于观测质量范围高端的恒星质量BH双星（具有“啁啾质量”${\cal M} \gtrsim 25 M_{\odot}$）应该在这些双星被地面GW探测器发现之前数年就可以被空间GW观测站探测到。本白皮书讨论了当空间和地面上的仪器观测到相同的双星时所产生的一些协同效应。我们考虑中等质量的黑洞双星（总质量$M \sim 10^2 -10^4 M_{\odot}$）以及恒星质量的黑洞双星。我们说明如何结合空间和地面的数据集可以打破简并，从而提高我们的理解二进制的物理参数。虽然早期的工作主要集中在天基观测站如何准确预测何时在地面上观察到一些合并，但反过来也很重要：陆基探测将使我们能够“更深入地挖掘”存档的天基数据，以自信地识别信噪比最初低于阈值的黑洞螺旋，从而使在两个波段中观察到的双星数量增加$\sim 4 - 7$。
2019-03-10 astro-ph.HE gr-qc
The Bardeen-Petterson effect, disk breaking, and the spin orientations of supermassive black-hole binaries
超大质量黑洞双星的合并是由动力学摩擦、单个恒星的损失锥散射、盘迁移和引力波发射驱动的。预计有两种主要的形成情况。在缺乏气体的星系环境中形成的双星不会经历盘迁移，并且可能进入具有大致各向同性自旋方向的引力波主导阶段。相比之下，在富含气体的星系环境中演化的双星可能会经历显著的盘吸积阶段，其中Bardeen-Petterson效应使黑洞的自旋与盘的轨道角动量对齐。然而，如果吸积盘破坏了对齐，则预期对齐将被强烈抑制--这是最近显示在参数空间的大部分中发生的现象。本文首次建立了一个考虑盘破裂影响的超大质量黑洞双星气体驱动迁移和自旋排列的半解析模型。我们的模型预测不同的二进制亚群的发生取决于自旋对齐的效率。这意味着未来对合并黑洞的引力波观测可能被用于（i）区分富气和贫气宿主，以及（ii）限制扭曲的吸积盘的动力学。
2023-02-02 astro-ph.HE gr-qc
Estimates of black-hole natal kick velocities from observations of low-mass X-ray binaries
黑洞的诞生踢，所产生的不对称的质量喷射或中微子发射在核心坍缩超新星，是非常感兴趣的观测约束超新星模型和人口合成研究的二进制演化。最近，一些努力进行估计黑洞出生踢从黑洞低质量X射线双星的观测。我们跟进这项工作，特别是集中在最高的估计黑洞踢速度。我们发现，现有的观测不需要黑洞出生踢超过约100公里/秒，虽然更高的踢不排除。
2015-10-13 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation of discs around super-massive black hole binaries
我们的$10^4M_\odot$湍流分子云在近径向下落到$10^6M_\odot$，等质量超大质量黑洞二进制的演变，使用修改后的版本的SPH代码GADGET-3。我们研究了根据双星和云轨道之间的相对倾角而形成的不同气体结构。我们的第一个结果表明，一个对齐的轨道产生迷你盘围绕每个黑洞，几乎与二进制对齐;一个垂直的轨道产生错位的迷你盘;和一个反对齐的轨道产生一个circumbinary，反向旋转环。
2015-01-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
