Calibrating the correlation between black hole mass and X-ray variability amplitude: X-ray only black hole mass estimates for active galactic nuclei and ultra-luminous X-ray sources
A calibration is made for the correlation between the X-ray Variability Amplitude (XVA) and Black Hole (BH) mass. The correlation for 21 reverberation-mapped Active Galactic Nuclei (AGN) appears very tight, with an intrinsic dispersion of 0.20 dex. The intrinsic dispersion of 0.27 dex can be obtained if BH masses are estimated from the stellar velocity dispersions. We further test the uncertainties of mass estimates from XVAs for objects which have been observed multiple times with good enough data quality. The results show that the XVAs derived from multiple observations change by a factor of 3. This means that BH mass uncertainty from a single observation is slightly worse than either reverberation-mapping or stellar velocity dispersion measurements; however BH mass estimates with X-ray data only can be more accurate if the mean XVA value from more observations is used. Applying this relation, the BH mass of RE J1034+396 is found to be $4^{+3}_{-2} \times 10^6$ $M_{\odot}$. The high end of the mass range follows the relationship between the 2$f_0$ frequencies of high-frequency QPO and the BH masses derived from the Galactic X-ray binaries. We also calculate the high-frequency constant $C= 2.37 M_\odot$ Hz$^{-1}$ from 21 reverberation-mapped AGN. As suggested by Gierliński et al., $M_{\rm BH}=C/C_{\rm M}$, where $C_{\rm M}$ is the high-frequency variability derived from XVA. Given the similar shape of power-law dominated X-ray spectra in ULXs and AGN, this can be applied to BH mass estimates of ULXs. We discuss the observed QPO frequencies and BH mass estimates in the Ultra-Luminous X-ray source M82 X-1 and NGC 5408 X-1 and favor ULXs as intermediate mass BH systems (abridged).
Calibrating X-ray binary luminosity functions via optical reconnaissance II. The high-mass XLF and globular cluster population of X-ray binaries in the low star-forming spiral M81
Wind-envelope interaction as the origin of the slow cyclic brightness variations of luminous blue variables
亮蓝变星(Luminous Blue Variable,LBV)是一种非常明亮的大质量恒星,其亮度、半径和光球温度在几年到几十年的时间尺度上呈现出巨大的准周期变化。这种变化的物理起源,在其原型之后被称为S Doradus循环,仍然难以捉摸。在这里,我们研究的反馈恒星风的质量损失的信封结构在恒星附近的爱丁顿极限。我们进行了一个随时间变化的流体动力学恒星演化计算,应用恒星风质量损失处方与温度依赖性的启发,预测系统的质量损失率低于25 kK的增加。我们发现,当风的质量损失率越过一个明确定义的阈值,在风的基础条件的不连续变化导致重组的恒星信封。所引起的剧烈的半径和温度变化,这发生在热时标的膨胀信封,反过来施加质量损失的变化,扭转了初始的变化,导致一个周期,缺乏一个固定的平衡配置。我们的概念验证模型广泛地再现了S剑鱼座变异性的典型观测现象。我们确定了三个关键的物理成分需要触发的不稳定性:膨胀信封在接近爱丁顿极限,温度范围内,降低不透明度不会导致加速外流,和质量损失率,随着温度的降低而增加,在这个温度范围内的临界阈值。我们的方案和模型提供了可测试的预测,并打开了大门,为一致的理论治疗的LBV阶段的恒星演化,其后果进一步演变为单星或双星系统。
A Luminous and Highly-variable Gamma-ray Flare Following the 2017 Periastron of PSR B1259-63/LS 2883
PSR B1259 $-$ 63/LS 2883双星系统的三个近星点通道,由一颗48 ms旋转动力脉冲星和一颗$\sim30$ M $_{\odot}$ Be恒星组成,已被费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜(LAT)在2010年,2014年和2017年观测到。在最近的近星点通过期间,在近星点之后立即观察到持续的低水平伽马射线发射超过$\sim3$ -周长的间隔,随后是无发射的间隔。在近星点后40天开始检测到零星的耀斑,持续了大约50天,在此期间,发射显示出显着的光谱曲率,时间尺度上的变化短至1.5分钟,峰值通量水平远远超过脉冲星自旋下降功率。相比之下,在2010年和2014年的近星点期间,直到近星点后30天和32天,LAT才分别观察到显著的伽马射线发射。以前的耀斑没有表现出光谱曲率,没有表现出短期的变化,并没有超过脉冲星的自旋下降功率。2017年观测到的高通量和短时间尺度表明,需要大量的发射光束,并限制了发射区域的大小。耀斑发生在近星点之后足够长的时间,中子星应该已经通过了扩展的盘状流出,从而限制了逆康普顿模型的目标材料和种子光子源的选择。
A Periodically Varying Luminous Quasar at z=2 from the Pan-STARRS1 Medium Deep Survey: A Candidate Supermassive Black Hole Binary in the Gravitational Wave-Driven Regime
Discovery of a recurrent spectral evolutionary cycle in the ultra-luminous X-ray sources Holmberg II X-1 and NGC 5204 X-1
大多数超亮X射线源(ULX)现在被认为是由以超爱丁顿速率吸积的恒星质量致密天体提供动力的。虽然演化周期的发现标志着我们对银河系黑洞双星中亚爱丁顿区吸积流变化的理解取得了突破,但它们在超爱丁顿区的证据仍然难以捉摸。然而,最近的间接证据表明,在两个原型ULX:Holmberg II X-1和NGC 5204 X-1中存在重复的进化周期。在这里,我们建立在我们以前的工作,并利用Swift-XRT的长期高节奏监测,以提供这两个来源的进化周期的证据,并调查诱导其光谱转换的主要物理参数。我们研究的长期演变的两个来源,使用硬度强度图(HID)和通过Lomb-Scargle周期图和高斯过程建模,寻找周期性的变化。我们发现,这两个源遵循经常性的演变模式,其特征在于在HID的硬超铝(HUL)和软超铝(SUL)光谱制度,和第三个国家的特点类似的超软超铝(SSUL)状态。软态之间的过渡似乎是非周期性的,正如Holmberg II X-1的光变曲线的时序分析所揭示的那样,尽管需要进一步的研究。NGC 5204 X-1的光变曲线显示周期为$\sim$ 200天,可能与进化周期的持续时间有关。我们支持的情况下,从HUL到SUL的光谱变化是由于周期性增加的传质速率和随后缩小的超临界漏斗的开口角。较窄的漏斗,加上随机变化的风印记,可以解释SUL-SSUL光谱的变化。
High energy radiation from luminous and magnetized stars
部分早型星具有强偶极磁场的特征,这种强偶极磁场被来自星表面的稠密风的外流所改变。在离地表一定距离处(阿尔芬半径以上),风驱动磁场进入偶极磁场赤道区的重联。我们建议,电子加速在这些重联地区可以负责有效的康普顿恒星辐射产生的伽马射线发射。我们调查的电子在赤道地区的磁层的传播,包括他们的平流与赤道风。同步加速器和IC光谱的计算假设的一个重要部分的风能转移到相对论电子。作为一个例子,我们考虑了明亮的强磁化恒星HD 37022($Θ^1$ Ori C)的参数。IC伽马射线发射预计将被检测到无论是在GeV的能量范围内的费米-LAT望远镜或在亚TeV的能量由切伦科夫望远镜阵列。然而,由于恒星风通常是随时间变化的,并且磁轴可以倾斜于恒星的旋转轴,因此伽马射线发射预计会随着恒星的旋转周期而变化,并且在更长的时间尺度上,随着磁场活动的恒星圈而变化。这些特征可以作为对所提出的单个发光恒星伽马射线发射设想的检验。
XRISM Resolve Spectroscopy of GX 5-1: Constraints on Iron Spectral Features in a Luminous Neutron-Star Binary
RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science(理化学研究所仁科加速器科学中心);Department of Physics, Rikkyo University(立教大学物理学系);Department of Physics, Kyoto University(京都大学物理学系);Institute of Space and Astronautical Science (ISAS), Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(日本宇宙航空研究开发机构太空科学研究所)
利用 XRISM Resolve 对 Z 源 GX 5-1 进行高分辨率光谱观测,未发现显著铁谱线,给出等效宽度上限,证实其连续谱主导特性。
Multiwavelength Evidence for Two New Candidate Transitional Millisecond Pulsars in the Sub-luminous Disk State: 4FGL J0639.1--8009 and 4FGL J1824.2+1231