Constraining the size of the corona with fully relativistic calculations of spectra of extended corona. I - the Monte Carlo radiative transfer code
活动星系核中X射线辐射日冕的大小和几何形状还没有得到很好的限制。Dovčiak & Done（2016）提出了一种基于假设点状灯柱电晕的计算方法。为了进行更多的自洽计算扩展日冕的能谱，我们开发了Monk，一个Monte Carlo辐射转移代码，专门用于计算克尔时空中的Comptonised光谱。在Monk中，我们假设Klein-Nishina散射截面，并包括所有的广义相对论效应。我们发现，对于位于光盘上方的日冕，光谱不是各向同性的，但与更硬和更少的发光光谱朝向观察者在较低的倾角，由于种子光子的各向异性照明。如果我们假设日冕是一个位于黑洞旋转轴上的点状各向同性源，这种各向异性也会导致日冕的大小被低估，这表明了更自洽计算的必要性。我们还考察了日冕的运动和几何形状对出射光谱的影响。最后，我们讨论了各向异性日冕辐射对活动星系核和黑洞X射线双星反射谱的影响。我们发现，假设日冕辐射是各向同性的，人们可能低估了活动星系核的软过剩和BHXRB的反射连续谱和铁K荧光线通量。
2019-03-21 astro-ph.HE
The Emission from Inner Disk and Corona in the Low and Intermediate Spectral States of Black Hole X-ray Binaries
最近的观测表明，对于典型的低/硬态黑洞X射线双星，冷盘可能存在于最内层稳定圆轨道（ISCO）中.该光谱的特征在于具有在2-10 keV范围内的光子指数$Γ\sim 1.5-2.1$和具有$\sim 0.2$ keV温度的弱盘分量的幂律。在这项工作中，我们重新审视了这样一个冷的，光学厚，几何薄盘在最内部区域的黑洞X射线双星在低/硬状态下的背景下的磁盘吸积美联储的热日冕凝聚。考虑到冷却过程与康普顿和导电过程中的电晕，和辐射的热电晕盘，我们计算的结构。对于粘度参数$α=0.2$，发现在吸积率为$\dot M \sim 0.006-0.03 \dot M_{\rm Edd}$时，内盘可以存在，超过该吸积率，日冕的电子温度在产生硬X射线发射的$1-5\times 10^9\ \rm K$范围内。计算了不同质量吸积率下的内盘和日冕的出射光谱。给出了粘性参数$α$和粘性参数$a$（$a$定义为从薄圆盘表面反射的辐射与来自日冕的入射辐射的能量比）对出射光谱的影响。我们的模型被用来解释最近对GX 339-4和Cyg X-1的观测，其中薄盘可能存在于ISCO区的低/硬态，亮度约为$L_{\rm Edd}$的百分之几。结果表明，我们的模型可以很好地匹配观测到的热组分的最大有效温度和硬X射线光子指数$Γ$。
2011-09-27 astro-ph.HE
Modelling the `outliers' track of the radio--X-ray correlation in X-ray binaries based on disc-corona model
本文对一个低硬态的黑洞X射线双星（BHB）样品发现了普适的射电-X射线关联（F_R \propto F_X^{b}，b~0.5-0.7），它可以用喷流和辐射无效平流主导吸积流的耦合模型来粗略地解释。然而，在过去几年中发现了越来越多的“异常值”，这些异常值明显偏离了普遍的射电-X射线相关性，通常显示出更陡峭的相关性，指数约为1.4。基于简单的物理假设，辐射有效吸积流被推测存在于这些“离群点”。在这项工作中，我们测试这个问题的基础上建立模型的辐射效率盘电晕模型和混合射流模型的“离群值”的轨道。我们发现，我们的模型预测一个陡峭的无线电-X射线相关的斜率>~1.2的典型粘度参数α~0.05-0.2。特别是在α = 0.1的情况下，斜率为1.4，与H1743-322的观测结果吻合得很好。我们的研究结果表明，“离群值”的轨道可能是由光盘电晕模型。
2014-02-24 astro-ph.HE
A Model of Magnetically Induced Disc-Corona for Black Hole Binaries
提出了一个基于大尺度磁场的黑洞与吸积盘的磁连接模型。MC引起黑洞与盘之间的能量和角动量输运，闭合场线将从盘蒸发的热物质输送到盘上方的日冕中，形成磁感应盘-日冕系统，其中日冕具有与大尺度磁场相同的位形。在Kerr度规下数值求解动力学方程，其中大尺度磁场由发电机过程和磁压与气压均分决定.这样就可以得到一个全局解，而不必事先假设大尺度磁场的分布。MC效应主要表现在三个方面。(1)快速旋转的黑洞的旋转能量可以被提取，增强了吸积盘中的耗散;（2）闭合的磁力线为日冕物质从吸积盘逃逸并最终落入黑洞提供了一个天然的通道;（3）日冕的范围可以由磁通量守恒来限定。用Monte-Carlo方法模拟了该系统的高能谱，发现谱的相对硬度随吸积率或黑洞自旋$a_*$的增大而减小.我们拟合了三个黑洞双星（GRO J1655-40，XTE 1118+480和GX 339-4）在低/硬态和很高态下的典型X射线谱。
2009-01-20 astro-ph.HE
A NICER view of the corona through time-dependent Comptonization of the quasi-periodic oscillations in nine black-hole X-ray binaries
Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森天体物理中心）；Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen（格罗宁根大学卡普坦天文研究所）；Instituto Argentino de Radioastronomía (CCT La Plata, CONICET（阿根廷射电天文研究所）；CICPBA（拉普拉塔国立大学天文与地球物理科学学院）；UNLP)；Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas, Universidad Nacional de La Plata
通过分析九个黑洞X射线双星中准周期振荡的时变反斯托克斯化，研究冠状层在不同能谱状态下的演变及反馈分数变化。
2026-02-06 astro-ph.HE
Establishing a Connection Between the Jet and the Corona in Black Hole Low Mass X-Ray Binaries
Montana State University（蒙大拿州立大学）；University of Leicester（莱斯特大学）；University of South Carolina（南卡罗来纳大学）
本研究针对黑洞低质量X射线双星爆发期间喷流与日冕的联系问题，通过光谱建模追踪三个源的X射线日冕演化，发现日冕与黑洞距离增加和喷流从致密向瞬态过渡存在明确关联。
2025-11-14 astro-ph.HE
Evidence for an expanding corona based on spectral-timing modelling of multiple black hole X-ray binaries
银河系黑洞X射线双星（BHXB）为研究吸积提供了极好的实验室，因为它们相对快速的演化使我们能够监测人类时间尺度上流入和/或流出物质的巨大变化。然而，BHXB爆发期间流入-流出耦合如何演变的细节仍然是一个活跃的辩论领域。在这项工作中，我们试图探索系统演化的物理变化，通过执行系统的分析的多波长数据的三个BHXB源：XTE J1752-223，MAXI J1659-152，和XTE J1650-500，在硬和硬中间状态。利用表征X射线变化特性的功率谱色调，我们确定了几个BHXB时期的集群，并进行联合多波长光谱建模，以测试它们与物理喷流模型的共性。在日冕与喷流底部相关的假设下，我们发现在硬中间态和硬中间态，多个BHXB的功率谱色调跟踪日冕半径（~ 10 Rg- ~ 40 Rg）的变化，并且在硬中间态，数据与适度截断的吸积盘（<25 Rg）一致。我们还发现，所有时代的低光盘反射有高色调位于附近的硬中间到软中间的状态过渡，表明在这些国家的垂直范围的电晕和/或其批量速度正在增加。我们的结果将多个BHXB源之间日冕的几何相似性与其定时特征联系起来，并探测了日冕对爆发期间硬态和中间态圆盘-喷流相互作用的响应。
2021-10-20 astro-ph.HE
A disc corona-jet model for the radio/X-ray correlation in black hole X-ray binaries
在某些黑洞X射线双星的低谱态中观测到的紧密的射电/X射线关联暗示了吸积与喷注的强耦合。$L_{\rm R} \propto L_{\rm X}^{\sim 0.5-0.7}$的相关性很好地解释了辐射无效吸积流和喷流的耦合。然而，最近，越来越多的源显示出更复杂的无线电/X射线相关性，例如，$L_{\rm R} \propto L_{\rm X}^{\sim 1.4}$的$L_{\rm X}/L_{\rm Edd} \gtrsim 10^{-3}$，这是建议解释的辐射有效吸积流和喷流的耦合。在这项工作中，我们解释了偏离初始无线电/X射线相关的$L_{\rm X}/L_{\rm Edd} \gtrsim 10^{-3}$与详细的盘日冕喷流模型。在这个模型中，圆盘和日冕辐射和动力耦合。假设吸积流中的一部分物质（$η\equiv \dot M_{\rm jet}/\dot M$）被喷出形成喷流，我们可以计算出盘状日冕-喷流系统的出射光谱。我们计算了不同$\dot M$下的$L_{\rm R}$和$L_{\rm X}$，调整$η$以拟合观测到的$L_{\rm X}/L_{\rm Edd}> 10^{-3}$的黑洞X射线瞬变H 1743 -322的射电/X射线相关。结果表明，盘状日冕始终主导X射线发射，喷流始终主导射电发射。我们注意到$L_{\rm X}/L_{\rm Edd} > 10^{-3…
2015-01-15 astro-ph.HE
Quasi-Periodic Oscillations due to radiative feedback mechanism between the disc and corona
本文提出吸积盘与冕之间的辐射反馈系统自然产生准周期振荡，并首次用物理模型拟合AstroSat观测的黑洞系统功率谱。
2025-07-16 astro-ph.HE
MAXI J1820+070 with NuSTAR I. An increase in variability frequency but a stable reflection spectrum: coronal properties and implications for the inner disc in black hole binaries
MAXI J1820+070（光学对应物ASASSN-18 ey）是最近通过非常明亮的爆发发现的黑洞候选者。低消光柱和高通量下的长持续时间允许对吸积过程进行详细测量。在这项工作中，我们比较了X射线光谱和定时属性的演变，通过初始硬状态的爆发。我们表明，内吸积盘，相对论反射测量，保持稳定的整个爆发期间。尽管如此，细微的光谱变化被观察到，这是很好地解释了日冕几何形状的变化。然而，时间变化的特征-低频翻转和QPO频率-在频率上急剧增加，随着爆发的进行。这表明，变异的时间尺度是由冠状条件，而不仅仅是由内部光盘半径。我们还发现X射线光度和日冕温度之间有很强的相关性。这可以通过有效半径不断变化且非热电子分数约为20%的电子对产生来解释。
2019-09-10 astro-ph.HE
Coronae and Winds from Irradiated Disks in X-ray binaries
X射线双星中的X射线和紫外线发射可以用热日冕来解释。这样的日冕是通过内部吸积流产生的辐射照射外盘而形成的。同样的辐射可以在足够大的半径上从圆盘中产生强的外流。最近在几个X射线双星中通过蓝移吸收线探测到了外流气体。然而，辐射产生的风和蓝移吸收线之间的因果关系是有问题的，特别是在GRO J1655-40的情况下。这个来源的观测意味着风密度比理论预测高出两个数量级。这种差异并不意味着这些“热盘风”不能解释其他系统中的蓝移吸收，也不意味着它们作为物质汇不重要。由于热盘风的不可避免性以及Chandra，XMM-Newton和Suzaku等现有天文台以及未来的AstroH任务所获得的大量数据，我们决定调查产生非常密集风的要求。使用物理参数，流体动力学模拟和吸收线计算，我们发现，修改的加热和冷却速率的几个因素的结果在增加的风密度的一个数量级和风速的一个因素约为2。因此，从盘的质量损失率可以是一个，如果不是两个数量级以上的吸积率到中心物体。如此高的质量损失率预计会破坏磁盘的稳定性，并可能提供一种状态变化的机制。
2015-05-22 astro-ph.HE
Radiative models for jets in X-ray binaries
在这项工作中，我们发展了一个轻强子模型的电磁辐射喷流的微类星体与低质量的伴星。我们提出了一般的结果，以及应用到一些特定的系统，并仔细分析了该模型在伽玛射线波段的预测。在不久的将来，将用现有和即将安装的空间和地面伽马射线望远镜直接检验这些结果。
2012-12-17 astro-ph.HE
Hot accretion flow with radiative cooling: state transitions in black hole X-ray binaries
利用二维轴对称流体动力学模拟方法，研究了不同参数下黑洞X射线双星的状态跃迁。对于热吸积流中的辐射冷却，我们在动力学中自洽地考虑了韧致辐射、同步辐射和同步辐射自康普顿化。我们的主要结果是，当吸积速率达到一个临界值$\dot M \sim 3α \dot M_{\rm Edd}$时，状态转变发生，超过这个临界值，冷而致密的团簇/簇状结构形成，嵌入在热气体中。我们认为，这种模式可能对应于所提出的两相吸积模型，这可能是负责的黑洞X射线双星的中间状态。当吸积速率足够高时，团块/碎屑结构逐渐合并并沉降到中平面上。最终吸积几何转化为盘冠配置。总之，我们的结果是一致的截断吸积的情况下的状态转变。
2016-04-08 astro-ph.HE
An X-ray study of coronally connected active eclipsing binaries
我们提出了一个详细的X射线分析和成像的5个日冕连接的食双星，即44 Boo，DV Psc，ER Vul，XY UMa和TX Cnc的恒星日冕。这两个组成部分，这些二进制文件被发现是活跃的。分离型和半分离型系统的X射线光变曲线显示出类似食的特征，而接触型系统则没有日冕食的证据。DV Psc的X射线光变曲线显示了O 'Connell效应，其中发现第一个最大值比第二个最大值更亮。利用三维解卷积的X射线光变曲线的日冕成像结果显示，所有这些双星的日冕要么是在接触或过接触的配置，与主是1.7 $-$ 4倍X射线比它的同伴。在目前的样品中，发现至少30 $-$ 50%的总紫外线发射来自光球层，并与X射线发射呈正相关。这些系统的X射线谱很好地解释了双温等离子体模型。等离子体的冷、热成分对应的温度分别在0.25 $-$ ~ 0.64和0.9 $-$ ~ 1.1 keV的范围内。对于样品中的大多数双星，相位分辨的X射线光谱分析表明，在X射线亮度和发射测量对应的热分量的轨道调制。在这四个系统中还检测到总共七个耀斑事件，耀斑能量范围为（1.95 $-$ 27.0）$\times$ 10 $^{33}$ erg，环长为10 $^{9-11}$ cm。
2022-07-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Evidence for changes in the radiative efficiency of transient black hole X-ray binaries
利用RXTE定点观测数据，研究了六个瞬态黑洞X射线双星从爆发到平静衰变过程中的长时X射线光变曲线。在大多数情况下，当源接近软到硬状态转变时，存在指数衰减周期，并且当源在硬状态中衰减时，在该转变之后存在另一个指数衰减周期。电子折叠时间在状态转换时发生变化，通常从软状态结束时的约12天到硬状态开始时的约7天。如果从软态中的辐射有效发射到硬态中的辐射无效发射发生变化，则预计衰变时间尺度中的这种因子~2的变化，覆盖质量吸积速率中的指数衰减。这增加了支持的想法，即X射线发射区域是由辐射效率低下的吸积（如对流为主或喷流为主的吸积流）在衰落的硬态。
2015-04-23 astro-ph.HE
A Model for the Correlation of Hard X-ray Index with Eddington Ratio in Black Hole X-ray Binaries
观测结果表明，在黑洞X射线双星中（含$λ=L_{\rm bol}/L_{\rm Edd}$），$λ\gtrsim 0.01$的Eddington比$λ$与硬X射线指数$Γ$之间存在正相关，而$λ\lesssim 0.01$的$λ$与$Γ$之间存在反相关.在本文中，我们在盘冠模型的框架下，从理论上研究了$Γ$和$λ$之间的关联。我们改进的模型，考虑到所有的冷却过程，包括同步辐射和自康普顿辐射的日冕，康普顿化的软光子从底层的吸积盘，和韧致辐射。假设盘上方的日冕流在外部区域可以达到0.1的爱丁顿速率，我们计算了两相吸积流的结构和吸积速率从0.003到0.1的出射谱。结果表明，在大于$\backsim 0.01$爱丁顿速率的吸积速率下，一部分日冕气体凝结到盘中，并且内部盘可以通过凝结来维持。在这种情况下，X射线的发射主要是由软光子从日冕中的底层圆盘散射而来的。来自内盘和日冕的发射可以产生$λ$和$Γ$之间的正相关。当吸积速率低于$\backsim 0.01$ Eddington吸积速率时，内盘完全蒸发消失，吸积过程主要由ADAF控制，其中X射线辐射是由ADAF自身的韧致辐射光子和同步加速器的康普顿化产生的.来自ADAF的发射可以在$λ$和$Γ$之间产生反相关。
2012-12-08 astro-ph.HE
Testing the disk-corona interplay in radiatively-efficient broad-line AGN
在辐射效率高的活动星系核（AGN）中观测到的单色X射线和紫外光光度之间的相关性尽管被用于许多应用，但缺乏明确的理论解释。这种相关性，其小的内在散射和它的斜率是小于1的日志空间，代表了令人信服的证据，调节之间的能量相互作用的吸积盘和X射线日冕的机制必须到位。这确保了从较暗到较亮的源，日冕发射的增加小于盘发射。我们在这里讨论的自洽耦合盘冠模型，可以确定这种调节机制的修改后的粘度处方的吸积盘。该模型预测了较低的分数吸积功率耗散在日冕较高的吸积状态。然后，我们提出了一个定量的观测测试的模型，使用宽线活动星系核的参考样本和模拟的磁盘电晕发射的$L_X-L_{UV}$平面中的每个源。我们使用斜率、归一化和观测关系的离散度来约束理论模型的参数。对于非自旋黑洞和静态日冕，我们发现，吸积处方相匹配的观测到的斜率的$L_X-L_{UV}$关系产生的X射线是太弱，相对于观测到的关系的归一化。相反，考虑适度流出康普顿化日冕和/或更现实的高速旋转黑洞人口显着放松观测和建模的X射线发射的强度之间的紧张关系，同时还预测$L_X-L_{UV}$关系中的非常低的内在散射。特别是，这后一种情况下跟踪已知的选择效应的通量有限的样品，优先选择高自旋，因此更明亮的源。
2019-07-23 astro-ph.HE
Understanding corona and disk evolution in black hole X-ray binaries through a comprehensive study of their broadband variability and QPO characteristics
Indian Institute of Technology Indore（印度印多尔理工学院）
本文通过分析黑洞低质量X射线双星的宽带变异性及QPO特征，探讨其在爆发期间不同能谱状态下的日冕和盘的演化过程，揭示了QPO特性与系统能谱状态之间的关系。
2026-05-17 astro-ph.HE
Spectral Modeling of the Supersoft X-ray Source CAL87 based on Radiative Transfer Codes
本研究利用xstar和MONACO辐射转移代码为超软X射线源CAL87的日冕构建模型，结合碰撞电离等离子体，成功解释了其发射主导光谱，为未来微量热计时代的光谱解释奠定基础。
2023-11-11 astro-ph.HE
Radiative feedbacks as drivers for quasi-periodic-oscillation activity in black-hole X-ray binaries
National and Kapodistrian University of Athens（雅典国立卡波迪斯特里安大学）
本文研究了辐射反馈是否能产生具有QPO谱时特性的时间循环，通过一区辐射框架建模电子和光子的时变动能方程，发现当电子冷却主要由吸积盘重新处理的软光子主导时，盘-冠系统会发生极限振荡，重现了观测到的类型C QPO特性。
2026-04-24 astro-ph.HE
Warm and thick corona for magnetically supported disk in GBHB
基于第一性原理，对具有光学厚暖日冕的磁支撑吸积盘进行了自洽模拟。在我们的模型中，我们考虑的气体加热磁旋转不稳定性（MRI）发电机。我们的目标是表明，适当的计算的气体加热的磁力发电机可以建立温暖的，光学厚的日冕以上的吸积盘周围的黑洞的恒星质量。本文利用磁场支撑和加热盘的垂直模型，结合流体静力学和辐射平衡下的辐射转移，发展了一种弛豫数值计算方案，使我们能够自洽地计算盘到日冕的跃迁。我们在这里证明，温暖的（高达5千电子伏），光学厚（高达10汤普森光学深度），康普顿冷却的日冕可以形成由于磁加热。吸积速率越大，磁场强度越强，这种暖日冕越强。暖日冕的径向范围受到局部热不稳定性的限制，而局部热不稳定性完全取决于辐射过程。得到的日冕参数与X射线观测的结果一致。暖磁支持日冕倾向于出现在盘的内部区域。它可能是负责软X射线过剩看到吸积源。对于较低的吸积率和较弱的磁场参数，热不稳定性阻止暖日冕的存在，最终导致团块或电离流出。
2019-09-17 astro-ph.HE
The NICER "Reverberation Machine": A Systematic Study of Time Lags in Black Hole X-Ray Binaries
我们进行了第一次系统的搜索所有NICER档案观测的黑洞（和候选人）低质量X射线二进制的混响签名。混响滞后是由直接日冕发射和反射盘分量之间的光旅行时间差引起的，因此它们的性质是盘-日冕几何形状的有用探针。我们检测到新的签名混响滞后在8个源，增加总样本从3到11，并研究混响滞后属性的演变源演变爆发。我们发现，在所有的9个源与超过1混响滞后检测，混响滞后变得更长，并在较低的傅立叶频率占主导地位，在硬到软的状态过渡。这一结果表明，混响滞后的演化是低质量X射线双星黑洞状态跃迁的全局性质，这对约束这种状态跃迁的模型是有价值的。混响滞后的演化表明，电晕是一个垂直扩展和/或得到喷射状态转换期间的射流的基础。我们还发现，在硬态下，混响滞后变短，就像QPO移动到更高的频率，但然后在状态转换，而QPO继续到更高的频率，滞后变长。我们讨论了冠状几何和QPO的物理模型的影响，根据这一新的发现。
2022-05-02 astro-ph.HE
A different view of wind in X-ray binaries: The Accretion Disc Corona source 2S 0921-630
本研究利用ADC源2S 0921-630检验热辐射风模型，通过蒙特卡洛模拟与Chandra光谱对比，证实L>0.2 LEdd时模型与观测一致，支持热辐射风为ADC起源。
2023-07-26 astro-ph.HE
Revisiting the Intrabinary Shock Model for Millisecond Pulsar Binaries: Radiative Losses and Long-Term Variability
本研究改进了毫秒脉冲星双星系统的激波内模型，纳入辐射损失，验证其对已知系统影响不大，并预测PSR J1723-2837可被CTA探测，同时提出长期X射线变化源于激波形状变化，可解释光学与X射线同步变化。
2024-11-08 astro-ph.HE
Radiation spectra of warm and optically thick coronae in AGN
在活动星系核的X射线谱中，通常观测到高于2-10 keV幂律外推的软X射线过剩。目前有两种相互竞争的模型来解释它：模糊电离反射和暖康普顿化。在后一种情况下，观测表明电晕温度$\sim$ 1千电子伏和电晕光学深度$\sim$ 10。此外，光谱拟合康普顿模型的辐射约束表明，大部分的吸积功率应释放在温暖的日冕。下面的圆盘基本上是非耗散的，只辐射来自日冕的再处理的辐射。然而，这种温暖的光学厚度等离子体的真实辐射特性并不为人所知。例如，康普顿化过程的重要性、强吸收/发射特征的潜在存在或输出光谱的光谱形状仅在最近才被研究。我们提出在本文中使用TITAN辐射转移代码耦合NOAR蒙特卡罗代码，后者充分占康普顿散射的连续谱和线的模拟温暖和光学厚的日冕。照明从上面的硬X射线发射和从下面的光学厚的吸积盘被考虑以及（均匀）内部加热。我们的模拟结果表明，对于很大一部分的参数空间，温暖的日冕与足够的内部机械加热是由康普顿冷却和既不强的吸收，也不发射线存在于出射光谱。在一个较小的部分的参数空间，计算出的发射同意所观察到的软X射线过剩的光谱形状。值得注意的是，这也对应于辐射平衡的条件下，一个扩展的温暖的日冕覆盖几乎完全是一个非耗散的吸积盘。这些结果证实了温康普顿化作为软X射线过剩的一个有价值的模型。
2020-01-07 astro-ph.HE
Spectral components in black hole X-ray binaries
本文总结了我们目前对黑洞X射线双星中观测到的光谱连续分量的理解。理论模型的后果进行了讨论，强调的约束条件设置的观测性质的X射线电晕在不同的光谱状态。
2015-11-18 astro-ph.HE
Energy dependence of the band-limited noise in black hole X-ray binaries
黑洞低质量X射线双星具有多种多样的变率特征，表现为硬X射线发射功率密度谱中宽噪声成分上叠加的窄峰状结构。本文研究了黑洞X射线双星低硬态带限噪声分量的变化特性。我们调查的特征频率和幅度的带限噪声分量和研究的协方差谱。对于显示出在硬能带（4 - 8 keV）中具有高于1Hz的特征频率的噪声分量的观测，我们在软带（1 - 2keV）中的较低频率处发现了这个非常相同的分量。这种特征频率的差异表明，虽然软光子和硬光子都对相同的带限噪声分量有贡献，这可能代表了质量吸积率的调制，但软光子的起源实际上比硬光子更远离黑洞。因此，软光子的特点是较大的半径，较低的频率和较软的能量，并可能与一个较小的光学深度康普顿向上散射从外层的日冕，或建议的温度梯度的日冕。我们解释这种能量依赖的能量依赖的功率密度状态的图片内的暗示，起源于郊区的Comptonising日冕的整体发射的软带的贡献的上散射光子变得显着。
2015-07-09 astro-ph.HE
X-ray spectra of black hole X-ray binaries with returning radiation
本文在盘-冕模型的灯柱状冕假设下改进黑洞X射线双星光谱计算，考虑直接辐射与返回辐射共同产生反射光谱，并自洽计算电离参数，展示不同状态下的模型预测并讨论局限与改进方向。
2024-11-26 astro-ph.HE gr-qc
A Study of Low-Mass X-Ray Binaries in the Low-Luminosity Regime
最近对小样本X射线双星（XRB）的研究表明，在光度范围10 $^{34}$ - 10 $^{37}$ erg/s内，中子星（NS）双星的光谱比黑洞（BH）双星的光谱明显软化。这种软化被量化为光谱指数和0.5 - 10 keV X射线光度之间的关系。我们将研究扩展到显着较低的光度（即，$\sim$（几个$\times$ $10^{30}$ erg/s）用于更大的XRB样本。我们发现一组NS双星的光谱指数和光度之间的显着关系的证据，在光度范围为10 $^{32}$至10 $^{33}$ erg/s。我们的分析表明相关性的斜率很陡，即，-2.12 $\pm$ 0.63。相比之下，BH二进制文件不会表现出相同的行为。我们研究可能的两分法NS和BH二进制的康普顿化模型，假设之间的反馈机制的光学薄热日冕和光学厚冷源软光子。我们衡量NS-BH二分法通过比较提取的电晕温度，康普顿-y参数和康普顿放大因子：NS组的平均温度被发现是显着低于BH组的等效温度。所提取的康普顿-y参数和放大因子与光谱指数的关系符合理论预测。
2018-01-22 astro-ph.HE
The role of outflows in black-hole X-ray binaries
本研究提出一种基于外流冕区康普顿化的模型，仅用两个参数即可定量重现黑洞X射线双星中五个观测相关性，并解释了X射线偏振现象。
2024-07-08 astro-ph.HE
Radiative plasma simulations of black hole accretion flow coronae in the hard and soft states
针对X射线双星中黑洞吸积盘软硬辐射态起源不明的问题，研究通过纳入全量子电动力学过程的辐射等离子体模拟，证实磁化等离子体湍流可驱动吸积流冕，且量子电动力学过程决定等离子体状态，解释了两种辐射态的产生机制。
2024-08-15 astro-ph.HE physics.plasm-ph
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
Thermal instability as a constraint for warm X-ray corona in AGN
本文通过 MRI 驱动盘与辐射转移的自洽建模，证明热不稳定性约束了 AGN 温暖 X 射线冕的形成，所得温度和光学深度与观测相符。
2023-03-30 astro-ph.HE
Coronae above accretion disks around black holes: The effect of Compton cooling
恒星质量和超大质量黑洞周围吸积流的几何形状取决于吸积率。由冷物质辐射产生的宽铁发射线可以表明在热日冕流下面有一个内盘，这些发射线已经在X射线双星中被探测到。钱德拉X射线天文台、XMM Newton和朱雀天文台的观测也证实了这些发射线在塞弗特-1活动星系核（AGN）中的大部分存在。我们研究了硬态和软态铁宽发射线的吸积流几何。我们研究的ADAF型日冕流，其中的离子粘性加热和电子接收他们的热量只有通过碰撞的离子和康普顿冷却的光子从一个底层的冷盘。对于盘中的强质量流和由此产生的强康普顿冷却，只有非常弱的日冕流是可能的。这种限制允许在硬态下在弱的内盘上方形成ADAF型冠，但在软态下几乎排除了它们。在软态下观测到的硬X射线亮度高达总通量的10%或更多，表明存在直接加速电子的加热过程。这可能指向磁盘磁场的磁耀斑进入日冕的行动。这样的耀斑也被提出的X射线黑洞双星光谱的观测没有一个热截止约200千电子伏。
2012-08-01 astro-ph.HE
Inclination-dependent spectral and timing properties in transient black hole X-ray binaries
我们使用一个简单的一维参数化的定时属性，硬和硬中间态瞬态黑洞X射线二进制具有相同的功率谱形状系统更硬的X射线幂律发射在更高的倾斜系统。我们还表明，宽带噪声（低频准周期振荡，QPO，删除）的功率谱形状和幅度是独立的倾斜，确认它是相关的发射区的固有结构和“C型”QPO，这是倾斜相关的，有一个不同的起源的噪声，可能是几何。我们的研究结果表明，幂律发射起源于一个电晕，这是扁平的平面上的磁盘，而不是在一个喷气式的结构，这将导致更软的光谱在较高的倾角。然而，有初步的证据表明，倾斜依赖的光谱形状打破了更深的硬状态。这表明要么是日冕几何形状的变化，可能是喷流排放的贡献，或者是在这些状态下更光学薄的流动。
2015-01-28 astro-ph.HE
A unified accretion-ejection paradigm for black hole X-ray binaries. VI. Radiative efficiency and radio-X-ray correlation during four outbursts from GX339-4
瞬态X射线双星的光谱演化可以通过两个以$R_J$为半径的流之间的相互作用来再现：在外部的标准吸积盘（SAD）和在内部的喷流发射盘（JED）。在本系列的前几篇论文中，我们通过独立使用两个参数：$R_J$和吸积率$\dot{M}_{in}$，恢复了GX 339 -4四次爆发的X射线和射电光谱演化。本文比较了四次爆发的$R_J$和$\dot{M}_{in}$的时间演化。我们发现，尽管不可否认的差异之间的时间演变的每个爆发，一个独特的模式，在$\dot{M}_{in}-R_J$平面似乎遵循所有周期内的JED-SAD模型。我们称这种模式的指纹，并表明，即使是'失败'的爆发考虑遵循it. We还计算在X射线的辐射效率在周期，并考虑其对无线电-X射线相关性的影响。在JED-SAD范式中，我们发现吸积流在硬态中总是辐射有效的，在任何给定的时间，吸积功率在$15\%$和$40\%$之间被辐射掉。此外，我们表明，由于JED的热结构的关键变化的吸积率的辐射效率的演变。这些变化产生了两个不同的制度，不同的辐射效率：厚盘和薄盘。虽然这两个政权的存在是内在联系的JED-SAD模型，我们显示了直接的观测证据，存在两个不同的政权使用的演变的X射线幂律谱指数，模型独立的估计。然后，我们认为，这两个制度可能是起源的差距X射线光度在硬态，摆动和不同的斜率中看到的无线电-X射线相关性，甚至存在异常值。
2022-01-11 astro-ph.HE
Radiative Particle-in-Cell Simulations of Turbulent Comptonization in Magnetized Black-Hole Coronae
本文首次利用辐射粒子模拟研究中等光学深度等离子体中的阿尔芬湍流，揭示黑洞冕中体康普顿化主导形成约100 keV发射峰、非热粒子产生MeV谱尾的机制，并成功复现Cyg X-1硬态谱。
2024-01-25 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Accretion geometry in neutron star low-mass X-ray binaries during the hard spectral state
Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理研究所）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）
该研究探讨中子星低质量X射线双星在硬光谱状态下的吸积几何结构，发现内盘与冠状流的相互作用导致弱盘存在，且铁线发射线的出现与盘的扩展有关。
2025-12-21 astro-ph.HE
Beyond Disk Truncation: X-ray Reverberation Signatures of an Outflowing Corona
School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）；Newcastle University（纽卡斯尔大学）；Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya（加泰罗尼亚空间研究所）
本研究通过蒙特卡洛模拟揭示外流日冕的谱与时变特征，可区分日冕外流与盘截断情景，并解释MAXI J1820+070的异常相关性。
2026-09-21 astro-ph.HE
Jet models for black-hole binaries in the hard spectral state
这是我们研究具有分布电子加速的喷流模型的第一部分。我们在这里提出我们的假设，基本方程，和他们的解决方案的稳态电子分布。我们假设的形状的电子加速率和依赖性的归一化和磁场强度的高度沿射流。我们的重点是黑洞双星的硬光谱状态，为此我们考虑到它们典型的射电光谱是平坦的。这似乎需要每单位对数长度的恒定耗散率和磁能通量守恒。我们的电子动力学方程包括绝热和辐射损失和平流，和我们的光子辐射转移方程包括同步辐射吸收和发射和康普顿发射。除了自康普顿过程，我们考虑到康普顿散射的恒星和吸积光子和吸收的极高能量的伽马射线对生产软光子。我们提出了一个一般的解决方案的动力学方程的平流和辐射和绝热损失和解析解的情况下，占主导地位的同步辐射损失在锥形射流。在下面的论文中，我们提出了详细的光谱结果，从我们的方程适用于天鹅座X-1。
2014-03-03 astro-ph.HE
Radiative magnetohydrodynamics simulation of minidisks in equal-mass massive black hole binaries
本文首次对等质量大质量黑洞双星中的迷你盘进行辐射磁流体力学模拟，发现辐射效应使盘更致密更薄并产生各向异性照射，导致观测通量以半个轨道周期变化，为通过光学巡天识别MBHB提供新途径。
2025-05-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Disc corona radii and QPO frequencies in black hole binaries: testing Lense-Thirring precession origin
本研究构建了适用于恒星级黑洞双星的SSsed吸积流模型，通过对XTE J1550-564的RXTE光谱拟合，发现盘半径与低频QPO频率呈反相关，支持了低频QPO由Lense-Thirring进动引起的理论。
2024-01-08 astro-ph.HE
3D Hydrodynamic & Radiative Transfer Models of X-ray Emission from Colliding Wind Binaries
碰撞风双星（CWB）是X射线天体物理学的独特实验室。这些系统中的大质量恒星拥有强大的恒星风，速度高达3000 km/s $^{-1}$，它们的碰撞导致热等离子体（高达$\sim10^8$ K）发射热X射线（高达$\sim$ 10 keV）。许多X射线望远镜都观测到了CWB，包括朱雀，我们的工作旨在模拟这些X射线观测。我们使用三维光滑粒子流体动力学（SPH）来模拟风-风相互作用，然后执行三维辐射转移来计算出射X射线通量，通过X射线望远镜的响应函数折叠直接与观测比较。在这些程序中，我们提出了我们的模型，朱雀观测的多年周期，高偏心系统$η$船底座和WR 140。模型再现了远离近星点的观测结果，但只有$η$船底座的X射线光谱在近星点再现; WR 140模型在这个更复杂的阶段产生了太多的通量。
2014-05-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Analytical Model of Disk Evaporation and State Transitions in Accreting Black Holes
黑洞X射线双星的状态转换可能是由气体从薄吸积盘蒸发到热日冕引起的。我们提出了一个高度集成版本的这个过程，这是适合于分析和数值研究。当半径$r$标度为史瓦西单位，日冕物质吸积率$\dot{m}_c$标度为爱丁顿单位时，模型的结果与黑洞质量无关.因此，X射线双星和活动星系核的状态转换应该是相似的。电晕解决方案由两个幂律段分开的断裂半径$r_b \sim10^3 \,(α/0.3)^{-2}$，其中$α$是粘度参数。气体从盘蒸发到$r>r_b$的电晕，并冷凝回$r<r_b$。在$r_b$，$\dot{m}_c$达到其最大值$\dot{m}_{c,{\rm max}} \approx 0.02\, (α/0.3)^3$。如果在$r\gg r_b$薄盘与$\dot{m}_d < \dot{m}_{c,{\rm max}} $吸积，那么盘在达到$r_b$之前完全蒸发，给出硬状态。否则，盘在所有半径处都存在，给出热状态。虽然基本模型只考虑韧致辐射冷却和粘性加热，我们还讨论了一个更现实的模型，其中包括康普顿冷却和直接日冕加热的能量传输从磁盘。解再次独立于黑洞质量，$r_b$保持不变。该模型预测了$r>r_b$的强日冕风，以及$r < r_b$的$T\sim 5\times 10^8\,{\rm K}$康普顿冷却日冕。双温效应被忽略，但在小半径时可能很重要。
2022-06-23 astro-ph.HE
Accretion with two-phase gas supply and its application in black hole X-ray binaries
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)（空间科学研究所（加泰罗尼亚高等研究理事会））；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)（加泰罗尼亚空间研究院）
本文针对黑洞X射线双星的冷、热双相气体共同供积场景，采用半解析方法分析盘与冕的相互作用，解释了多态光谱成因，约束了吸积流粘滞参数范围。
2025-10-22 astro-ph.HE
Self-Consistent Modelling of Neutrino Production in Turbulent Black Hole Coronae
Université Paris Cité, CNRS, Astroparticule et Cosmologie（巴黎西岱大学，法国国家科学研究中心，亚原子粒子与宇宙学）；Max Planck Institute for Plasma Physics (IPP)（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；Institute for Theoretical Physics, Heidelberg University（海德堡大学理论物理研究所）
本文提出Turb-AM3混合代码，用于自洽建模NGC 1068湍流黑洞冠层中质子的加速过程，并展示了其在解释IceCube中微子信号及活动星系核观测中的有效性。
2026-07-16 astro-ph.HE
The dynamical structure of the outflows driven by a large-scale magnetic field
大尺度磁场在喷射/流出的发射和准直中是至关重要的。研究发现，薄圆盘上方快速运动的电晕能有效地向内传输磁通量。在这项工作中，我们调查的动力学结构的外流驱动的大规模磁场平流的热日冕。在导出的大尺度磁场的基础上，通过求解一组自洽的磁流体动力学（MHD）方程，在日冕上表面的边界条件下，得到沿各磁力线的出流解。我们发现从盘的内部区域驱动的流出的终端速度是$\sim 0.01c-0.1c$。在离黑洞很远的地方，流出物的温度仍然高达几十keV。在这项工作中导出的磁流出的性质是大致一致的快速流出检测到的一些发光类星体和X射线双星。从日冕流出的总质量损失率约为盘的质量吸积率的$7\%-12\%$。本文导出的三维场几何、外流场的速度、温度和密度可用于计算吸积盘/日冕/外流系统的出射光谱及其偏振。我们的结果有助于理解X射线双星和活动星系核的观测光谱特征。
2021-12-01 astro-ph.HE
A dichotomy between the hard state spectral properties of black hole and neutron star X-ray~binaries
利用RXTE观测资料，分析了黑洞（BH）和中子星（NS）X射线双星（XB）在硬态的光谱。我们发现，在NS和BH源之间的康普顿化强度中存在明显的二分法，如通过康普顿y参数和放大因子A测量的，具有在y~0.9和A~3处分离的不同组的BH和NS XB。电子温度kTe在BH系统中可以占据很宽的范围，从kTe~30-200 keV，而对于NS，kTe在~15-25 keV处达到峰值，但可以延伸到更高的值。BH和NS之间在y上的差异意味着对于BH XB，在给定的光学深度处kTe更高。我们的结果还意味着，对于NS系统的吸积材料失去了约1/2-2/3的能量，通过康普顿在日冕。剩余的能量被释放到中子星的表面，使其成为一个强大的软辐射源，这改变了康普顿化日冕的性质。最后，我们发现在2.4西格玛置信水平的证据，康普顿参数可能与中子星自旋，而没有相关性的BH spin是found. Our结果突出了进一步的观察BH和NS XB之间的区别，这是一个后果，NS拥有一个物理表面。
2016-09-29 astro-ph.HE
A possible jet and corona configuration for Swift J1727.8--1613 during the hard state
通过对黑洞X射线双星Swift J1727.8--1613的多卫星同步光谱分析，发现其光谱指数与反射分数的双重相关性，提出喷流与热内流构型解释其特殊爆发行为。
2025-03-06 astro-ph.HE
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
Type-I X-ray bursts reveal a fast co-evolving behavior of the corona in an X-ray binary
虽然很长一段时间以来，人们一直认为日冕在模拟X射线双星（XRB）的特征爆发中起着关键作用，但对它们的了解仍然很少。I型X射线爆发，即发生在中子星（NS）表面的热核闪光，可以用作NS XRB最内部区域的探测器，那里的日冕被认为非常靠近NS。我们报告发现了一个微小的生命周期的日冕，这是迅速共同演变的I型爆发叠加在爆发的NS XRB IGR J17473 $-$ 2721。这一发现可能是直接看到XRB中日冕快速消失和形成的第一个证据，其冷却/加热时间尺度小于1秒，这可以强烈限制XRB中吸积模型的工作。
2013-04-19 astro-ph.HE
Kinetic Simulations of Radiative Magnetic Reconnection in the Coronae of Accreting Black Holes
我们进行了二维和三维的粒子在细胞中的磁主导对等离子体的重联模拟受到强康普顿冷却。在这样的条件下，重连发生在黑洞周围的吸积盘日冕中，通过康普顿化产生硬X射线。我们的模拟结果表明，在重联层中的大部分等离子体是保持冷的康普顿损失和锁定在磁为主的等离子体团与小的热压力。康普顿阻力清除了等离子体团内部的空洞，并影响了它们的整体运动。然而，这些影响，弱的变化的重联率和等离子体团的大小分布从那些在非辐射重联。这表明，在这两种情况下，重联动力学是由类似的磁应力和微弱的热压力的影响。我们研究了辐射重联激发的粒子的能量分布，并观察到两个组成部分。(1)一个温和的相对论峰，这是由冷却等离子体团的整体运动的结果。该组件接收大部分耗散的重连功率，并主导输出X射线发射。峰具有准麦克斯韦形状，有效温度为100 keV。因此，它模仿热康普顿先前用于拟合硬态光谱的吸积黑洞。(2)高能量尾部，接收20%的耗散重连功率。它由在X点处被脉冲加速的粒子或被X点的快速流出“拾取”的粒子填充。高能粒子立即冷却，它们的逆康普顿发射解释了在天鹅座X-1的硬态中检测到的MeV光谱尾部。我们的第一原理模拟支持重联作为一种机制，从吸积黑洞的硬X射线发射。
2020-07-21 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Particle transport in magnetized media around black holes and associated radiation
银河系的黑洞日冕是由炽热的磁化等离子体组成的。在X射线双星的这个组成部分中产生的光谱能量分布可以强烈地受到局部注入的相对论粒子与源中的物质、辐射和磁场之间的不同相互作用的影响。研究了相对论性粒子注入吸积黑洞周围强磁化日冕所驱动的非热过程。我们用自洽的方法计算了相对论性韧致辐射、逆康普顿散射、同步辐射、轻子对的产生/湮灭以及强子相互作用的影响。我们的目标是确定日冕的非热宽带辐射输出。求解了电子、正电子、质子和光子的耦合动力学方程组，并自洽地计算了由此产生的粒子分布。计算了X射线双星瞬态事件的谱能量分布和中微子产生。我们表明，天鹅座X-1的磁化日冕的非热辐射模型的应用产生了很好的拟合的观测数据。最后，我们表明，在黑洞日冕中微子爆发产生的积累信号可能是可检测的源在几个千秒差距的时间尺度上的年。我们的工作导致了对吸积黑洞周围产生的非热光子和中微子发射的预测，这些预测可以通过新一代的甚高能γ射线和中微子仪器来检验。
2012-04-19 astro-ph.HE
X-ray spectral correlations in a sample of Low-mass black hole X-ray binaries in the hard state
幂律发射和反射分量提供了有价值的见解吸积过程中围绕黑洞。在这项工作中，由于\emph{the Nuclear Spectroscopic Telescope Array}的宽带光谱覆盖，我们研究了低质量黑洞X射线双星（BHXRB）的光谱特性。我们发现，光子指数$Γ$和反射分数$R$（日冕强度的比率，照亮磁盘的日冕强度，达到观察者）之间存在正相关关系，与以前的研究一致，但除了MAXI J1820+070。非常有趣的是，当该源处于明亮的硬态时，它也偏离了光子指数$Γ$和X射线亮度log $L_{\rm X}$之间的众所周知的"V”形相关性。更具体地说，观测到$Γ$和log $L_{\rm X}$之间的$Λ$型相关性，因为在从$\sim 10^{38}$到$10^{37.5}$ $\rm erg~s^{-1}$的窄范围内，光度降低了3倍.此外，我们发现在硬态下，BHXRB的X射线光度与$R$之间存在很强的正相关，这对盘冠耦合和演化产生了约束。
2023-02-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
