A tentative 114-minute orbital period challenges the ultra-compact nature of the X-ray binary 4U 1812-12
我们提出了一个详细的时间分辨测光研究的超紧凑X射线二进制候选人4U 1812-12。用HiPERCAM在10.4米的加那利大望远镜上获得的光变曲线显示了一个近似114分钟的调制，类似于一个超级驼峰。根据这种解释，这个周期应该非常接近系统的轨道周期。与它的其他观测性质所表明的相反（即，持续暗淡的光度，低的光学-X射线通量比和光谱中缺乏氢特征），这意味着4U 1812 -12很可能不是一个超紧凑的X射线双星，这类双星通常被定义为轨道周期小于80分钟的系统。这表明，4U 1812-12是超紧凑X射线双星的祖先的情况可能会协调所有的观测数据。
2022-05-09 astro-ph.HE
Gamma-ray orbital modulation of the transitioning millisecond pulsar binary XSS J12270-4859
我们报告的过渡毫秒脉冲星二进制XSS J12270-4859费米大面积望远镜（LAT）的数据中检测到的伽马射线轨道调制。我们使用XMM-牛顿光学监视器和雨燕紫外光学望远镜拍摄的长期光学数据来检查仅限于相对较短时间间隔的无线电定时解决方案，并发现解决方案的外推与15年来光学数据的相位一致。叠加在时间解上的费米-LAT数据显示出明显的调制（p = 5 × 10 ^-6），在脉冲星的下合点处伽马射线最小。有趣的是，该源似乎在低质量X射线双星（LMXB）和毫秒脉冲星（MSP）状态下都显示出类似的调制，这意味着这两种状态下的伽马射线发射机制是相似的。我们讨论了这些发现及其影响使用内二进制休克的情况。
2021-11-04 astro-ph.HE
Connection between orbital modulation of H-alpha and gamma-rays in the Be/X-ray binary LSI+61303
我们研究了Be/X射线双星LSI+61303的各种参数（γ射线通量，H-α发射线，光学V波段亮度）的平均轨道调制。利用Spearman秩相关检验，我们发现H α的蓝峰的等效宽度和费米LAT通量的轨道变率之间具有非常显著的相关性，Spearman p值为2 e-5，等效宽度比EW_B/EW_R和费米LAT通量之间具有非常显著的相关性，p值为9 e-5。我们还发现费米LAT通量与V带幅度之间存在显著的反相关性，p值为7.10^{-4}。所有这些相关性指的是平均轨道变化，我们得出结论，在LSI+61303的H-α和γ射线发射过程是连接的。可能的物理场景进行了简要讨论。
2013-11-29 astro-ph.HE
The 17 min orbital period in the Ultra Compact X-ray Binary 4U 0513-40
球状星团NGC 1851中的超紧低质量X射线双星4U 0513-40表现出大幅度的X射线通量变化，其光谱从低/硬态到高/软态变化，这在其它超紧X射线双星中还没有报道过。使用BeppoSAX、Chandra和XMM Newton档案数据以及最近的INTEGRAL观测，当源处于典型的高/软状态且软热分量占主导地位时，我们揭示了一个周期约为17分钟的清晰正弦周期信号。当源处于低/硬状态时，周期性消失，并且不再需要热软组件来对数据进行建模。这些性质表明了探测到的信号的轨道性质，并暗示了双星系统的高倾角（>80°）。
2011-03-22 astro-ph.HE
Change in the orbital period of a binary system due to an outburst in a windy accretion disc
我们考虑了一种新的机制，从X射线双星系统的角动量的删除和改变其轨道周期-质量损失的形式风从吸积盘。观测和模型都预测了X射线瞬变中圆盘的强风。我们得到了一个分析估计的增加轨道周期的双星系统的风从盘在爆发期间，和定量估计系统XTE J1118+480，A0620-00和GRS 1124-68。由此产生的周期增长率与观测到的周期长期下降率相当。我们还比较了预测的变化率在一个双系统的周期，由于物质流入光盘和流出的第二拉格朗日点与观测。它的结论是，上述机制不能解释所观察到的长期减少期间的三个X射线新星，它是必要的，以考虑一个circumbinary光盘，排水的二进制的角动量。
2021-05-25 astro-ph.HE
Evidence of Orbital Evolution of Gigahertz-Peaked Spectra in Binary Millisecond Pulsar
National Centre for Radio Astrophysics, NCRA-TIFR（国家射电天文中心，NCRA-TIFR）
本研究首次系统探究双毫秒脉冲星PSR J2144−5237的千兆赫峰谱转折频率轨道演化，发现其受伴星磁化等离子体的回旋共振吸收调控，该演化可作为双星内介质的新诊断工具，为脉冲星风-伴星相互作用提供新探测手段。
2026-09-07 astro-ph.HE
The orbital parameters of the gamma-ray binary LMC P3
LMC P3是迄今为止发现的最明亮的伽马射线双星，也是第一个在银河系外发现的，轨道周期为10.301 d。我们报告的光学光谱观测与南部非洲大望远镜（SALT）使用高分辨率摄谱仪（HRS）。我们发现该双星有轻微的偏心，为$e = 0.40\pm0.07$，并将近星点时间定为HJD $2457412.13 \pm 0.29$。恒星模型拟合发现有效温度为$T_{\rm eff} = 36351 \pm 53$ K。质量函数$f = 0.0010 \pm 0.0004$ M $_{\odot}$倾向于中子星致密天体。上和下结合的相位分别是$0.98$和$0.24$（其中相位0处于费米LAT最大值），接近GeV和TeV光变曲线中报告的最大值。
2019-02-27 astro-ph.HE
GW190521: orbital eccentricity and signatures of dynamical formation in a binary black hole merger signal
对不稳定性超新星被认为限制了质量在50 - 135太阳质量范围内的黑洞的形成。然而，质量在这个“高质量间隙”内的黑洞预计将作为二元黑洞合并的残余物形成。这些残余物可以在人口稠密的环境中，如球状星团中，再次动态地合并。双星黑洞合并GW 190521是动态形成的假说得到了其高质量的支持。轨道偏心率也可以是动力学形成的一个标志，因为一个在结合后迅速合并的双星在合并前可能不会圆化。在这项工作中，我们测量了GW 190521的轨道偏心率。我们发现，数据更喜欢在10 Hz的偏心率$e \geq 0.1$的信号，一个非进动，准圆形信号，与对数贝叶斯因子$\ln{\cal B}=5.0$。与旋进、准循环分析相比，数据更倾向于非旋进、$e \geq 0.1$信号，具有对数贝叶斯因子$\ln{\cal B}\approx2$。使用注射研究，我们发现，一个非旋转，适度偏心（$e = 0.13$）GW 190521样的二进制可以被误认为是一个准圆形，进动二进制。相反，具有自旋诱导进动的准圆双星可能被误认为是偏心双星。因此，我们无法确定GW 190521是旋进还是偏心。然而，由于这两个属性支持动态形成假说，我们的研究结果支持的假设，GW 190521动态形成。
2020-10-20 astro-ph.HE
A Circumbinary Disk Scenario For The Negative Orbital-Period Derivative Of The Ultracompact X-ray Binary 4u1820-303
一般认为超紧凑X射线双星是由一颗中子星和一颗氦白矮星施主星组成的。球状星团NGC 6624中的4U 1820-303是最紧凑的双星之一，如果质量转移完全由引力辐射驱动，其轨道周期导数为$\dot{P}/P\sim1.1\times10^{-7}$ ${\rm yr^{-1}}$.然而，最近对来自\textit{Rossi X-ray Timing Explorer}和其他历史记录的16个${\rm yr}$数据的分析得出了过去$35$年的负轨道周期导数。在这项工作中，我们提出了一个进化的circumbinary（CB）磁盘模型来解释这种异常的轨道周期导数。已知4U 1820-30经历了由中子星上失控的热核燃烧引起的超级爆发事件。我们假设，对于一小部分的超爆，喷出的物质的一部分可能会形成一个CB盘周围的二进制。如果这种超暴的重现时间是$\sim10,000$ yr，并且喷出的质量的$\sim10$ %供给CB盘，突然的角动量损失导致暂时的轨道收缩，施主的半径和它的Roche瓣半径不保持同步。在质量转移和角动量损失的驱动下，双星将调整其轨道参数，以恢复一个新的稳定阶段。基于理论分析和数值模拟，我们发现CB盘处所需的馈电质量约为$\sim 10^{-8}$ ${\rm M_{\odot}}$。
2017-02-10 astro-ph.HE
Orbital Decay and Evidence of Disk Formation in the X-ray Binary Pulsar OAO 1657-415
OAO 1657-415是一颗食X射线双星风馈脉冲星，在其漫长的观测历史中表现出平滑的自旋上升/自旋下降事件，并经历了几次扭矩逆转。我们提出了一个频率的历史跨越近19年的观测从突发和瞬态源实验（CGRO/BATSE）和伽马射线暴监测器（费米/GBM）。分析表明有两种吸积模式：一种导致稳定的自旋上升，在此期间，我们相信存在稳定的吸积盘;另一种导致自旋频率出现随机游走，其中不稳定的吸积盘形成方向交替（“翻转”）。脉冲星系统的轨道要素是在这段历史中的几个时间间隔确定的。这些星历表，统计上显着的轨道衰减（$\dot{P}/P =(-3.40 \pm0.15)\times10^{-6} \mathrm{yr^{-1}}$）的建立表明风喂和磁盘介导的吸积之间的过渡。
2012-11-08 astro-ph.HE
The Multi-wavelength Characteristics of the TeV Binary LS I +61$^\circ$ 303
本文研究了TeV双星LS I +61 $^\circ$ 303的射电、软X射线、硬X射线和γ射线（GeV和TeV）能量特性。长期的变化特性作为一个功能的阶段的二元周期的26.496天，以及阶段的超轨道周期的1626天，分为一个矩阵的观测到10个$\times$ 10阶段的这两个时期。结果表明，长周期光变可以用超轨道周期的正弦函数来描述，相位和振幅随双星周期相位系统地变化。我们还发现了一个明确的波长依赖的变化，在这种变化的描述。为了理解辐射机制，我们定义了三个状态的轨道/超轨道相位矩阵和检查的宽带光谱能量分布。导出的源参数表明，排放几何形状占主导地位的喷流结构显示出系统的变化与轨道/超轨道周期。我们认为LS I +61 $^\circ$ 303可能是一个具有稳定喷流的微类星体。
2016-03-30 astro-ph.HE
On the rapid orbital expansion in the compact low-mass X-ray binary 2A 1822$-$371
中子星低质量X射线双星2A 1822 $-$ 371的轨道周期为5.57小时，这种短周期双星的质量转移被认为是由轨道收缩的磁制动驱动的。然而，2A 1822 $-$ 371显示出非常快速的轨道膨胀，这意味着在该系统中快速发生质量转移。观测估计中子星的吸积速率高于爱丁顿极限，这也很难用标准的磁制动机制来解释。在这项工作中，我们构建了一个模型来解释2A 1822 $-$ 371的特殊性质。我们假设施主星具有一个相对较强的磁场，该磁场与来自中子星的X射线辐射激发的星风耦合。这将产生有效的角动量损失，导致高质量转移率，从而导致轨道膨胀。我们提供了2A 1822 $-$ 371的可能进化轨迹，并研究输入参数如何影响结果。辐射驱动的质量损失的观测意义也简要讨论了低质量X射线双星和毫秒双星的演化。
2019-11-16 astro-ph.HE
The Likely Orbital Period of the Ultracompact Low-Mass X-Ray Binary 2S 0918-549
我们报告了超紧凑低质量X射线双星（LMXB）2S 0918-549的可能轨道周期的发现。利用8米双子座南望远镜进行的时间分辨光学测光，我们获得了2S 0918-549的2.4小时长的斯隆r'光变曲线，并发现了17.4 ± 0.1分钟的周期性正弦调制，半振幅为0.015 ± 0.002等，我们将其确定为双星周期。除了球状星团NGC 1851中的4U 0513-40和银盘源4U 1543-624之外，2S 0918-549是轨道周期约为18 min的超紧LMXB的第三个成员。2S 0918-549中的施主被认为是一颗C-O或He白矮星，前者的质量和半径分别为0.024- 0.029 M_sun和0.03- 0.032 R_sun，后者的质量和半径分别为0.034- 0.039 M_sun和0.033- 0.035 R_sun。如果光学调制是由质量供体的X射线加热引起的，那么它的正弦形状表明双星具有低的倾角，可能在10度左右。
2011-01-02 astro-ph.HE
Inspiralling eccentric binary neutron stars: orbital motion and tidal resonance
我们研究了偏心双星中子星的轨道演化。该轨道被描述为一个准开普勒轨道的摄动，由于潮汐耦合。我们发现，除了后牛顿进动外，恒星之间的潮汐相互作用也对轨道进动有贡献。双星的角向运动和径向运动之间的耦合也激发了恒星振荡中的一系列谐波。在小的偏心率限制下，这种耦合主要引起附加的轨道共振，其中轨道频率是f模式频率的三分之一。对于初始偏心率为$\sim 0.2$、轨道频率为$50$ Hz的双星，由于中子星状态方程和双星质量分布的不确定性，这种潮汐共振的存在会在引力波形中引入$\sim 0.5$相移，直到合并。这种在螺旋后期阶段的相移很可能用第三代引力波探测器探测到。
2019-09-18 astro-ph.HE gr-qc
Reducing orbital eccentricity in initial data of binary neutron stars
我们发展了一种方法来计算低偏心率的初始数据的二进制中子星进行真实的模拟在数值相对论。通过调整双星的轨道角速度和引入中子星的接近相对速度来控制轨道偏心率。这些修改主要通过二元初始数据的流体静力平衡方程来改进解。通过在~3个轨道上进行时间演化，迭代更新初始数据的轨道角速度和接近速度。我们发现，离心率可以减少一个数量级相比，标准的准圆初始数据，特别是从~0.01到<~0.001，通过三个连续的迭代等质量的双星离开10个轨道合并前。
2014-09-03 astro-ph.HE gr-qc
Measuring the Neutron-Star Moment of Inertia using Nonlinear Orbital Variations from Lense-Thirring Precession
West Virginia University（西弗吉尼亚大学）
研究通过二元射电脉冲星非线性轨道变化探测Lense-Thirring进动，为约束脉冲星转动惯量提供新方法。
2026-11-03 astro-ph.HE gr-qc
Orbital parameters of the high-mass X-ray binary 4U 2206+54
我们提出了新的径向速度的高质量X射线双星4U 2206+54的基础上获得的光谱与Coude摄谱仪在2米RCC望远镜在罗真国家天文台，保加利亚在2011年11月至2013年7月。用轨道周期P $_{orb}$ = 9.568 d和偏心率$e$ = 0.3模拟了HeI $λ$ 6678轨道线的径向速度曲线。这些新的径向速度测量解决了轨道周期讨论中的分歧。
2014-11-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Orbital Decay in a 20 Minute Orbital Period Detached Binary with a Hydrogen Poor Low Mass White Dwarf
本文报道了一颗轨道周期为$\approx20.6\,\rm minutes$的分离双白矮星双星PTF J053332.05+020911.6的发现。这颗双星中的可见天体PTF J 0533 + 0209 B是一颗质量为$\approx 0.17\,M_\odot$的白矮星，其大气层以氦为主，并含有微量的氢（DBA）。该天体由于潮汐变形而呈现椭球形变化，是单线分光双星中的可见光部分，速度半振幅为$K_B=618.7\pm6.9 \, \rm km \, s^{-1}$。我们已经探测到由于引力辐射的发射而引起的显著的轨道衰减，我们预计激光干涉仪空间天线（LISA）将在运行四年后探测到这个系统，其信噪比为$8.4^{+4.2}_{-3.0}$。由于该系统已经具有确定的轨道周期、径向速度半振幅、温度、大气成分、表面重力和轨道衰减率，LISA信号将通过提供其倾角的直接测量来帮助完全限制该系统的特性。因此，这个双星系统证明了电磁辐射和引力辐射之间的协同作用，可以约束天体的物理性质。
2019-11-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
General relativistic orbital decay in a seven-minute-orbital-period eclipsing binary system
广义相对论预测，短轨道周期的双星会发出显著的引力辐射，即将到来的激光干涉仪空间天线（LISA）预计将探测到数万个这样的系统;然而，很少有人被发现，只有一个是食-双白矮星双星SDSS J065133.338+284423.37，其轨道周期为12.75分钟。在这里，我们报告的食双白矮星双星系统的轨道周期只有6.91分钟，ZTF J153932.16+502738.8的发现。这个系统的轨道周期接近SDSS J065133.338+284423.37的一半，并且轨道非常紧凑，整个双星系统可以容纳在土星的直径内。该系统表现出深食和双线光谱性质。我们观察到快速的轨道衰变，与广义相对论的预期一致。ZTF J153932.16+502738.8是接近LISA灵敏度峰值的重要引力辐射源，应该在LISA观测的第一周内被探测到。
2019-07-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Evolution of binary black holes in AGN accretion discs: Disc-binary interaction and gravitational wave emission
双黑洞合并是LIGO/Virgo探测到的引力波事件的主要来源。嵌入活动星系核（AGN）吸积盘中的二元黑洞是这种GW事件的可能候选者。结合盘-双星相互作用的演化方程和GW螺旋，我们发展了一个理想化的分析模型，用于分析活动星系核吸积盘中BBH的轨道演化。我们调查耦合的“光盘+GW”驱动的BBHs从光盘驱动的制度过渡到GW驱动的制度，在小的分离轨道分离的演变。在这个演化通道中，BBH合并被加速的轨道衰变和轨道偏心率增长的组合在光盘为主的政权。我们提供了一个量化的合并时间尺度$τ_\text{merger}$，并分析其依赖于吸积盘和二进制轨道参数。通过计算的GW频率的函数的轨道偏心率的演变，我们预测，大多数双星活动星系核盘应具有显着的剩余偏心率（$e \sim 0.01-0.1$），潜在的LISA检测。我们进一步讨论了这种特殊的BBH在AGN通道的二元演化路径的框架内的潜力和警告。
2020-06-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Unique and Universal Effects of Oscillation in Eccentric Orbital Binary Black Hole Mergers beyond Orbital Averaging
本研究通过分析192组RIT偏心双黑洞并合数据，发现辐射能量在旋进、并合和铃宕阶段存在由非轨道平均效应引起的普适振荡，并量化了其对剩余质量、自旋和反冲速度的影响，为波形建模和双黑洞形成通道研究提供重要启示。
2024-11-21 astro-ph.HE gr-qc
Constrains on dark matter cross section with standard model particles from the orbital period decay of binary pulsars
本文利用双脉冲星轨道周期衰减的高精度数据，以极少假设约束暗物质-核子自旋无关散射截面，在95%置信度下将限制提升数个数量级。
2024-10-18 astro-ph.HE hep-ph
Inspiraling Corrugation-Induced Quantum Effects on Neutron Star Binary Plane
利用路径积分公式，研究了轨道间距为$10^9$ m的引力束缚中子星（NS）双星中轨道平面的横向收缩引起的动力学量子效应.基于Dewitt的方法，我们计算了双星平面的引力Casimir能量损失，它包括静态引力效应和形变诱导效应。发现静态效应中包含了轨道面自引力项和双星系统牛顿引力势的贡献。而变形诱导效应也由两部分引起，即轨道结合能的不稳定性（标度为$\frac{1}{(R-r)^2}$）和轨道结合能的动态卡西米尔能量消耗（衰减为$\frac{1}{(R-r)^4}$）。动态引力Casimir现象和相应的能量消耗改变了双星的旋入轨道运动，从而改变了释放的引力波（GW）的频率。我们考虑了两个NS组件的机械响应，定性地研究了系统的轨道运动和GW频率的修正。结果表明，动力学Casimir效应在二元平面上施加了一个耗散力，该耗散力与引力波的频率有关。由此产生的耗散可能会随着分离的衰减和GW频率的增加而增强，这随后加速了双星的轨道衰减。然而，耗散率仅具有$10^{-70}$ eV/s的数量级。因此，考虑到NS双星系统的宽分离、宇宙学合并时间和低频GW，对NS双星动力学的修正是非常微小的。
2022-02-26 astro-ph.HE gr-qc
Can the second time-derivative of the orbital frequency of binary pulsars be used for testing general relativity?
本文提出估计轨道频率二阶导数广义相对论贡献的形式体系，并通过真实与合成脉冲星计算发现该贡献远小于观测值，难以用于检验广义相对论。
2024-05-20 astro-ph.HE gr-qc
Formation of Binary Millisecond Pulsars with Helium White Dwarfs in a New Magnetic Braking Prescription
本文研究新提出的对流与旋转增强磁制动机制如何解决低质量X射线双星形成短周期氦白矮星双毫秒脉冲星的微调问题，并给出可用于星族合成统计的初始参数空间。
2025-11-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
Orbital and super-orbital periods in ULX pulsars, disc-fed HMXBs, Be/X-ray binaries and double-periodic variables
我们提出了一个简单的线性关系的证据，在超亮X射线（ULX）双星的轨道周期和超轨道周期，类似于在人口的盘馈中子星超巨星X射线二进制和Be/X射线二进制系统。我们认为，这种关系的最可能的原因是调制的进动热点或密度波的吸积或拱星盘的二元运动的系统，这意味着ULX双星和高质量X射线二元（HMXB）双星之间的物理联系。最近对银河系和麦哲伦星云HMXB以超爱丁顿速率吸积的研究，以及ULX双星在HMXB自旋周期-轨道周期图上的位置，都支持这一假说。在这项工作中发现的一个有趣的次要关系是盘馈HMXB，ULX和一组看似无关的早期型双星之间的明显联系，显示出所谓的“双周期”变化。我们认为这些系统是Be/X射线双星的直接前身星。
2020-04-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Can Orbital Decay of Accreting Binary Pulsars Probe Dark Matter?
本研究探究暗物质吸积对双星脉冲星轨道衰变率的影响，发现当前地球附近观测数据无法约束暗物质粒子性质，而银心高暗物质密度区的脉冲星并合观测或可用于探测暗物质微观物理。
2025-07-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Evolution of Stellar Orbits Around Merging Massive Black-Hole Binary
考虑黑洞自旋引起的广义相对论效应，研究了大质量或超大质量黑洞（BH）并合双星周围恒星的长期轨道演化。当BH自旋与双星轨道角动量相比很重要且不重合时，环双星的轨道轴（$\hat{\mathbf{l}}$）在引力辐射驱动的双星轨道衰变过程中会经历显著的演化。考虑到BH的自旋效应，我们发现从近共面的轨道取向开始，无论BH双星的初始自旋取向如何，环联星的轨道轴$\hat{\mathbf{l}}$都优先向BH双星合并后的自旋方向演化.这种对准现象，即，在$\hat{\mathbf{l}}$和反射BH $\hat{\mathbf{S}}$的自旋轴之间的小的最终失准角，可以使用绝热不变性原理来分析地理解。对于具有极端质量比（$m_2/m_1\lesssim0.01$）的BH双星，由于绝热不变性的破坏，$\hat{\mathbf{l}}$可能经历更复杂的演化，但是当初始双星的自旋轨道角相对较小时，排列的趋势仍然相当好。我们的结果表明，恒星轨道的取向和中心BH的自旋轴之间的相关性可以提供一个潜在的签名的合并历史的大质量BH。
2022-04-28 astro-ph.HE gr-qc
Binary black hole mergers in AGN accretion discs: gravitational wave rate density estimates
到目前为止，LIGO/Virgo探测到的大多数引力波（GW）事件都起源于双黑洞（BBH）合并。在不同的双星演化路径中，活动星系核吸积盘中的BBH合并是GW探测的一个可能来源。我们考虑一个理想化的分析模型的BBH嵌入在AGN吸积盘的轨道演化。在这个框架中，盘-双星相互作用增加了轨道偏心率，降低了轨道分离，驱动BBH进入GW发射最终导致合并的状态。我们计算由此产生的GW合并率密度从这个通道的基础上合并的时间尺度的人口径向分布的活动星系核吸积盘内的BBH的加权平均。预测的合并率大致在$\mathcal{R} \sim (0.002 - 18) \, \mathrm{Gpc^{-3} yr^{-1}}$范围内。我们分析的合并率密度的吸积盘和二进制轨道参数的依赖关系，强调轨道偏心率的重要作用。我们讨论了天体物理学的影响，这一特定的BBH在AGN形成通道在更广泛的背景下的二进制演化的情况。
2020-05-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Measuring binary black hole orbital-plane spin orientations
双黑洞自旋是引力波天文学的重要观测量之一。在自旋参数中，它们在轨道平面内的取向，$ϕ_1$，$ϕ_2$和$Δϕ=ϕ_1-ϕ_2$，对于理解双黑洞中自旋轨道共振和合并反冲的普遍性是至关重要的。不幸的是，这些角度是特别难以测量使用当前的探测器，LIGO和处女座。由于旋进二进制的自旋方向不是恒定的，传统的方法是在波形演变中的某个参考阶段测量自旋分量，通常是检测信号的频率达到20 Hz的点。然而，我们发现，这是一个贫穷的选择轨道平面自旋角测量。相反，我们建议在合并附近的固定无量纲时间或频率测量自旋。这导致了对几个引力波事件的$ϕ_1$和$ϕ_2$的显著改进的测量。此外，使用数值相对论注入，我们表明，$Δϕ$也将更好地测量合并附近的更响亮的信号，预计在未来。最后，我们表明，数值相对论代理模型是可靠地测量轨道平面自旋取向的关键，即使在中等信噪比，如$\sim 30-45$。
2022-01-19 astro-ph.HE gr-qc
Impact on orbital period of X-ray Binary system attached to a cosmic string
Dr. Vishwanath Karad MIT-World Peace University（Dr. Vishwanath Karad MIT-世界和平大学）
本文研究了宇宙弦与X射线双星系统中黑洞的相互作用，提出宇宙弦导致的质量损失可能是解释轨道周期变化的原因。
2025-12-08 astro-ph.HE gr-qc
Hydrodynamics of circumbinary accretion: Angular momentum transfer and binary orbital evolution
利用AREPO程序对环双星吸积过程进行了二维粘性流体动力学模拟。我们自洽地计算吸积流在广泛的空间尺度，从circumbinary磁盘（CBD）远离中央二进制，通过吸积流，磁盘周围的个别二进制组件，解决流量下降到2%的二进制分离。我们专注于等质量的任意偏心双星。我们发展的流量在很长的时间尺度（粘性），直到达到准稳定，在大距离$\dot{M}_0$（假设常数）的质量供应率等于时间平均的质量转移率在磁盘和总质量吸积率到二进制组件。这种准稳态允许我们计算长期角动量转移率到二进制，$\langle\dot{J}_b\rangle$，和由此产生的轨道演化。通过直接计算双星的引力矩和吸积矩，我们发现$\langle\dot{J}_b\rangle$始终是正的（即，的二进制增益角动量），与$l_0\equiv\langle\dot{J}_b\rangle/\dot M_0$在$(0.4-0.8)a_b^2Ω_b$的范围内，取决于二进制偏心率（其中$a_b,~Ω_b$是二进制半长轴和角频率），我们还发现，这$\langle\dot{J}_b\rangle$等于净角动量电流通过CBD，表明全球角动量平衡是在我们的模拟实现。本文计算了偏心双星轨道能量的时均变化率，从而得到了长期变化率$\langle\dot a_b\rangle$和$\langle \dot{e}_b\rangle$。在所有情况下，$\…
2019-01-09 astro-ph.EP astro-ph.HE
Accretion and Orbital Inspiral in Gas-Assisted Supermassive Black Hole Binary Mergers
许多星系的中心都可能有双超大质量黑洞（SMBH）。它们与周围气体的相互作用导致吸积和通过潮汐力矩交换角动量，促进双星螺旋上升。在这里，我们探讨了这两个过程之间的非平凡耦合，并分析了外部提供的环双星盘的全局属性取决于二进制吸积率。通过将我们的结果用内应力驱动的角动量通量来表示，我们给出了一个非常简单的可能的全局盘结构的分类，它不同于标准常数$\dot M$吸积盘解.双星潮汐对吸积的抑制，导致内部盘中大量的物质积累，加速了双星的螺旋上升。我们发现，一旦磁盘区域强烈扰动的粘性传输的潮汐扭矩超过二进制半长轴，二进制可以合并在小于其质量倍增时间，由于吸积。因此，与由恒星散射驱动的吸气不同，即使双星被嵌入相对较低质量的盘（低于其自身质量）中，气体辅助的合并也会发生。这对于解决SMBH双星的“最后秒差距”问题和理解宇宙中强大的引力波源具有重要意义。我们认为，在最近的一些模拟中发现的双星吸积的增强不能持续很长一段时间，不应该影响长期的轨道螺旋。我们还回顾了现有的模拟SMBH二进制磁盘耦合，并提出了一个数值设置，这是特别适合于验证我们的理论预测。
2016-02-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Orbital and Superorbital Monitoring of the Be/X-ray binary A0538-66: constraints on the system parameters
我们结合十年的Be/X射线二元系统A0538-66的测光提供的高分辨率SALT光谱的CANOO和OGLE IV项目，提供详细的轨道参数和系统属性的限制。~ 420 d的超轨道调制一直存在，但近年来幅度有所减小。定义明确的16.6409 d轨道爆发，在OGLE IV的数据中是超轨道阶段的一个强函数（在超轨道最大值时根本没有发生），存在于整个OGLE IV覆盖范围内。然而，它们的振幅在超轨道最大值期间减小。根据25年的光变曲线，我们将该爆发的轨道周期和星历表精确到HJD = 2455674.48 +/- 0.03 + n*16.6409 +/- 0.0003d。我们的SALT光谱揭示了一颗Vsini为285 km/s的B1 III星，从中我们导出了轨道径向速度曲线，证实了e = 0.72 +/- 0.14的高偏心率。此外，质量函数表明，除非中子星远远超过标准的1.44 Msun，否则施主的质量对于它的光谱类型来说一定是非常小的。我们讨论的几何形状和我们推导出的轨道解决方案上所观察到的系统的行为的影响。
2016-09-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
Orbit Tomography of Binary Supermassive Black Holes with Very Long Baseline Interferometry
在这项工作中，我们研究了如何推断一个超大质量黑洞二进制（SMBHB）的时间相关的测量与甚长基线干涉（VLBI），如事件视界望远镜（EHT）。假设一个点样的光度图像模型，我们表明，多年的观测EHT，它是可能的，以恢复SMBHB轨道参数-偏心率，（重新缩放）半长轴，轨道频率，和轨道角度-从他们的时变vibrium，即使二进制的轨道周期比观测的持续时间长几倍。再加上未来的引力波探测和脉冲星定时阵列对SMBHB源的分辨，和/或对光学波段光变曲线的探测，我们将能够进一步测量双星的个体质量，如果通过两个黑洞的光变曲线或其他方法测量双星的总质量，我们也将能够确定哈勃常数。
2021-12-02 astro-ph.HE gr-qc
Orbital orientation evolution of massive binary black holes at the centres of non-spherical galaxies
在一个球形和运动学各向同性星系的中心，一个大质量双星黑洞（BBH）轨道的方向（即，BBH轨道角动量的方向）经历随机游走。如果一个球形系统中的恒星有一个非零的总角动量，BBH的轨道方向会朝着与总角动量方向一致的方向演化。在本文中，我们表明，一个三轴星系有一个消除-擦除效应，即BBH取向的星系旋转轴的对齐可以显着减少或擦除。我们还表明，在一个非旋转的轴对称星系，BBH的轨道取向演变的轴对称轴和进动它在一个逆行的方向。我们的研究结果提供了一个步骤，了解最终合并BH的自旋方向（因此可能产生的任何喷流的方向）在其宿主星系，并可能有助于约束反冲速度的合并BH所产生的引力波辐射以及。
2013-10-09 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Exploiting Orbital Constraints from Optical Data to Detect Binary Gamma-ray Pulsars
很难通过它们的伽马射线发射来发现双星，因为目前的仪器通常每百万次旋转检测不到一个光子。这为孤立的搜索器带来了巨大的计算挑战，其中典型的参数搜索空间在四维中跨越很宽的范围。当脉冲星处于双星系统中时，要求甚至更高，其中轨道运动引入了几个额外的未知参数。在Pletsch & Clark（arXiv：1408.6962）早期工作的基础上，我们提出了这种搜索的最佳方法。这些也可以结合外部约束的参数空间进行搜索，例如，从光学观测的一个假定的二进制伴侣。解决办法有两部分。首先是通过参数空间度量在参数空间中构建最优搜索网格，用于初始半相干搜索和随后的完全相干后续搜索。第二种是解调和检测周期性脉动的方法。这些方法与传统的无线电搜索双星具有不同的灵敏度特性，可能会发现新的双星种群。
2020-10-22 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Authenticating the Presence of a Relativistic Massive Black Hole Binary in OJ 287 Using its General Relativity Centenary Flare: Improved Orbital Parameters
对PSR 1913+16等相对论性致密双星的定期监测结果与引力波（GW）的主导（四极）级发射一致。我们发现，与二进制黑洞中央引擎的blazar OJ 287的观测要求包括引力辐射反应的影响超出了四极顺序。事实证明，即使是某些遗传贡献的GW排放的影响，需要预测OJ 287的影响耀斑的时间。我们开发了一种方法，将这种效果到OJ~287的二元黑洞模型。这使我们能够证明一个很好的协议之间所观察到的影响耀斑的时间和预测从十个轨道周期的二进制黑洞中央引擎模型。推断出的轨道周期衰减率比PSR 1913+16的观测值高出9个数量级，再次证明了OJ 287的中心引擎的相对论性质。最后，我们认为，预测的2019年撞击耀斑的精确时间应该允许在10%的水平上测试著名的黑洞“无毛定理”。
2018-08-28 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
