Opacity Driven Convection and Variability in Accretion Disks around Supermassive Black Holes
利用三维辐射磁流体动力学模拟方法研究了径向范围为$30\sim 100$引力半径的超大质量黑洞吸积盘的结构。在活动星系核（AGN）的这一地区的典型条件下，Rosseland平均不透明度预计将大于电子散射值。我们表明，铁不透明的颠簸导致磁盘对流不稳定。由于附加的湍流压力支持，对流产生的湍流使盘膨胀，并增强了局部角动量输运。这也会导致磁盘表面密度和加热的强烈波动。随着温度的升高，不透明度下降，对流被抑制。磁盘冷却下来，整个过程再次重复。这导致了在几年的时间尺度上，盘尺度高度和光度变化的强烈振荡超过了$\approx 3-6$的一个因子。由于铁不透明度凸块将移动到不同的位置的磁盘的黑洞具有不同的质量和吸积率，我们认为，这是一个物理机制，可以解释的可变性活动星系核的振幅范围广泛的时间尺度上的几年到几十年。
2020-06-15 astro-ph.HE
Using iron line reverberation and spectroscopy to distinguish Kerr and non-Kerr black holes
在恒星质量和超大质量黑洞候选者的X射线谱中通常观察到的铁K $α$线是由热日冕照射冷的吸积盘产生的。在这个框架下，一个新的耀斑区域的激活在热日冕印记的铁谱线的时间变化。未来具有高时间分辨率和大有效面积的X射线设施可能能够测量所谓的二维传递函数;也就是说，由远处的观察者检测到的作为时间的函数的铁线轮廓，以响应来自X射线主源的瞬时耀斑。这项工作是一个初步的研究，以确定是否以及如何这样的技术可以提供更多的信息，关于周围的紧凑对象的时空几何比已经可能测量的时间积分的铁线轮廓。在我们的简化模型中，我们发现，测量的铁线混响可以改善约束明显给出了一个足够强的信号，虽然大部分的信息是存在于时间积分频谱。我们的目标是测试克尔度规。我们发现，目前的X射线设备和数据无法提供强有力的测试克尔性质的超大质量黑洞候选人。我们认为一个乐观的情况下，$10^5$铁线光子从下一代数据集。利用这样的数据，混响模型在频谱约束上改进了一个数量级。
2015-04-21 astro-ph.HE gr-qc
Accurate Determination of Chemical Abundances near a Supermassive Black Hole
通过XRISM卫星对Circinus星系活动核的观测，发现其发射物质冷、富含金属，位于超大质量黑洞约0.024pc处，表明其金属丰度由核心坍缩超新星贡献，暗示大质量恒星直接坍缩成黑洞或不抛射重元素。
2026-03-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Spin of the Supermassive Black Hole in MCG-05-23-16
本文介绍了对银河系MCG-05-23-16中心的超大质量黑洞进行的多历元多仪器研究的结果，目的是确定其自旋。我们分析了来自XMM-Newton、Suzaku和NuSTAR的MCG-05-23-16在大约10年的时间内获得的高质量X射线数据。我们已经建立了一个双反射光谱模型，很好地描述了所观察到的光谱的基础上，先前的结果表明，铁K $α$线包括广泛的组成部分，从磁盘的反射光谱和一个狭窄的组成部分，由于荧光和散射材料更遥远的物质。我们测量的黑洞自旋参数是$a_* = 0.856\pm0.006$（99\%置信水平）。
2018-09-06 astro-ph.HE
The detection of Broad Iron K and L line emission in the Narrow-Line Seyfert 1 Galaxy 1H0707-495 using XMM-Newton
自从1995年在塞弗特星系MCG-6 - 30 -15中发现了第一条宽的铁-K线以来，在其他几个塞弗特星系中也发现了宽的铁-K线，它们来自吸积恒星质量的黑洞，甚至来自吸积中子星。铁-K线是突出的硬X射线连续辐射致密吸积物质产生的反射光谱。这条线的相对论性扭曲使它对黑洞的强引力和自旋很敏感。当铁丰度高时，伴随的铁-L线发射应该是可检测的。在这里，我们报告的第一个发现铁K和L的排放，使用XMM牛顿观测的窄线塞弗特1星系1H 0707 -495。明亮的Fe-L发射使我们能够第一次检测到直接X射线连续谱与落入孔中的物质反射之间的30秒混响滞后。观测到的混响时间尺度与超大质量黑洞周围最内层半径的光穿越时间相当。1H 0707 -495的光谱和时间数据的结合提供了强有力的证据，证明我们正在目睹来自引力半径内的物质的发射，或者一个光分的一小部分，来自快速旋转的大质量黑洞的事件视界。
2009-05-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Evidence for a moderate spin from X-ray reflection of the high-mass supermassive black hole in the cluster-hosted quasar H1821+643
我们提出了一个分析深$Chandra$低能量和高能量传输光栅档案观测的异常明亮的无线电安静类星体H1821+643，托管在一个丰富的和巨大的冷核集群在红移$z=0.3$。这些数据集提供了活动星系核在两个时期的高分辨率光谱，不受团内介质的污染和光子堆积的影响，提供了铁- $K$带的灵敏探针。在这两个时期，光谱是很好地描述了一个幂律连续加上X射线反射从内部吸积盘和冷，缓慢移动的遥远的物质。采用这个框架，我们继续检查的性质的内盘和黑洞的自旋。使用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法，我们结合两个时代的约束，假设黑洞的自旋，内盘倾角，和内盘铁丰度是不变的。黑洞的自旋被认为是适度的，与90 $\%$可信的${a}^{*}=0.62^{+0.22}_{-0.37}$的范围内，并与质量$M_\mathrm{BH}$的范围$\log (M_\mathrm{BH}/M_\odot)\sim 9.2-10.5$，这是最大的黑洞候选人，其中一个定义良好的自旋约束尚未获得。这个黑洞的适度旋转支持了以前的建议，即最大质量的黑洞可能通过不相干或混沌吸积和/或SMBH-SMBH合并而增长。
2022-08-30 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Modeling bias in supermassive black hole spin measurements
X射线反射谱（或称铁线法）是探测黑洞强引力区的有力工具，也是目前唯一测量超大质量黑洞自旋的方法。虽然所有可用的相对论反射模型假设薄的吸积盘，我们知道，几个源的吸积接近或超过爱丁顿极限，因此必须有厚的吸积盘。在这项工作中，我们采用波兰甜甜圈模型的厚磁盘的描述。因此，我们估计的系统误差的自旋测量时，一个源与厚吸积盘与薄盘模型拟合。我们的结果清楚地表明，自旋测量可以显着影响的吸积盘的形态。因此，目前对高质量吸积率源的自旋测量是不可靠的。
2020-05-26 astro-ph.HE gr-qc
Measuring the Innermost Stable Circular Orbits of Supermassive Black Holes
本文提出了一种测量超大质量黑洞的倾斜角（i）、最内层稳定圆轨道（ISCO）和自旋的新方法--g分布法。g-分布方法使用的相对论铁线的能量变化的测量所发射的吸积盘的超大质量黑洞由于微透镜的恒星在前景星系相对于g-分布的变化预测从微透镜焦散计算。我们将该方法应用于引力透镜类星体RX J1131-1231（z_s=0.658，z_l=0.295），QJ 0158-4325（z_s=1.294，z_l=0.317）和SDSS 1004+4112（z_s=1.734，z_l=0.68）。对于RX J1131-1231，我们的初步结果表明，r_ISCO<8.5引力半径（r_g），i > 76度。我们检测到两个移动Fe线，在几个观察，在我们的数值模拟焦散交叉预测。目前RX J1131-1231的Δ E分布是稀疏采样的，但对RX J1131-1231和其他透镜类星体的进一步X射线监测将提供对遥远类星体的黑洞的倾斜角、ISCO半径和自旋的改进约束。
2017-02-01 astro-ph.HE
The XMM-Newton spectrum of a candidate recoiling supermassive black hole: an elusive inverted P-Cygni profile
我们提出了一个详细的光谱分析新的XMM牛顿数据的源CXOC J100043.1+020637，也被称为CID-42，在COSMOS调查中检测到z = 0.359。以前的工作表明CID-42是一个候选反冲超大质量黑洞，在~6 keV（静止）的X射线光谱中也显示出倒置的P-Cygni轮廓，具有铁发射线和红移吸收线（在以前的XMM-牛顿和钱德拉观测中在3 σ处检测到）。对吸收线的详细分析表明，存在着高速流入黑洞的电离物质。在新的长XMM-牛顿观测中，虽然整体光谱形状保持不变，但连续2-10 keV通量相对于先前观测减少了约20%，并且未检测到吸收线。吸收线强度的上限为EW<162 keV。广泛的蒙特卡罗模拟表明，未检测到的线完全是由于流入的材料的性质的变化，在协议的瞬态性质，这些功能，以及该线的强度低于先前测量的概率为98.8%。在CID-42作为反冲SMBH的情况下，吸收线可以解释为由于密度可变的气体流入并位于SMBH附近并与之反冲。
2013-10-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
Testing the Kerr Nature of Black Hole Candidates using Iron Line Spectra in the CPR Framework
在恒星质量和超大质量黑洞候选者的X射线谱中普遍观察到的铁K $α$线源自内部吸积盘的X射线荧光。因此，它可以用来映射这些物体周围的时空几何。在本文中，我们扩展了以前的工作，使用铁K $α$线来测试克尔黑洞假设。我们采用的Cardoso-Pani-Rico参数化，我们测试的可能性，约束可能的偏差从克尔的解决方案，可以从整个范围内的观测黑洞自旋和倾角。我们证实了以前的说法，铁K $α$线是一个潜在的相当强大的探针，用于测试克尔度规给出足够高的质量数据和系统学的控制下，特别是在快速旋转的黑洞和高倾角的情况下，因为这两个条件有助于最大限度地提高相对论效应。我们发现，从克尔几何的一些几何扰动表现出更强烈的铁线轮廓比别人。虽然扰动参数$ε^t_3$可以很好地约束的铁线轮廓，正交的数据集是必要的，以约束偏离克尔几何在$ε^r_3$。
2015-09-05 astro-ph.HE gr-qc
High Spectral Resolution X-ray Observations of the Evolved Supermassive Stellar Binary System $η$ Carinae - Iron K$α$ Band Profile Revealed with XRISM
University of Geneva（日内瓦大学）；Ehime University（爱媛大学）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Center for Research and Exploration in Space Science and Technology (CRESST II)（空间科学与技术研究探索中心（CRESST II））；University of Tokyo（东京大学）；Technion（以色列理工学院）；Center for Space Sciences and Technology, University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县空间科学与技术中心）；Center for Astrophysics — Harvard-Smithsonian（哈佛-史密森天体物理中心）
通过XRISM观测，η Carinae双星系统在铁Kα带获得高分辨率X射线光谱，揭示了三个速度成分及主风氢耗尽的证据。
2026-02-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Systematic Broad-band X-ray Study of super-Eddington Accretion onto Supermassive Black Holes. I. X-ray Continuum
我们首次利用同步的{ \it NuSTAR}和{ \it XMM-Newton}或{ \it Swift}/XRT观测对8个具有爱丁顿比$1<λ_{\rm Edd}<426$的超爱丁顿吸积活动星系核进行了系统的宽带X射线研究。我们发现，SEAMBHs显示出陡峭的主要连续斜率的源吸积在超爱丁顿制度，主要是由相对论反射。铁K $α$发射线的源，我们的样品显示相对论加宽。此外，铁K $α$线的窄分量的等效宽度遵循“X射线鲍德温”效应，也称为“岩泽-谷口”效应。我们发现一个统计学上显着的相关性之间的光子指数的主要幂律和爱丁顿比，与过去的研究一致。此外，正如对超爱丁顿源的预期，我们分析的源的反射分数的中值是一个因子$\sim 2$高于从BASS样品的1型活动星系核的反射分数的中值。我们能够估计我们的样品的三个源的日冕温度：Mrk\，382（$kT_e=7.8$ \，keV），PG\，0026 +129（$kT_e=39$ \，keV）和IRAS\，04416 +1215（$kT_e=3$ \，keV）。从SEAMBHs源在密度-温度图上的位置可以看出，在超爱丁顿活动星系核中，与低爱丁顿比活动星系核一样，X射线日冕是由电子对的产生和湮灭控制的。
2022-12-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Hot and Energetic Universe: The formation and growth of the earliest supermassive black holes
未来几十年天体物理学的一个关键挑战将是了解位于大多数（如果不是全部）星系中心的超大质量黑洞（SMBH）的起源。负责这些SMBH的初始形成和它们通过吸积的早期生长的过程-当它们被视为活动星系核（AGN）时-仍然未知。为了应对这一挑战，我们必须识别低光度和模糊的z>6活动星系核，这代表了早期SMBH增长的大部分。灵敏的X射线观测是吸积活动的独特标志，不受恒星形成过程的污染，这阻碍了在其他波长（例如光学，红外）上可靠的AGN识别。Athena+宽视场成像仪将使X射线测量的速度比Chandra或XMM-Newton快两个数量级，开辟了一个新的发现空间，并确定了400多个z>6活动星系核，包括被遮蔽的源。Athena+还将发挥重要作用，以提高未来多波长设施的科学回报，这些设施将探测早期SMBH宿主星系内的物理条件，这对于了解SMBH如何形成，是什么推动了它们随后的增长，以及评估它们对早期宇宙的影响至关重要。用雅典娜+X射线积分场装置对z>6星系的样本进行跟踪也可以揭示高度模糊的活动星系核的存在，这要归功于对强铁谱线的探测。因此，Athena+将首次定量测量早期宇宙中SMBH吸积的程度和分布。
2013-06-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Iron Opacity Bump Changes the Stability and Structure of Accretion Disks in Active Galactic Nuclei
超大质量黑洞周围的吸积盘有一些区域，在这些区域中，Rosseland平均不透明度可以比电子散射不透明度大得多，这主要是由于铁中大量的束缚-束缚跃迁。利用三维辐射磁流体动力学模拟方法，在局域剪切盒近似下，研究了铁不透明度“凸起”对辐射压主导的吸积盘的热稳定性和垂直结构的影响.模拟自洽计算加热由于磁旋转不稳定性和辐射冷却所造成的MHD湍流使用辐射转移模块的基础上可变爱丁顿张量在雅典娜。对于一个$5\times 10^8$太阳质量的黑洞与$\sim 3\%$的爱丁顿光度，一个模型，包括铁不透明度凸块保持其结构超过$10$热时间，而没有显着的热失控的迹象。与此相反，如果只包括电子散射和自由-自由不透明度在标准薄磁盘模型，磁盘崩溃的热时间尺度。这种差异是由1）总光学厚度和温度之间的反相关性和2）增强的垂直平流能量传输的组合引起的。这些结果表明，铁不透明凸起可能对活动星系核吸积盘的稳定性和结构有很大的影响，并可能有助于活动星系核的性质对金属丰度的依赖。由于这种不透明度主要与流动的紫外线发射区有关，它可能有助于解释活动星系核所特有的观测和理论之间的差异。
2016-01-25 astro-ph.HE
Broad iron emission lines in Seyfert Galaxies - re-condensation of gas onto an inner disk below the ADAF
最近用Chandra、XMM-Newton和Suzaku对Seyfert 1活动星系核进行的观测显示出宽的铁K_α发射线，有些相对论性地模糊了。对于银河系黑洞的X射线双星XMM-牛顿光谱在硬态也揭示了相对论铁发射线和热分量的存在下，解释为一个弱的内部冷吸积盘热日冕下的指示。这些热成分被发现后，从软到硬的光谱状态的过渡，可以理解为持续的气体从对流为主的流（ADAF）到磁盘上的再冷凝。鉴于恒星质量和超大质量黑洞周围吸积流的相似性，我们讨论了Seyfert 1活动星系核中的宽铁发射线是否可以理解为来自类似的吸积流几何。在Miller（2007）和Nandra et al.（2007）的样本中，我们推导了具有强线的Seyfert星系的Eddington标度吸积率。在评估中，我们使用了观测到的X射线光度，热辐射校正和文献中的黑洞质量，大多数值来自Fabian和Vasudevan（2009）。超过一半的来源得出的速率小于爱丁顿速率的0.1。对于塞弗特1活动星系核中10^7到10^8个太阳质量的黑洞来说，这个极限相当于每年0.01到0.2个太阳质量。我们的研究表明，对于相当多的Seyfert活动星系核在硬谱态铁的发射线可以产生于一个内部弱盘周围的ADAF的再凝聚模型预测。一些具有较高吸积率的剩余源可能处于与LMXB的“非常高”状态相当的光谱状态。（节略）
2011-01-25 astro-ph.HE
A disk wind interpretation of the strong Fe Kα features in 1H 0707-495
1H 0707 - 495是超大质量黑洞的最有说服力的例子，它的X射线光谱主要是由极度模糊的相对论反射所控制，另外还需要更强的超纯铁丰度。然而，在这里，我们表明，铁功能在其2 - 10千电子伏的频谱是相当相似的原型风为主的源，PDS 456。我们使用与PDS 456相同的风模型拟合了1H 0707 - 495的所有2 - 10 keV光谱，但在更高的倾角下观察，因此铁吸收线更宽，但没有如此蓝移。这与1H 0707 - 495的数据整体拟合良好，并且将该模型外推到更高能量也与NuSTAR数据良好匹配。少量剩余残留物表明，铁谱线发射比PDS 456中更强。这与1H 0707 - 495中超爱丁顿质量吸积率的连续驱动风预期的更宽角度风一致，和/或存在来自底层盘的剩余反射，尽管模型中吸收线的存在消除了对高度相对论性涂抹和高度超太阳铁丰度的要求。我们认为，1H 0707 - 495的光谱雕刻更多的吸收风比极端的相对论效应在强引力。
2016-07-04 astro-ph.HE
A Monte Carlo Markov Chain based investigation of black hole spin in the active galaxy NGC3783
分析内吸积盘的相对论展宽X射线谱特征，为测量活动星系核（AGN）中超大质量黑洞（SMBH）的自旋提供了有力的工具。然而，活动星系核的光谱往往是复杂的和仔细的分析，采用适当的和自洽的模型是必要的，如果一个是获得强大的结果。在本文中，我们重新审视了2009年7月朱雀观测的塞弗特星系NGC 3783，以严格的方式研究推断的黑洞自旋参数的鲁棒性。使用蒙特卡罗马尔可夫链（MCMC）技术，我们确定了（部分）的铁丰度的磁盘和黑洞自旋参数之间的建模简并。我们指出，NGC 3783的数据强烈地要求有超太阳铁丰度（Z_Fe=2- 4 Zsun）和一个快速旋转的黑洞（a>0.88）。我们讨论了各种天体物理的考虑，可以影响测量的丰度。我们注意到，虽然在NGC 3783中推断的丰度增加是适度的，但对其他一些物体的X射线分析发现了极端的铁丰度。我们介绍的假设，辐射悬浮的铁离子在最里面的区域的辐射占主导地位的活动星系核磁盘可以提高光球铁的丰度。我们表明，辐射悬浮是一个合理的机制，在非常内部区域的高吸积率活动星系核盘。
2012-06-19 astro-ph.HE
Observations of MCG-5-23-16 with Suzaku, XMM-Newton and NuSTAR: Disk tomography and Compton hump reverberation
MCG-5-23-16是第一个基于短XMM-牛顿观测发现的活动星系核之一，其铁K线中的相对论混响起源于超大质量黑洞附近。在这项工作中，我们提出的结果，从长X射线观测使用朱雀，XMM-牛顿和NuSTAR设计使用X射线混响映射的发射区域。在三个不同的时间尺度上的滞后谱中检测到相对论性的铁线，允许从黑洞周围的不同区域的发射被分离。使用NuSTAR覆盖的能量超过10千电子伏揭示了这些能量和主要的连续性，这是第一次在活动星系核检测之间的滞后。这种滞后是由于康普顿反射峰以类似于相对论性铁K线的响应的方式响应于主要源的变化。
2014-05-14 astro-ph.HE
A rapidly spinning supermassive black hole at the centre of NGC 1365
在活动星系中观察到的中性和部分电离铁的宽X射线发射线被解释为吸积盘内缘反射硬X射线产生的荧光。在这个模型中，谱线的展宽和扭曲是由黑洞附近的快速旋转和相对论效应引起的，谱线的形状对它的自旋很敏感。其他的模型，其中的扭曲是由中间结构的吸收造成的，提供了同样好的数据描述，并没有普遍的协议是正确的。最近的说法是，星系NGC 1365中心的黑洞（2 E6太阳质量）正在以接近其最大可能速度旋转，这是基于相对论反射的假设。在这里，我们报告的NGC 1365的X射线观测，揭示了相对论盘的功能，通过扩大Fe线发射和相关的康普顿散射超过10-30千电子伏。使用时间和光谱分析，我们解开连续变化，由于时变吸收反射，我们发现产生于一个区域内的2.5引力半径的快速旋转的黑洞。不包括相对论盘反射的吸收主导模型可以在统计和物理基础上被排除。
2013-02-27 astro-ph.HE
An XMM-Newton Analysis of the Supermassive Black Hole Binary Candidate MCG+11--11--032
University of Maryland（马里兰大学）；Georgia State University（佐治亚州立大学）；Joint Space-Science Institute（联合空间科学研究所）；Eureka Scientific（尤里卡科学）
研究MCG+11--11--032中心是否存在双超大质量黑洞系统，通过XMM-Newton数据未发现双铁线，结果与先前研究一致，支持单一AGN模型。
2026-04-13 astro-ph.HE
A Full Characterisation of the Supermassive Black Hole in IRAS 09149-6206
我们介绍了2018年使用$XMM$ - $Newton$，$NuSTAR$和$Swift$拍摄的I型塞弗特星系IRAS 09149-6206的新宽带X射线观测。这个来源是非常复杂的，显示了一个经典的“温暖”X射线吸收体，来自高度电离铁的额外吸收，来自最内层吸积盘的强烈相对论反射以及更遥远物质的进一步再加工。通过结合X射线计时和光谱学，我们已经能够完全确定这个系统中的超大质量黑洞，第一次限制了它的质量和自旋。质量主要由功率谱中所见的断裂频率上的X射线定时约束确定，并且被发现是$\log[M_{\rm{BH}}/M_{\odot}] = 8.0 \pm 0.6$（1 $σ$不确定度）。这与之前基于H $α$和H $β$谱线宽度的估计非常一致，这意味着IRAS 09149-6206的辐射亮度接近（但仍低于）其爱丁顿光度。通过对相对论反射的详细建模，自旋被限制，并且被发现是$a^* = 0.94^{+0.02}_{-0.07}$（90%置信度），将IRAS 09149-6206添加到越来越多的无线电安静活动星系核名单中，这些活动星系核拥有快速旋转的黑洞。各种吸收成分的流出速度都相对适中（$v_{\rm{out}} \lesssim 0.03c$），这意味着它们不太可能驱动显著的星系尺度活动星系核反馈。
2020-09-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Light bending and X-ray echoes from behind a supermassive black hole
黑洞附近的高度可变的致密日冕发射出的X射线强烈地照射着黑洞周围的吸积盘的最内部区域。从圆盘反射的X射线和时间延迟，因为X射线发射回波或反射离开圆盘的变化，提供了刚好在事件视界之外的环境的视图。I Zwicky 1（I Zw 1）是一个窄线塞弗特1星系。先前对X射线从其吸积盘反射的研究表明，日冕由两部分组成：一部分是内部吸积盘表面上的缓慢变化的扩展部分，另一部分是准直的核心，光度波动从其底部向上传播，主导着更快的变化。在这里，我们报告的观测X射线耀斑发射的超大质量黑洞在I Zw 1。吸积盘的X射线反射是通过X射线发射光谱中相对论展宽的铁K线和康普顿峰来探测的。对X射线耀斑的分析揭示了光子的短暂闪光，这与黑洞后面重新出现的辐射一致。这些光子的能量移动可以确定它们来自圆盘的不同部分。这些光子反射到圆盘的远端，在黑洞周围弯曲，并被强大的引力场放大。观测到黑洞周围弯曲的光子证实了广义相对论的一个关键预测。
2021-07-28 astro-ph.HE gr-qc
Direct probe of the inner accretion flow around the supermassive black hole in NGC 2617
NGC 2617是一个邻近的（$z\sim 0.01$）活跃星系，最近从塞弗特1.8转变为塞弗特1.0。与此同时，相对于档案测量，它的X射线通量大幅增加了一个数量级。为了研究外观变化的活动星系核（AGN）的物理性质，我们测量了NGC 2617的X射线光谱和时间特性。我们对间隔一个月的两个XMM-牛顿定点观测进行了全面的时间和谱分析，并辅以存档的准同步积分观测。我们发现，一阶，NGC 2617看起来像一个1型活动星系核的X射线波段，并增加了一个适度的反射组件，其连续可以建模以及与幂律加上一个唯象黑体，一个部分覆盖的幂律，或双康普顿模型。与所采用的连续体无关，在所有三种情况下，数据要求覆盖连续体源的20- 40%的中性气体的几个$10^{23}$ cm $^{-2}$的柱密度。最有趣的是，吸收结构，由于高度电离铁已被检测到在这两个观测与红移约$0.1c$相对于系统的主机星系的红移。红移的吸收体可以归因于失败的风/中止喷流组件，引力红移效应，和/或直接向中央超大质量黑洞下降的物质。无论哪种情况，我们都在探测NGC 2617中心超大质量黑洞周围最里面的吸积流，甚至可能观察到物质直接流入黑洞本身。
2017-01-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Supermassive Black Hole Winds in X-rays -- SUBWAYS. I. Ultra-fast outflows in QSOs beyond the local Universe
本文对中等红移（$0.1 \lesssim z \lesssim 0.4$）的$22$发光（$2\times10^{45}\lesssim L_{\rm bol}\rm /erg\,s^{-1} \lesssim 2\times10^{46}$）活动星系核（AGN）进行了新的X射线光谱研究，该活动星系核是由类星体（QSO）和1，1型活动星系核组成的x射线AYS（SUBWAYS）样品中的超大质量黑洞风的一部分.其中，在2019- 2020年期间使用\textit{XMM-Newton}观察到17个目标，其余5个来自先前的观察。这一大型活动（$1.45\,\rm Ms$持续时间）的目的是研究活动星系核中超大质量黑洞驱动的X射线中风的各种表现。在本文中，我们专注于搜索和表征的超快外流（UFO），这是典型的通过蓝移吸收槽在Fe\，K波段（$E>7\,\rm keV$）检测。通过遵循Monte Carlo程序，我们确认检测到对应于高度电离铁的吸收线（例如，Fe\，\textsc{xxv} \，H $α$，Fe\，\textsc{xxvi} \，Ly $α$）在$\gtrsim95\%$置信水平下（对于每个单独的线）在7/22个来源中。样本中此类吸收特征的全局组合概率为$>99.9\%$。SUBWAYS活动比以前使用\xmm和\suzaku观测获得的Seyferts的本地研究更高的光度和红移。…
2022-12-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
X-ray Diagnostics of Giant Molecular Clouds in the Galactic Center Region and Past Activity of Sgr A*
在6.4千电子伏的强铁荧光和银河系中心区域巨大分子云的硬X射线发射被解释为过去Sgr A* 超大质量黑洞爆发的反射。仔细处理光子在复杂几何结构中的多重相互作用对于模拟来自稠密云的再处理发射是必不可少的。基于蒙特卡罗模拟，我们发展了一个新的计算分子云X射线反射的框架，以准确解释高质量的观测数据。利用这个模拟框架，我们提出了第一次计算的形态和光谱的反射X射线发射的几个现实模型的Sgr B2，这是最大的分子云在我们的银河系。20 keV以上的散射硬X射线的形态与铁荧光的形态显著不同，这是因为它们对云的密集区域具有很大的穿透力，可以探测云的结构。高分辨率光谱提供了对铁线的定量评估，包括其康普顿肩，以限制云的质量和化学成分以及照明源的光度。在不久的将来，这些预测可以通过未来的X射线飞行任务，如NuStar（硬X射线）和ASTRO-H（既有铁谱线又有硬X射线）进行检验。
2011-10-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Chandra Observations of Excess Fe K$α$ Line Emission in Galaxies with High Star Formation Rates: X-ray Reflection on Galaxy Scales?
在活动星系核（AGN）中，Fe K $α$（铁）荧光谱线发射通常被解释为起源于几秒差距（pc）尺度上的超大质量黑洞（SMBH）周围的遮蔽物质。然而，最近的钱德拉研究表明，在宿主星系中存在延伸到kpc尺度的铁线发射。铁谱线发射和大尺度物质之间的联系只能在附近的星系中直接在空间上分辨出来，但在更遥远的活动星系核中，可以通过谱线发射和恒星形成气体和尘埃之间的联系来推断，这种联系比pc尺度的环面更广泛。在这里，我们提出的结果，从堆叠分析和X射线光谱拟合源在钱德拉深场南（CDFS）7毫秒的观测。从深层堆叠光谱，我们选择的来源与恒星质量$\log(M_*/M_\odot)>10$在$0.5<z<2$，获得25个源与高红外光度（$ {\rm SFR}_{\rm FIR} \geq 17\;M_{\odot}\;{\rm yr}^{-1}$）和32个源低于这个阈值。我们发现，等效宽度的铁线EW（Fe）是一个因素的3个高3 $σ$意义的高红外光度测量从赫歇尔观测，表明铁线发射和恒星形成的物质之间的连接星系尺度。结果表明，EW（Fe）对$M_*$或X射线光度没有显著的依赖性，这表明活动星系核X射线辐射在其宿主星系中的大尺度反射可能是普遍存在的。
2021-04-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
The rise and fall of the iron-strong nuclear transient PS16dtm
由于大规模光学巡天的出现，最近发现了一组来自星系核区域的各种耀斑。这些包括星系中心的超大质量黑洞对恒星的破坏--被称为潮汐破坏事件（TDEs）的核瞬变。活动星系核（AGN）可以显示亮度和发射线强度的极端变化，通常被称为变貌AGN（CLAGN）。考虑到物理和观测的相似性，将核瞬变解释和区分为CLAGN或TDE仍然很困难。在这一领域取得进展的障碍之一是缺乏活动星系核中长寿命核爆发的良好采样数据。在这里，我们研究PS16 dtm，在窄线塞弗特1（NLSy 1）星系，这已被提出是一个TDE候选人的核瞬态。我们的目的是研究PS16 dtm的光谱和光度特性，以便更好地了解起源于NLSy 1星系的爆发。我们广泛的多波长跟踪，跨度约2000天，包括紫外/光学，以及中红外（MIR）和X射线观测的光度学和光谱学。此外，我们改进了现有的半经验模型，以重现光谱和研究的谱线的演变。紫外/可见光曲线在第一次检测后的$\sim50$和$\sim100$天显示出双峰，之后下降和下降，在2000天的监测后达到爆发前的水平。MIR光变曲线几乎与光学同时上升，但与我们观测的最后时期接近爆发前水平的UV/光学不同，MIR发射在撰写本文时仍在上升。的光学光谱显示广泛的巴耳末特征和最强的广泛的Fe II发射检测到的核瞬态。[删节]
2022-11-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
Supermassive binary black holes and the case of OJ 287
超大质量双黑洞（SMBBH）是相对论效应的卓越实验室，包括克尔度规中的进动效应和引力波的发射。双星在星系合并的过程中形成，是我们理解星系演化的关键组成部分。因此，对SMBBH在其演化的所有阶段的专门搜索正在进行中，并且近年来已经发现了许多系统。在这里，我们提供了一个审查的状态，重点是多波长的检测方法和基础物理的观测。最后，我们强调我们正在进行的，专门的多波长计划MOMO（OJ 287的多波长观测和建模）。OJ 287是迄今为止最适合承载次秒差距SMBBH的候选天体之一。自2015年以来，MOMO计划在从无线电到X射线的>13个频率上进行密集监测，特别是使用Swift。到目前为止的结果包括：（1）在2016/17和2020年，Swift探测到两次主要的UV-X射线爆发;表现出更亮时更柔软的行为。爆发的非热性质被清楚地确定，并被证明是同步辐射。(2)在EHT活动期间，快速多波段密集覆盖和XMM-牛顿光谱学在同步加速器和IC光谱组件的中间通量水平捕获了OJ 287。(3)在2020年爆发期间，用XMM和NuSTAR发现了一个显着的巨大软X射线过剩。(4)2020年铁吸收线相对论位移的光谱证据（2 σ）。(5)2020年的非热爆发与OJ 287的SMBBH模型预测的后耀斑一致。
2021-04-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
Revealing a hard X-ray spectral component that reverberates within one light hour of the central supermassive black hole in Ark 564
Ark 564（z=0.0247）是一个X射线亮NLS 1。通过使用先进的X射线定时技术，最近检测到在软X射线带（0.4-1 keV）中的“闪烁”光之后约1000秒，硬X射线带（4-7.5 keV）中的过量“延迟”发射。本文报告了对方舟564的八个XMM-牛顿和一个朱雀观测的X射线谱分析。在软X射线波段使用RGS进行高分辨率光谱分析，而使用EPIC-pn和XIS/PIN仪器进行宽带光谱分析。我们分析了时间平均，通量选择，和时间分辨光谱。尽管在我们的观测活动中通量变化很大，但方舟564的宽带光谱形状变化不大，可以通过幂律和黑体发射的叠加或康普顿幂律发射模型来再现。高分辨率光谱显示电离气体沿视线在系统红移的来源，具有低柱密度和电离状态的范围。宽带光谱显示了一个非常陡峭的内在连续和一个相当弱的发射功能，在铁K波段;建模这一功能与反射组件需要高度电离的气体。反射为主或吸收为主的模型同样能够很好地再现时间平均数据从统计的角度来看，在这两种情况下，需要人为的几何形状和/或不太可能的物理参数。最后，通过时间分辨分析，我们在光谱上将“延迟”发射确定为~4 keV以上的光谱硬化;对这一成分最有可能的解释是位于中心超大质量黑洞10-100 r_g的气体对“闪耀”光的再加工，中心黑洞非常热，可以康普顿上散射闪耀的内禀连续谱发射。
2015-02-17 astro-ph.HE
Joint analysis of the iron emission in the optical and near-infrared spectrum of I Zw 1
本研究首次使用 CLOUDY 代码对典型活动星系核 IZw1 的光学与近红外光谱进行 FeII 发射联合建模，通过对比观测谱线通量比，限制了 BLR 云密度与金属含量，并揭示了微湍流对 FeII 伪连续谱强度的影响。
2024-01-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Iron K$α$ emission in type-I and type-II Active Galactic Nuclei
窄的Fe K $α$线是超大质量黑洞周围物质X射线辐射再加工的主要特征之一，在活动星系核（AGN）的X射线谱中普遍存在。本文研究了不同类型活动星系核中窄Fe K $α$线的特征。使用一个大型朱雀研究的结果，我们发现，塞弗特2s的平均较低的Fe K $α$光度比塞弗特1 s相同的10-50 keV的连续光度。模拟虚拟Sy 1 s和Sy 2s人口使用物理环面模型的X射线反射发射，我们发现，这种差异可以解释通过不同的平均倾斜角相对于环面，预测的统一模型。另一种解释包括康普顿峰强度或光子指数分布的差异。我们发现，宽和窄的Fe K $α$线在6.35-6.45 keV范围内的流量之间的比例取决于所考虑的环面几何形状，并平均为$<25\%$和$<15\%$的I型和II型活动星系核，分别。我们发现的证据的吸收窄铁K $α$线通量在康普顿厚的活动星系核，这表明，部分反射材料被掩盖。我们估计，平均而言，在被遮蔽的活动星系核中，中性物质的反射辐射是通过一个柱密度被看到的，这个柱密度是吸收初级X射线辐射的1/4。在CXB的合成模型和研究严重遮蔽活动星系核的光度函数时，应考虑到这一点。我们检测到的第一个证据的X射线鲍德温效应在塞弗特2s，与塞弗特1 s，这表明，负责减少的等效宽度与连续发光度的机制是相同的，在两类对象相同的斜率。
2014-05-29 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Reflection spectra of thick accretion disks
相对论反射特征通常在恒星质量和超大质量黑洞的X射线光谱中观察到，并且起源于热日冕对吸积盘内部的照射。所有可用的相对论反射模型都假设圆盘是无限薄的，并且内边缘位于最内侧的稳定圆轨道或更大的半径处。然而，我们知道有几个来源，特别是在超大质量黑洞中，有相当高的质量吸积率。在这种情况下，吸积盘在几何学上变得很厚，并且盘的内边缘预计在最内侧的稳定圆形轨道内。在这项工作中，我们采用波兰甜甜圈模型来描述几何厚盘，我们研究了铁线形状从类似的系统。我们还模拟了全反射光谱，我们分析了模拟观测与薄盘相对论反射模型，以确定磁盘结构的影响模型参数的估计，特别是在克尔假设的测试的情况下。
2019-11-29 astro-ph.HE gr-qc
Iron K and Compton hump reverberation in SWIFT J2127.4+5654 and NGC 1365 revealed by NuSTAR and XMM-Newton
在过去的五年中，使用XMM-牛顿望远镜在0.3-10 keV能量范围内对吸积超大质量黑洞进行了一系列X射线反射滞后测量。在这项工作中，我们使用的NuSTAR望远镜扩展的滞后分析，以更高的能量为两个塞弗特星系，SWIFT J2127.4+5654和NGC 1365。X射线反射滞后是由于光在直接连续辐射和电离吸积盘内半径的再处理辐射之间的传播时间延迟。XMM-牛顿特别擅长于测量与宽Fe K发射线相关的滞后，其中观察到该线的引力红移翼在6.4 keV的线质心之前做出响应，产生于较大的半径。现在，我们使用NuSTAR来探测更高能量下的滞后，其中光谱显示了康普顿反射的明确证据，称为康普顿“驼峰”。XMM-牛顿数据显示，SWIFT J2127.4+5654和NGC 1365中的Fe K滞后。NuSTAR数据提供了这些铁钾滞后的独立确认，也显示了相应的康普顿驼峰滞后的证据，特别是在SWIFT J2127.4+5654中。这些宽带滞后测量证实，康普顿峰和铁K滞后产生在小半径。在NGC 1365的低频，光谱显示在视线内有食云的证据，我们发现从2- 10 keV有一个明显的负（不是正）滞后，这可以理解为在观测过程中中性食云移出我们视线时柱密度的减少。
2014-10-13 astro-ph.HE
On the driver of relativistic effects strength in Seyfert galaxies
超大质量黑洞吸积盘中X射线谱线的研究是研究吸积流物理和几何的重要手段之一，同时也为黑洞的自旋提供了理论上的观测约束。[...]我们的目标是确定这种相对论性再处理功能的强度的最终物理驱动程序。我们首先将目前研究的塞弗特星系的硬X射线通量限制样本（FERO，de la Calle Perez et al. 2010）扩展到柱密度N_H=6x10^23 atoms/cm/cm的遮蔽天体。我们验证，没有线属性依赖于活动星系核的光学分类，预期从塞弗特统一方案。也没有相关的吸积盘的倾角，从正式拟合的线配置文件，和光学类型或宿主星系的方位角，这表明吸积盘和宿主星系平面的最里面的区域不对齐。[...].数据对线发射盘的详细电离状态不够敏感。然而，缺乏依赖性的线EW上的光度或静止帧质心能量排除了光盘电离在EW的动态范围在塞弗茨起着重要的作用。相对论性加宽的K-α铁线EW的动力学范围在附近的Seyferts似乎主要是由最里面的吸积流的属性。我们讨论了几种机制（光盘电离，光盘截断，由于轻度相对论外流电晕畸变），可以解释这一点。[...]观测数据仍然不矛盾的情况下调用不同的机制的光谱复杂性周围的铁线，最值得注意的是“部分覆盖”吸收的情况。（节略）。
2011-04-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
Measuring Black Hole Spin using X-ray Reflection Spectroscopy
我回顾了X射线反射的现状（也称为X射线反射）。宽铁线）的黑洞自旋测量。这是一种强大的技术，使我们能够测量整个质量范围内的强大黑洞自旋，从X射线双星中的恒星质量黑洞到活动星系核中的超大质量黑洞。在描述了这种方法的基本假设之后，我列出了详细的方法，重点是“最佳实践”，这些实践是获得稳健结果所必需的。反映我自己的偏见，这篇评论倾向于讨论活动星系核（AGN）中的超大质量黑洞（SMBH）自旋。将文献中所有符合客观质量控制标准的XMM-牛顿和朱雀实验结果汇总在一起，很明显，很大一部分SMBH都是快速旋转的，尽管在高质量（M>5* 10^7 Msun）和低质量（M<2* 10^6 Msun）下有一个旋转较慢的群体的初步暗示。我还简要回顾了X射线双星中恒星质量黑洞的自旋。一般来说，基于反射和基于连续拟合的自旋测量是一致的，尽管仍然有两个对象（GROJ 1655 -40和4U 1543 -475）是不正确的。最后，我讨论了令人兴奋的相对论混响的前沿，特别是发现宽铁线混响的XMM-牛顿数据的塞弗特星系NGC 4151，NGC 7314和MCG-5-23-16。在证实相对论圆盘反射的基本范式的同时，这种混响的探测表明，未来的大面积X射线天文台如LOFT将在利用活动星系核中的相对论混响研究强引力方面取得巨大进展。
2013-02-16 astro-ph.HE gr-qc
Redshifted iron emission and absorption lines in the Chandra X-ray spectrum of Centaurus A
本文利用2022年14条Chandra HETGS光谱与2001年数据对比，研究半人马座A活动星系核在数月至21年尺度上的光谱变化，发现Fe Kα线存在红移并探讨了吸积盘翘曲、整体运动和外流等可能机制。
2023-11-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
Mapping the Inner 0.1 pc of a Supermassive Black Hole Environment with the Tidal Disruption Event and Extreme Coronal Line Emitter AT 2022upj
本文研究了 ECLE-TDE 事件 AT 2022upj，通过分析其极电离谱线和光谱演化，揭示了距超大质量黑洞 0.1 pc 内的分层物质结构，并证实了高能耀斑对黑洞复杂环境的影响。
2024-08-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Search for traversable wormholes in active galactic nuclei using X-ray data
在以前的论文中，我们中的一个计算铁K $α$线轮廓发出的可能的吸积盘周围的可穿越的虫洞作为第一步，使用X射线反射光谱搜索活动星系核中的天体物理虫洞。在本文中，我们扩展了这一工作，并建立了一个相对论反射谱的XSPEC模型。我们将我们的模型应用于MCG-6-30-15中超大质量物体的XMM-牛顿和NuSTAR观测，并检查这些观测是否倾向于中心体是克尔黑洞或可穿越虫洞的假设。我们发现，这两个模型提供了同样好的拟合，所以与现有的数据，我们不能区分黑洞和虫洞的情况。
2020-03-16 astro-ph.HE gr-qc
X-ray evidence for a mildly relativistic and variable outflow in the luminous Seyfert 1 galaxy Mrk509
越来越多的证据表明，蓝移的铁钾吸收线的存在，在一些无线电安静的活动星系核和类星体。这些可能是探测超大质量黑洞附近流动动力学的基础。在这里，我们的目的是验证和更好地表征存在这样的铁K吸收在~8-10 keV的发光塞弗特1星系Mrk 509，这些研究的最有前途的目标之一。我们提出了一个全面的光谱分析的六个XMM-牛顿观测的源（共约200 ks），专注于详细和系统的搜索吸收功能的高能量数据。我们检测到几个吸收功能在静止帧能量~8-8.5 keV和~9.7 keV。这些线与类H铁Ka和Kb壳层折射产生的线是一致的，这些壳层折射与具有~0.14-0.2 c的温和相对论速度的流出相关联。线被发现是可变的能量和，边缘强度，这意味着无论是柱密度，几何形状和/或电离结构的流出物的变化是常见的，在这个源。
2009-06-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
Tidal disruption events from a nuclear star cluster as possible origin of transient relativistic spectral lines near SMBH
讨论了休眠超大质量黑洞（SMBH）附近的潮汐破裂事件可能引起6-7 keV X射线信号中铁的光谱特征：被摧毁恒星产生的强烈闪光照射和电离的碎片中出现相对论性谱线轮廓。这可以提供确定系统参数的独特方式。我们考虑一个模型，其中核恒星星族获得扁圆形（即，一个扁平的分布），在一个超大质量黑洞附近的内部区域，而且初级辐射耀斑预计更有可能发生在赤道面附近，与下落的材料共面。这表明，初级X射线的再处理结果在一个瞬态的配置文件，应该是相关的潮汐破裂事件（TDE），否则在发光（不活跃）的星系核，即没有事先吸积盘。恒星运动的共振机制可以增加核星团中某些恒星的轨道偏心率，并有助于使它们接近潮汐半径，在那里它们可以引起TDE。提出的方案似乎是明显不同的灯柱模型的标准方案的起源的相对论性线在活动星系，其中的源被认为是主要位于对称轴附近。
2014-09-12 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
Testing General Relativity in the Strong-Field Regime with Observations of Black Holes in the Electromagnetic Spectrum
广义相对论已经被许多实验所验证，然而，这些实验几乎只探测弱时空曲率。在这篇论文中，我创建了两个框架，通过使用当前或不久的将来的仪器在电磁波谱中观测黑洞来检验强场区域中的广义相对论。在本论文的第一部分，我设计测试的无毛定理，唯一的特点，在广义相对论的黑洞的性质，在他们的质量和自旋，并指出，这些紧凑的对象描述的克尔度规。我研究了一个准克尔度规，并构造了一个类克尔时空，这两个时空除了质量和自旋外，还包含一个独立的参数。如果无毛定理是正确的，那么克尔度规的任何偏差都必须为零。我表明，已经温和的变化的偏差参数在任何度量导致显着修改所观察到的信号。我应用这个框架的成像超大质量黑洞使用非常长的基线干涉测量以及准周期性的变化和相对论性扩大的铁线观察银河系和超大质量黑洞。在论文的第二部分，我设计了一种方法，通过黑洞X射线双星的轨道演化来检验Randall-Sundrum型膜世界引力中预测的黑洞蒸发，并从A0620-00和XTE J1118+480中得到额外维大小的约束。
2012-09-13 astro-ph.HE gr-qc
Supermassive Black Hole Winds in X-rays -- SUBWAYS. III. A population study on ultra-fast outflows
本研究基于SUBWAYS项目对22个射电宁静类星体及文献样本进行统计，发现高光度且X射线/紫外比陡的AGN更易出现超快外流，且外流特征支持多种发射机制，UFO现象可能为瞬态。
2024-04-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
X-ray Probes of Black Hole Accretion Disks for Testing the No-Hair Theorem
基于对热连续辐射和X射线谱中相对论加宽的铁谱线的探测，我们测量了一些超大质量和恒星质量黑洞的自旋。同样，在几个来源中也观察到了准周期变化。这样的测量通常假设黑洞是由克尔度规描述的，根据无毛定理，克尔度规用质量和自旋唯一地表征了黑洞。黑洞的这一基本性质可以通过测量由参数变形的类克尔时空引入的克尔度规的潜在偏差来观测检验。热谱、铁谱线和可变性已经在几个这样的度量中得到了广泛的研究，这些度量通常只依赖于一种特定类型的偏差，或者包含致密物体之外的非物理区域。在本文中，我研究这些X射线探针的背景下，一个新的克尔度量依赖于四个独立的偏差函数，是免费的病理区域以外的事件视界。我表明，所观察到的信号主要依赖于两种类型的偏差和自旋和偏差参数之间的强相关性，以前发现在其他克尔度量快速旋转的黑洞部分被打破。这表明，高自旋的来源是最好的候选人的测试无毛定理与X射线，我获得了第一个约束，这种偏差从恒星质量的黑洞天鹅座X-1。
2015-01-12 astro-ph.HE gr-qc
Testing the No-Hair Theorem with Observations of Black Holes in the Electromagnetic Spectrum
根据广义相对论的无毛定理，天体物理学上的黑洞只依赖于它们的质量和自旋，并由克尔度规唯一描述。质量和自旋是克尔时空的前两个多极矩，并完全决定了所有其他的矩。无毛定理可以通过测量改变这种高阶矩的克尔度量的潜在偏差来检验。在这篇综述中，我讨论了无毛定理的测试与当前和未来的观测，这样的黑洞在整个电磁波谱，集中在近红外观测的超大质量黑洞在银河系中心，脉冲星定时和非常长的基线干涉观测，以及X射线观测的荧光铁线，热连续谱，可变性和偏振。
2016-05-20 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
GRAVITAS : General Relativistic Astrophysics VIa Timing And Spectroscopy: An ESA M3 mission proposal
GRAVITAS是一个X射线天文台，其设计和优化旨在解决欧空局宇宙愿景主题“极端条件下的物质”。它是作为对M3任务提案呼吁的回应而提交的。这一概念的核心是一个有效面积前所未有的X射线望远镜，它将聚焦从黑洞事件视界或中子星表面附近发射的辐射。为了揭示物质在最极端的天体物理环境中的性质和行为，GRAVITAS瞄准了致密天体X射线光谱中的一个关键特征：约6.5 keV的铁K α线。这条发射线的能量、轮廓和可变性，以及由广义相对论（GR）效应形成的周围连续发射的性质，提供了一个独特的强场极限引力探测器。它的主要目标是明亮的活动星系核（AGN）中的数百个超大质量黑洞，这些黑洞形成了完美的实验室，有助于理解黑洞生长背后的物理过程。在整个宇宙时间中，通过反馈过程，吸积在星系的形成中起着根本性的作用。适度（~亚弧分）的空间分辨率将提供必要的灵敏度，以扩展高质量的活动星系核的X射线光谱学的宇宙学相关的距离。在离家更近的地方，超高的计数率能力和亚毫秒的时间分辨率使我们能够使用多个探测器，如宽铁线，圆盘连续发射的形状，准周期振荡，混响映射和X射线爆发振荡，研究我们银河系中最亮的X射线双星中的GR效应和致密物质的状态方程。尽管具有突破性的能力，但GRAVITAS的所有使能技术都已处于高度准备状态。它基于超轻X射线光学器件和使用硅技术的焦平面探测器。
2011-07-05 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Accretion and Outflow in Active Galaxies
我回顾吸积和流出活动星系核。吸积似乎发生在一系列非常小尺度的混沌事件中，其气体流动与星系的大尺度结构或彼此之间没有关联。吸积气体具有极低的比角动量，可能只代表星系合并所涉及的气体的一小部分，这可能是潜在的驱动力。活动星系核中的爱丁顿吸积事件必须是常见的，以使超大质量黑洞成长。我表明，它们产生风的速度$v \sim 0.1c$和电离参数意味着存在的氦-和氢类铁的共振线。当风与宿主星系的星际介质相互作用时，它会产生强烈的冷却冲击，这种冷却区域可以在逆康普顿连续谱和与较低速度相关的较低激发发射线中观察到。被激波卷起的物质壳层会停滞，除非黑洞质量达到$M - σ$关系式所暗示的$M_σ$值。一旦达到这个质量，就会阻止黑洞的进一步生长。如果受冲击的气体没有像上面所说的那样冷却，那么由此产生的（“能量驱动”）外流将意味着SMBH的质量比实际观察到的要小得多。小的吸积事件与小的气体分数可以产生星系范围的外流，包括化石外流星系中有很少的活动星系核活动。
2010-02-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Active galactic nuclei with high-resolution X-ray spectroscopy
本文回顾了XRISM时代高分辨率X射线光谱下AGN研究的三大前沿课题：暖吸收体、铁发射与超快外流，并展望了Athena和Arcus的潜力。
2023-10-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Reverberation lags viewed in hard X-rays from an accreting stellar-mass black hole
Wuhan University（武汉大学）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；Newcastle University（纽卡斯尔大学）；Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）；Beijing Normal University（北京师范大学）
研究通过观测硬X射线回波延迟特征，揭示了吸积过程中的几何结构和时间延迟机制，首次在X射线双星中检测到Compton驼峰回波特征，证实了X射线回波场景，为活动星系核和X射线双星的吸积流提供了普遍过程的证据。
2026-04-01 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Super-Eddington Accretion in Quasars
本文综述类星体中超大质量黑洞超爱丁顿吸积的观测识别、极端光谱特征、早期黑洞增长证据及其作为宇宙学距离指示器的潜力。
2025-02-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Coupling between the accreting corona and the relativistic jet in the micro quasar GRS 1915+105
GRS 1915+105是我们银河系中第一个显示超光速射电喷流的恒星质量黑洞，类似于在中心有超大质量黑洞的活动星系核中观察到的射电喷流。有人提出GRS 1915+105的射电辐射是由吸积盘的不稳定性提供的，吸积盘内部的吸积流被喷射到喷流中。在这里，我们表明，有一个显着的相关性：（一）无线电通量，来自喷流，和铁发射线的通量，来自光盘和，（ii）的温度产生的高能量部分的X射线光谱通过逆康普顿散射和振幅的高频变化分量来自吸积流的最里面的一部分。同时，射电通量和铁线通量与X射线日冕的温度和高频变率分量的振幅有很强的反相关。这些相关性持续了约10年，尽管在此期间源的X射线和无线电特性变化很大。我们的发现第一次提供了无可争议的证据，证明为这个黑洞系统提供动力的能量可以直接指向X射线日冕或喷流。当这些能量被用来为日冕提供动力，提高日冕的温度时，剩下的能量就更少了，从而导致射电流量下降，反之亦然。这些事实，加上这个源的可变性的建模，最终表明在GRS 1915+105中，X射线日冕变形为喷流。
2022-03-06 astro-ph.HE
Accretion-disk reflection in the Seyfert 1 galaxy NGC 3783 as viewed by Chandra grating spectroscopy
本文利用钱德拉光栅光谱多历元数据研究赛弗特1星系NGC 3783的吸积盘反射，发现其超大质量黑洞自旋接近最大（a≈0.98），并探测到遥远铁线速度异常，暗示吸积盘可能存在扭曲结构。
2025-01-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Resolved atomic lines reveal outflows in two ultraluminous X-ray sources
超亮X射线源是位于星系外、远离星系核的点源，其X射线光度超过3x10^39 erg/s，被认为是由致密天体的吸积提供能量。可能的解释包括中子星上的吸积，中子星具有强磁场，恒星质量的黑洞（< 20兆太阳能）达到或超过经典爱丁顿极限或中等质量的黑洞（10^3-5兆太阳能）。在以前的分析中，由于缺乏足够的能量分辨率，迄今为止一直无法清楚地识别X射线带中的任何发射线或吸收线，从而妨碍了对吸积流的详细分析。在这里，我们报告的X射线发射线产生的高度电离的铁，氧和氖的累积显着性> 5西格玛，蓝移（~0.2c）的吸收线（5西格玛）的高分辨率X射线光谱的超铝X射线源NGC 1313 X-1。在类似的源NGC 5408 X-1中，我们也检测到静止和蓝移吸收的发射线。蓝移的吸收谱线必须出现在快速流出的气体中，而发射谱线则起源于源周围缓慢移动的气体中。我们的结论是，紧凑的对象是由强大的风与流出速度约为0.2 c的吸积超大质量黑洞和超吸积恒星质量黑洞模型预测。
2016-04-28 astro-ph.HE
Probing the Galactic center with X-ray polarimetry
银河系中心（GC）拥有最接近地球的超大质量黑洞（SMBH），这使其成为研究超大质量致密天体近距离环境的最佳实验室。旋光法对源的几何形状敏感，这使得它成为探测GC SMBH周围介质的特别合适的技术。探测到硬X射线光谱和突出的铁K $α$荧光特征与局部气体云（如Sgr~ B 2、Sgr~C）相一致，这一发现已经有近20年的历史，通常与SMBH过去的爆发有关，SMBH的辐射正在重新加工到所谓的“反射星云”上。由于散射导致偏振，因此在GC的前100 μ c中来自巨分子云的再发射信号预计是偏振的。因此，X射线偏振测量特别适合于探测GC反射星云的漫射X射线发射的起源，并揭示中央SMBH过去的活动。在本研究报告中，我们总结了过去和当前的偏振模拟结果，以展示未来配备成像探测器的X射线偏振仪如何提高我们对高能天体物理学的理解。
2014-08-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
