Firm Detection of a Cyclotron Resonance Feature with Suzaku in the X-ray Spectrum of GRO J1008-57 during a Giant Outburst in 2012
我们报告了在2012年11月MAXI气体狭缝相机探测到的一次巨大爆发期间，朱雀硬X射线探测器在Be X射线双星脉冲星GRO J1008-57的X射线光谱中探测到的回旋共振散射特征（CRSF）。朱雀观测是在2012年11月20日进行的，当X射线通量在4-10 keV到达$\sim 0.45$螃蟹时爆发最大，这相当于在5.8 kpc的0.5- 100 keV的$1.1 \times 10^{38}$ erg s $^{-1}$的光度。从0.5 keV到118 keV的宽带X射线谱显示了在$\sim 76$ keV处的显著吸收特征，被认为是基本的CRSF。这明确地再次确认了先前在GRO J1008 $-$ 57中建议的$\sim$ 80 keV光谱特征。隐含的表面磁场，$6.6\times 10^{12}$ G，是最高的二元X射线天体中的CRSF已被检测到。
2014-01-18 astro-ph.HE
Her X-1: the positive cyclotron line energy / luminosity correlation
对一些明亮的超爱丁顿瞬变双星的研究表明，回旋共振散射特征（CRSF）的能量与辐射光度之间存在负相关。对于Her X-1，使用1996-2005年期间的重复RXTE观测，发现了相反的依赖关系：回旋加速器线的能量随着光度的增加而增加。RXTE/ASM测量的X射线通量（2-10 keV）被认为代表了亮度-更准确地说：在各自的35 d Main-On期间达到的最大X射线通量。这里，我们质疑ASM通量是否真的是源的热光度的准确测量。我们重新确定了回旋加速器线的能量，并使用来自RXTE上PCA（3.5-60 keV）和HEXTE（20-75 keV）仪器的组合数据进行了光谱拟合，其与原始工作中使用的相同35 d周期，以确定热通量。这些光谱。我们证实了原来的分析结果，回旋加速器线能量的变化约7%的通量的变化的一个因素。
2011-07-06 astro-ph.HE
Study of the accreting pulsar 4U 0115+634 with a bulk and thermal Comptonization model
在双星系统中吸积物质的高磁化双星是X射线波段（0.1-100 keV）的亮源。尽管早期的理解的基本发射机制，它们的光谱能量分布通常是描述的现象或简化的模型。本文根据高质量X射线脉冲双星4U 0115+634的物理性质，采用热康普顿化和体康普顿化模型，对这类天体的光谱辐射进行了研究。为此目的，我们分析BeppoSAX数据的能量范围为0.7-100千电子伏的1999年巨大的爆发，12天后的最大值。我们使用两个组件的连续系统的光谱能量分布模型。在较高的能量下，高于~7 keV，发射是由于由吸积柱的回旋冷却产生的种子光子的热和体康普顿化，并且在较低的能量下，发射是由于靠近恒星表面的扩散晕中的黑体源的热康普顿化。从最佳拟合参数，我们认为，回旋辐射产生的1.7公里以上的恒星表面，并逃离其基地附近的柱，在那里的吸收功能所产生的相互作用与周围的磁场晕。我们发现，在4U 0115+634中，观测到的谱主要由再处理的回旋辐射所支配，而在其它具有较强磁场的亮源如Her X-1中，谱主要由再处理的韧致辐射所支配。
2009-02-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Discovery of the 5 keV cyclotron line followed by three harmonics in SwiftJ1626.6-5156
我们报告了在2021年3月的一次短暂爆发期间用NuSTAR对Be/X射线双星系统SwiftJ1626.6-5156进行的观测，该系统是在MAXI监测器和Spektrum-Roentgen-Gamma（SRG）天文台探测到它之后进行的。我们的宽带X射线光谱的源的分析证实了两个吸收的功能，在能量~9和~17千电子伏以前在文献中报道，并解释为基本回旋共振散射功能（CRSF）和它的第一谐波（基于RXTE数据）的存在。NuSTAR更好的灵敏度和能量分辨率，加上NICER的低能量覆盖范围，使我们能够在~4.9 keV和~13 keV检测到两个额外的吸收样特征。因此，我们得出结论，在SwiftJ1626.6-5156的光谱中总共观察到四条回旋加速线：在~4.9 keV的基本CRSF和三个更高的间隔谐波。这一发现使SwiftJ 1626.6 -5156成为继4U 0115 +63之后的第二颗吸积脉冲星，其光谱具有三条以上的回旋起源线，并意味着该源在所有X射线脉冲星B~ 4 E 11 G中具有最弱的已证实磁场。这一发现使SwiftJ1626.6-5156成为即将到来的X射线偏振测量任务的主要目标之一，涵盖软X射线波段，如IXPE和eXTP。
2021-06-17 astro-ph.HE
An 8.56 keV absorption line in the hyperluminous X-ray source in NGC 4045: ultra-fast outflow or cyclotron line?
本文报道了在距离星系NGC 4045为32 Mpc处发现的一个超亮X射线源（HLX，$L_{\rm X}>10^{41}$ ergs $^{-1}$）的NuSTAR和XMM-牛顿谱中探测到的具有$>3.3σ$意义的$E=8.56^{+0.05}_{-0.11}$ keV吸收线。该源最初是在Swift/XRT对银河系的观测中偶然发现的，Swift监测显示一个高度可变的源从最大值到最小值变化超过一个数量级。吸收线的来源似乎是高电离铁，蓝移为0.19 $c$，表明超快外流（UFO）。然而，线的大等效宽度（EW $=-0.22^{+0.08}_{-0.09}$ keV）与检测到的其他吸收线的缺乏配对是难以调和的模型。另一种解释是，这条线是由于回旋共振散射特征（CRSF），由X射线光子与中子星强大的磁场相互作用产生的。
2022-03-22 astro-ph.HE
Discovery of a pulse-phase-transient cyclotron line in the X-ray pulsar Swift J1808.4-1754 and identification of an optical companion
在这项工作中，研究不足的X射线脉冲星Swift J1808.4 $-$ 1754的时间和光谱特性在0.8-79 keV能量范围内进行了研究，基于NuSTAR和Swift天文台在2014年爆发期间收集的数据。在源光变曲线中检测到周期为$909.73\pm0.03$ s的强脉冲，脉冲部分表现出对能量的非单调依赖性，局部最小值在17-22 keV左右。发现其中一个脉冲轮廓分量存在相位滞后，大约在相同能量处达到最大值。该源的脉冲相位平均谱在高能量处具有指数截止的幂律形状，这是典型的X射线谱。脉冲相位分辨光谱揭示了在$\sim$ 21 keV的脉冲相位瞬态回旋吸收线的存在，使我们能够估计$2.4\times10^{12}$ G的中子星磁场。这使得Swift J1808.4 $-$ 1754成为非常小的X射线谱仪家族的一员，该谱仪具有窄相位范围内的脉冲相位瞬态回旋加速器线。来自北欧光学望远镜的数据使我们能够研究该系统中红外伴星的性质，并得出结论，它很可能是一颗位于5-8 kpc距离的Be型恒星。
2022-05-24 astro-ph.HE
A new model for the X-ray continuum of the magnetized accreting pulsars
在双星系统中，吸积的高磁化双星是银河系中最亮的X射线发射体。虽然有一些高统计质量的宽带（0.1-100 keV）X射线观测，这些来源的光谱能量分布通常是采用纯现象学模型，而不是与吸积物理模型研究。本文利用BeppoSAX和Suzaku+NuStar数据，结合改进的compmag模型，对高质量X射线双星Cen X-3、4U 0115+63和Her X-1的X射线辐射进行了详细的光谱研究。后者提供了一个物理描述的高能量发射的吸积中子星，包括热和体康普顿的回旋和韧致辐射种子光子沿中子星吸积柱。compmag模型基于求解二阶偏微分方程的迭代方法，其收敛算法在本文的编写过程中得到了改进和巩固。我们的分析表明，宽带X射线连续的所有考虑源可以自洽地描述的compmag模型。回旋吸收的功能，不包括在模型中，可以占使用高斯分量。根据compmag模型与数据的拟合，我们推断出所有来源的吸积柱的物理性质，发现值合理地接近于根据我们目前对高磁化中子星吸积的理解而理论上预期的值。更新版本的compmag模型已被定制的物理过程中发生的高度磁化吸积中子星的列，因此，它可以提供一个更好的理解，从这些来源的高能辐射。
2016-02-13 astro-ph.HE
Meta-analysis of Electron Cyclotron Resonance Absorption Features Detected in High-Mass X-ray Binaries
使用最近汇编的详细X射线观测和光谱模型的特殊质量，我们记录的电子回旋共振吸收（ECRA）的功能，已检测到45脉动高质量X射线双星（HMXB）和超铝X射线（ULX）源窝藏中子星，虽然这些检测仍然是有疑问的，另外21个是单一的和/或没有独立证实。根据Jaisawal \& Naik和Staubert等人的综合星表以及最近的几次观测，我们给出了两个HMXB ECRA源的列表：一个包含17个源的列表，其中可以看到多条ECRA线或单个极低能线，我们可以合理地假设最低能量揭示了每个源的基本回旋能级;以及一份38个污染源的“污染”清单，其中包括21个可能（不）是更高级别谐波的ECRA单线检测。这两个列表都证实了我们以前通过模拟麦哲伦HMXB中子星的螺旋桨线独立获得的结果：HMXB中子星的表面偶极磁场$B_*$围绕五个不同的值分离，其中$B_* = 0.28\pm 0.08, 0.55\pm 0.11, 1.3\pm 0.37, 3.0\pm 0.68$和$7.9\pm 3.1$以TG为单位。目前对这一现象缺乏解释。我们发现这些$B_*$值和相应的观测到的自旋周期、自旋周期导数、轨道周期、最大X射线光度、中子星质量或伴星质量之间没有相关性。
2019-05-17 astro-ph.HE
Spectral Formation in Accreting X-Ray Pulsars: Bimodal Variation of the Cyclotron Energy with Luminosity
吸积供电的X射线谱仪在脉冲到脉冲的时间尺度上以及在更长的时间尺度上表现出回旋共振散射特征（CRSF）质心能量的显著变化。观察到两种类型的光谱变化。对于组1中的源，CRSF能量与可变源光度负相关，而对于组2中的源，观察到相反的行为。这种双峰行为的物理基础目前还不清楚。我们探讨的假设，在第1组源的吸积动力学是由恒星表面附近的辐射压力为主，库仑相互作用减速气体休息组2源。我们推导出一个新的临界光度的表达式，使辐射压力减速的物质在超临界源休息。利用CRSF质心能量的最大值来估计表面磁场强度，对5个源的临界光度公式进行了评估。结果证实，第1组的源是超临界和第2组的源是亚临界的，虽然情况不太清楚的那些高度可变的源，跨越临界线。我们还解释了CRSF能量随光度的变化是特征发射高度变化的结果。在超临界和亚临界情况下，高度变化的符号相反，因此产生了观察到的双峰行为。
2012-05-24 astro-ph.HE
Spin period evolution of GX 1+4
我们的目标是补充现有的数据上的自旋历史的奇特的吸积X射线脉冲星GX 1+4与更多的过去和当前的数据从BeppoSAX，INTEGRAL，费米和解释的吸积理论的框架内的演变。我们使用BeppoSAX/WFC和INTEGRAL/ISGRI获得的源光变曲线，使用历元折叠分析获得脉冲周期。费米/GBM数据进行了分析，通过拟合一个常数加上傅立叶展开的背景扣除率，并最大化Y2统计。我们用Swift/BAT的硬X射线光变曲线完成了样品。对数据进行了检查，以确定流量与脉冲星自旋在不同时间尺度上变化之间的相关性。脉冲星的自旋下降继续以恒定的频率变化，即，这一时期的变化明显加快。在过去的三十年里，脉冲周期增加了约50%。在长期趋势之上的短期波动确实显示出与源通量的反相关性。可能的解释所观察到的长期频率和它对通量的依赖进行了讨论。
2012-01-11 astro-ph.HE
Proving strong magnetic fields near to the central black hole in the quasar PG0043+039 via cyclotron lines
光学发光类星体PG 0043 +039是迄今为止在深X射线观测中尚未发现的，它的光学-X射线斜率指数$α_{ox}$是所有类星体中最大的。本研究的目的是在深度X射线暴露中检测PG 0043 +039。此外，我们还想看看这个物体是否在其他频段显示出特定的光谱特性。我们在2013年7月同时拍摄了PG 0043 +039的深X射线（XMM-牛顿），远紫外（HST）和光学（HET，SALT望远镜）光谱。我们刚刚在深层X射线照射中检测到PG 0043 +039。陡峭的$α_{ox} = -2.37 {\pm} 0.05$梯度与在UV/远UV连续谱中观察到的具有$α = -2.67 {\pm} 0.02$的不寻常的陡峭梯度$F_ν {\sim} ν^α$一致。光学/UV连续通量在2500 nm附近具有明显的最大值。紫外光谱非常特殊，因为除了已知的发射线外，它还显示出宽峰。用回旋加速器线对这些观测到的驼峰进行建模，可以解释它们的波长位置、相对距离和相对强度。我们推导出等离子体温度T ${\sim}$ 3 keV和磁场强度B ${\sim}$ 2 ${\times} 10^8$ G的线发射区域接近黑洞。
2015-04-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Observations of the X-ray pulsar LMC X-4 with NuSTAR: limit on the magnetic field and tomography of the system in the fluorescent iron line
我们提出的X射线脉冲星LMC X-4与NuSTAR天文台在广泛的能量范围3-79千电子伏的光谱和时序分析的结果。通过对平均源谱的详细分析，首次获得了高精度的脉冲相位分辨谱。它已被证明，康普顿化模型给出所获得的光谱的最佳近似。其参数的演变取决于脉冲相位以及跟踪。对5-55 keV能量范围内的所有能谱进行了可能的回旋吸收线的搜索。得到的回旋吸收线$τ\simeq0.15$（$3σ$）的深度上限表明在这个能量范围内没有回旋吸收线，这提供了对中子星表面磁场大小的估计：$B < 3 \times 10^{11}$ G或$B > 6.5 \times 10^{12}$ G。后者与由脉冲星功率谱分析得到的磁场的估计值一致：$B \sim 3 \times 10^{13}$ G.基于脉冲相位分辨光谱的结果，我们揭示了源发射的最大值和荧光铁线的等效宽度之间的延迟。这种延迟显然与光子在中子星附近的发射区和反射这种发射的相对较冷的区域之间的旅行时间有关（据推测，在流入流或流与吸积盘外缘相互作用的地方）。
2016-10-24 astro-ph.HE
Magnetic Field Decay Due to the Wave-Particle Resonances in the Outer Crust of the Neutron Star
考虑到中子星外壳的应用，我们采用完全相对论的Particle-In-Cell模拟方法研究了磁场的衰减。数值计算是在2维空间中进行的，初始磁场被设置为由模拟穿过NS的全局场的均匀磁场和将源自大尺度湍流的霍尔级联的湍流磁场组成。结果表明，湍流的哨声级联优先在垂直于均匀磁场的方向上传输磁能。研究还发现，由于朗道共振导致低能电子主要在平行于均匀磁场的方向上被加热，而高能电子主要在回旋共振下被加热，使得高能尾区的分布函数各向同性，因此电子的分布函数变得各向异性.此外，我们指出，各向异性程度取最大值作为初始湍流磁场能量的函数。作为一种替代传统的欧姆耗散，我们建议，磁场在外壳的NS，级联下降到电子惯性尺度通过哨声湍流，将衰减主要是由耗散过程通过朗道阻尼和回旋共振。
2010-12-18 astro-ph.HE
SRG/ART-XC, Swift, NICER and NuSTAR study of different states of the transient X-ray pulsar MAXI J0903-531
本文报道了最近发现的瞬变X射线脉冲星MAXI J 0903 -531在宽光度范围内的宽带光谱和定时研究结果。在两种状态下观测到的X射线谱都可以描述为一个经典的类脉冲星谱，它由具有高能截止的幂律谱组成。我们认为，在低通量下，没有向双峰结构的光谱转换，表明中子星在（2-3）$\times10^{12}$ G以下的磁场相对较弱。这一估计与其他间接约束和未检测到任何吸收特征一致，这些特征可以解释为回旋吸收线。NuSTAR数据的时序分析显示，作为能带和质量吸积率的函数，源的单峰脉冲轮廓只有轻微的变化。在两种强度状态下，脉冲分数随着能量从40%增加到大约80%。最后，我们也能够获得轨道解的二元系统使用的数据从费米/GBM，NICER和NuSTAR仪器。
2021-08-13 astro-ph.HE
Quiet, but not silent: Uncovering quiescent state properties of two transient High Mass X-ray binaries
本研究利用NuSTAR观测首次分析两颗暂现X射线脉冲星的宁静态特性，发现低水平吸积迹象，证实热辐射符合深地壳加热模型，且MAXI J1409-619存在强脉冲，扩充了宁静态脉冲系统样本。
2023-08-24 astro-ph.HE
Accretion spin-up and a strong magnetic field in the slow-spinning Be X-ray binary MAXI J0655-013
本文结合MAXI、NuSTAR与Fermi/GBM观测分析MAXI J0655-013爆发，证实中子星吸积自旋加快，并通过三种方法推断其表面磁场B_s>10^13 G。
2023-07-13 astro-ph.HE
X-ray emission evolution of the Galactic ultra-luminous X-ray pulsar Swift J0243.6+6124 during the 2017-2018 outburst observed by the MAXI GSC
本文报道了MAXI GSC在2017-2018年观测到的超亮银河系X射线脉冲星Swift J0243.6+6124的X射线发射演化。2-30 keV的光变曲线和能谱证实了$L_\mathrm{X}$的光度达到了$2.5\times 10^{39}$ erg s $^{-1}$，比爱丁顿极限高10倍。当光源是发光的$L_\mathrm{X}\gtrsim 0.9\times 10^{38}$ erg的$^{-1}$，它表现出负相关的硬度强度图。然而，两个硬度比，一个柔和的颜色（$=$ 4-10 keV / 2-4 keV）和一个坚硬的颜色（$=$ 10-20 keV / 4-10 keV），在$L_\mathrm{c}\simeq 5\times 10^{38}$ erg s $^{-1}$的特征光度上显示出有些不同的行为。当使用$L_\mathrm{X} < L_\mathrm{c}$时，软颜色的变化大于硬颜色，而在$L_\mathrm{c}$上观察到相反的变化。$L_\mathrm{c}$以上的光谱变化由$\sim 6$ keV处的广泛增强特征表示。随着光源在$L_\mathrm{c}$上变亮，脉冲波形由单峰向双峰过渡。这些光谱和脉冲形状的属性可以解释的方案，在中子星表面的吸积柱，产生康普顿X射线发射，逐渐变得更高的$L_\mathrm{X}$增加。宽的6 keV增强可能是在$\…
2020-05-16 astro-ph.HE
Ion acceleration to MeV by the ExB wave mechanism in collisionless shocks
结果表明，在垂直于磁场的方向上，离子可以通过静电波的ExB机制加速到MeV能量范围。加速发生在离散的步骤的持续时间是一个小部分的gyroperiod，可以解释观测到的离子电子伏特到10千电子伏在准垂直冲击和100-1000千电子伏在准平行冲击。给出了任意形状冲击波中加速离子的最大能量的一般表达式。参与加速的波与三个交叉场电流驱动的不稳定性有关：由激波和小激波中的密度梯度引起的低混合漂移（LHD）不稳定性，其次是由强LHD波电场中电子的ExB漂移引起的修正双流（MTS）和电子回旋漂移（ECD）不稳定性。ExB波机制将重离子加速到与原子质量数成比例的能量，这与弓形激波上游的卫星观测以及超新星遗迹中的后激波观测是一致的。
2021-04-01 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
