Implementation of a radial disk ionization profile in the RELXILL_NK model
在对黑洞双星和活动星系核的X射线观测分析中，经常发现在吸积盘内部存在非常陡峭的反射发射率剖面，但关于其确切来源还存在一些争论。虽然陡峭的反射发射率曲线可以自然地产生紧凑的日冕接近黑洞，测量的径向发射率参数可以进一步增加的径向磁盘电离配置文件时，理论模型假设一个磁盘恒定的电离。在本文中，我们实现了一个径向盘电离剖面的可能性的反射模型XHILL_NK，这是一个软件包，旨在计算“变形”克尔黑洞的反射谱。我们分析了NuSTAR观测的黑洞二进制EXO 1846-031，这是以前发现有一个非常高的内发射率指数。我们发现，与径向盘电离剖面的模型改善了拟合，但对黑洞自旋参数的估计和变形参数的约束的影响是适度的。然而，我们表明，雅典娜和eXTP的未来观测的分析将必然需要模型与径向盘电离配置文件有准确的约束的变形参数。
2021-05-28 astro-ph.HE gr-qc
Impact of ionization and electron density gradients in X-ray reflection spectroscopy measurements
目前用于分析黑洞反射谱的模型通常假设一个具有恒定电离和电子密度的圆盘。然而，对于这些假设对估计源的性质的影响，特别是当拟合表明吸积盘内部的发射率分布非常陡峭时，存在一些争论。在这项工作中，我们重新分析了一组选定的银河系黑洞的高质量NuSTAR和朱雀数据，我们用三种不同的模型拟合反射分量：其中电离参数和电子密度是恒定的，其中电子密度仍然是恒定的，但是电离分布由幂律描述，以及其中电离参数和电子密度是恒定的，其中电离分布由幂律描述，以及其中电离参数和电子密度是恒定的，其中电离参数和电子密度是恒定的，其中电子密度仍然是恒定的，但是电离分布由幂律描述，以及其中电离分布由幂律描述，以及其中电离参数和电子密度是恒定的，其中电子密度仍然是恒定的，以及其中电离分布由幂律描述，以及其中电离分布由幂律描述。其中电子密度分布由幂律描述，并且电离分布由电子密度和发射率自洽地计算。虽然XILLION_NK可能提供稍微好一点的拟合，但我们没有发现三种模型之间源属性的估计有任何实质性差异。我们的结论是，恒定的电子密度和电离参数的模型可能是足够的，在大多数情况下，以适应目前可用的X射线数据的吸积黑洞。
2022-11-26 astro-ph.HE
Reflection spectra of accretion disks illuminated by disk-like coronae
黑洞双星和活动星系核的X射线谱中的相对论反射特征被认为是通过热日冕照射冷的吸积盘而产生的。在这项工作中，我们假设日冕的形状是一个无限薄的圆盘，其中心轴与黑洞的旋转轴相同。日冕既可以是静止的，也可以与吸积盘共转。我们计算了一组日冕半径和高度的磁盘的发射率配置文件和铁线形状。我们将这些发射率分布整合到RELXILL_NK中，并使用NuSTAR模拟了对黑洞双星的一些观测，以研究盘状日冕几何形状对系统属性测量的影响，特别是对测量的影响。测试源的克尔性质的可能性。我们发现，在一般情况下，天体物理性质的吸积盘恢复得很好，即使我们拟合的数据与模型采用一个破碎的幂律或灯柱发射率分布，而它是更具挑战性的约束几何性质的黑洞时空。
2022-01-25 astro-ph.HE gr-qc
Geometry of the X-ray source 1H 0707-495
我们调查的限制的大小和位置的X射线源在1H 0707-495确定的形状的相对论模糊的反射吸积盘。我们开发了一个新的代码来模拟一个扩展的X射线源，我们将其应用到所有档案XMM观测1 H 0707-495。与Wilkins等人的观点相反，我们发现这个源的相对论反射与扩展的均匀日冕不一致。相反，我们发现X射线源必须非常紧凑，其大小最多为一个引力半径，并且最多位于距离黑洞视界几个引力半径处。均匀扩展的日冕确实会产生类似于两次破幂定律的发射率，但内部发射率是由源几何形状固定的，而不是自由参数。在1H 0707 -495中，来自内部圆盘的反射比均匀延伸源的预期强得多。包括来自风的电离吸收的影响不会改变这一结论，但包括来自风的散射发射（和更复杂的吸收）可以显著改变反射参数。
2020-07-03 astro-ph.HE
Constraining Quasar Relativistic Reflection Regions and Spins with Microlensing
本文分析了五个引力透镜活动星系核的Chandra谱。我们证实了以前的检测FeK $α$发射线在这些对象的大多数图像具有很高的意义。线能量范围从5.8到6.8千电子伏，宽度从未解析到0.6千电子伏，与在不同倾斜角度观察的旋转黑洞附近的发射一致。我们还证实了岩泽谷口效应的正偏移，FeK $α$等效宽度和活动星系核中X射线光度之间的负相关，其中我们测量的等效宽度在透镜类星体中更大。我们将这种效应归因于微透镜效应，并进行了微透镜似然分析，以约束相对论反射区的发射尺寸和超大质量黑洞的自旋，假设X射线日冕和反射区，负责铁发射线，都遵循幂律发射率分布。微透镜分析对Q2237+0305的反射分量的自旋和发射率指数产生强约束，具有$a > 0.92$和$n > 5.4$。对于剩下的四个目标，我们共同约束的两个参数，产生$a=0.8\pm0.16$和发射率指数的$n=4.0\pm 0.8$，这表明相对论X射线反射区域是超紧凑的，非常接近最内部的稳定的圆形轨道的黑洞，这是在接近最大值旋转。对于Q2237+0305，我们成功地将发射区的半光半径限制在$< 2.4$ $r_g$（$r_g = GM/c^2$）范围内，对于联合样品，限制在5.9- 7.4 $r_g$范围内。
2019-05-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Investigation into the reflection properties of the neutron star low-mass X-ray binary 4U 1636-53
本文通过XMM-Newton和RXTE同时观测，用自洽反射模型研究4U 1636-53的反射性质，发现低发射率指数可由中子星与冕共同照射解释，并揭示照射源对吸积盘电离状态的重要影响。
2023-08-09 astro-ph.HE
On the determination of the spin and disc truncation of accreting black holes using X-ray reflection
本文讨论了简单的相对论模糊X射线反射模型在吸积黑洞盘的自旋和内径的确定中的应用。观测上，日冕的性质是不确定的先验，但一个强大的确定的内部磁盘半径时，磁盘的发射率指数是严格限制。当内部圆盘被很好地照亮时，黑洞的自旋也可以被确定。使用来自射线追踪的反射建模，我们表明，强大的确定盘截断需要的位置的冠状源是准静态的，并在高度和半径小于盘的截断半径。稳健的自旋测量要求日冕的至少一部分位于黑洞上方小于约10个引力半径的地方，以便最里面的区域，包括最里面的稳定圆形轨道，得到很好的照明。模糊核的宽度（例如，铁线）对日冕高度有很强的依赖性。这些限制可能特别适用于低爱丁顿分数（例如低/硬状态和低光度AGN），其中日冕的高度可能相对较大，或流出，并与喷流产生有关。
2014-01-08 astro-ph.HE
Measuring black hole spins with x-ray reflection spectroscopy: A GRMHD outlook
Fudan University（复旦大学）；New Uzbekistan University（新乌兹别克斯坦大学）；Ulugh Beg Astronomical Institute（乌鲁伯格天文学研究所）；Eberhard-Karls Universität Tübingen（蒂宾根大学）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao-Tong University（上海交通大学李政道研究所）；Shanghai Jiao-Tong University（上海交通大学）；Goethe Universität（法兰克福歌德大学）
本研究通过GRMHD模拟探讨X射线反射光谱测量黑洞自转的准确性，发现传统模型在快速旋转黑洞中表现良好，但复杂模型下需改进反射模型以提高精度。
2025-12-21 astro-ph.HE gr-qc
Black hole accretion rings revealed by future X-ray spectroscopy
光谱特征可以通过日冕X射线在黑洞吸积盘上的反射而产生。由此产生的轮廓带有作用于发光气体的强引力场的各种印记。观察到的反射线的形状是通过在整个吸积盘平面的半径范围内积分贡献形成的，其中单个光子经历不同水平的能量转移，增强和相对论效应的放大。这些必须与线的固有发射率卷积，该固有发射率是半径和局部框架中的发射角的函数。我们研究，如果目前讨论的仪器上的X射线卫星将能够揭示偏离线径向发射率从一个简单的光滑的幂律函数，这是经常假设在数据拟合和解释。这种偏离可能是在一定距离处发生的过量发射的结果。这可用于研究随生产线半径的变化或约束吸积盘内边缘的位置。通过模拟1型Seyfert星系明亮的活动星系核（倾角~ 30 °，X射线通量1-2 mCrab，keV能区）的人造数据，我们表明，LOFT任务的大面积探测器可以达到所需的灵敏度和能量分辨率。银河系黑洞将提供另一类潜在的合适的目标，如果相对论光谱特征确实是由其吸积盘反射产生的。
2011-08-02 astro-ph.HE
The Comptonisation of accretion disc X-ray emission: Consequences for X-ray reflection and the geometry of AGN coronae
我们认为康普顿化的光子，使相对论模糊的反射，通常从吸积盘的活动星系核的高能粒子的日冕被认为是引起强大的X射线连续的逆康普顿散射的热种子光子从光盘检测。最近测量的吸积盘的发射率配置文件，以及初级X射线连续和反射之间的混响时间滞后表明，这个日冕是位于一个低的高度以上的磁盘和径向延伸，数十万的引力半径超过磁盘表面，因此也应康普顿散射反射的X射线。我们发现，从最接近最大旋转黑洞的最内层稳定圆形轨道（ISCO）的模糊反射的检测与这样的日冕是一致的，但需要日冕是不规则的，可能由整个区域的一些孤立的耀斑组成。仅考虑可能探测到ISCO反射的要求，我们发现，在任何给定时刻，日冕对吸积盘内部的覆盖率需要小于85%，尽管允许检测“反射”，其中总反射通量超过在连续谱中看到的通量的“主导”光谱需要覆盖低至50%或25%的分数。
2014-12-15 astro-ph.HE
NuSTAR and Suzaku X-ray Spectroscopy of NGC 4151: Evidence for Reflection from the Inner Accretion Disk
我们提出的X射线定时和光谱分析的同步150千秒核光谱望远镜阵列（NuSTAR）和朱雀X射线观测的塞弗特1.5星系NGC 4151。本文采用内吸积盘反射和吸收主导模型，研究了活动星系核的连续辐射、吸收和反射特性。通过时均光谱分析，我们发现了来自内吸积盘的相对论反射的有力证据。我们发现，相对论辐射来自一个高度电离的内吸积盘与陡峭的发射率的轮廓，这表明一个强烈的，紧凑的照明源。我们发现一个初步的，接近最大的黑洞自旋a>0.9统计和系统的建模误差。我们发现一个相对温和的反射率相对于预测的灯柱几何形状，其中照明电晕建模为点源。通过时间分辨光谱分析，我们发现，适度的日冕和内盘反射通量的变化驱动的光谱变化在观测过程中。我们讨论了各种物理场景的内盘反射模型，我们发现，一个紧凑的日冕是与观测到的功能。
2015-04-29 astro-ph.HE
X-ray emission from warm-hot intergalactic medium: the role of resonantly scattered cosmic X-ray background
我们重新计算了来自温热星系际介质（WHIM）的X射线辐射，特别关注来自共振散射宇宙X射线背景（CXB）的贡献。如果CXB发射的重要部分被分解为点源，则WHIM沿视线的性质被记录在分解源的堆叠光谱中的吸收线和剩余漫射信号中的发射线中。对于最强的谐振线，这意味着发射率的$\sim30$提高的因素相比，在密度-温度参数空间区域的主要部分的WHIM相关的固有发射率。0.5-1 keV带的总体提升是$\sim4$，在温度高于$10^{6}$ K和过密度$δ\gtrsim100$时急剧下降。除了发射率的提高之外，共振散射的贡献还改变了谱线的相对强度，因此在考虑高分辨率光谱的线比诊断或低分辨率光谱的红移确定时应该考虑到这一点。通过比较WHIM在X射线吸收和发射方面的特征，可以在未来的X射线飞行任务中区分真正的小超密度扩散气体和小填充因子的致密团块。
2018-10-31 astro-ph.HE
Testing the Kerr Black Hole Hypothesis with GX 339-4 by a combined analysis of its thermal spectrum and reflection features
我们分析同时观测与NuSTAR和雨燕的黑洞的二进制GX 339-4，我们清楚地检测到一个强大的热分量和突出的相对论反射功能。我们采用NKBB和NKXILL_NK，这是最先进的，分别是热模型和反射模型来测试克尔黑洞假设。我们获得前所未有的精确测量约翰森变形参数$α_{13}$：$α_{13} = -0.012_{-0.039}^{+0.011}$（灯柱冠状几何）和$α_{13} = -0.010_{-0.018}^{+0.024}$（打破幂律发射率配置文件）在90%的置信水平，其中克尔度量对应于$α_{13} = 0$。我们通过用不同的模型拟合数据来研究系统的不确定性。
2021-01-22 astro-ph.HE gr-qc
The bright black hole X-ray binary 4U 1543-47 during 2021 outburst. A clear state transition from super-Eddington to sub-Eddington accretion revealed by Insight-HXMT
本研究利用Insight-HXMT观测分析黑洞X射线双星4U 1543-47 2021年爆发数据，发现其存在超爱丁顿到亚爱丁顿的清晰态转变，提出该转变由吸积流从超临界盘向薄盘构型变化驱动。
2024-03-05 astro-ph.HE
Reflection Spectra of Accretion Disks Illuminated by an Off-Axis Corona
本文提出一种计算离轴且以任意速度运动的X射线点源产生的反射光谱的数值方法，发现离轴非轴对称照明能准确恢复corona高度、径向速度等参数，而传统lamppost模型则无法复现。
2025-05-28 astro-ph.HE
The NuSTAR spectrum of Mrk 335: Extreme relativistic effects within 2 gravitational radii of the event horizon?
我们提出了3-50千电子伏的NuSTAR观测活动星系核Mrk 335在一个非常低的通量状态。在5-7 keV的铁谱线和10-30 keV的康普顿峰的能量处，光谱由非常强的特征主导。在观测过程中，源是可变的，变化集中在低能量处，这表明要么是相对论反射，要么是可变吸收方案。在这项工作中，我们专注于反射解释，利用新的相对论反射模型，自洽地计算反射分数，相对论模糊和角度依赖的反射光谱不同的日冕高度来模拟光谱。我们发现，这些光谱可以很好地与相对论反射相拟合，并且最低通量态光谱仅由反射描述，这表明在事件视界的~2个引力半径范围内发生了极端的光弯曲效应。反射率随着通量的增加而急剧下降，这与随着源变亮而移动到10 Rg以上的点源一致。我们约束的自旋参数大于0.9在3西格玛置信水平。通过在我们的模型中增加一个自旋相关的反射分数上限，我们证明了这可以是一个强大的方式来约束自旋参数，特别是在反射占主导地位的国家。我们还计算了一个详细的发射率曲线的铁线，并发现它密切匹配的理论预测的一个紧凑的来源在几个Rg的黑洞。
2014-07-30 astro-ph.HE
A high-density relativistic reflection origin for the soft and hard X-ray excess emission from Mrk 1044
我们提出的第一个结果，从一个详细的光谱时序分析的长（$\sim$ 130千像素）XMM-牛顿观测和准同时NuSTAR和雨燕观测的高度吸积窄线塞弗特1星系Mrk 1044。宽带（0.3 $-$ 50 keV）光谱揭示了在$\sim$ 1.5 keV以下存在强软X射线过量发射，在$\sim$ 6 $-$ 7 keV存在铁K $_α$发射复合物，在$\sim$ 15 $-$ 30 keV存在“康普顿峰”。我们发现，相对论反射的高密度吸积盘与一个破碎的幂律发射率轮廓可以同时解释软X射线过剩，高度电离的宽铁线和康普顿驼峰。在低频率（$[2-6]\times10^{-5}$赫兹），幂律连续占主导地位的1.5 $-$ 5千电子伏频带落后于反射占主导地位的0.3 $-$ 1千电子伏频带，这是解释与传播波动和康普顿化过程相结合，而在较高的频率（$[1-2]\times10^{-4}$赫兹），我们检测到一个软滞后被解释为一个签名的X射线混响吸积盘。分数均方根（RMS）的变化的源随能量而降低，并很好地描述了两个变量组件：一个变量较少的相对论光盘反射和一个变量较多的直接冠状发射。我们结合光谱定时分析表明，观测到的宽带X射线变化的Mrk~1044主要是由光学薄，热日冕的位置或几何形状的变化。
2018-07-03 astro-ph.HE
A blurred reflection interpretation for the intermediate flux state in Mrk 335
作为Mrk 335长期监测活动的一部分，深度XMM-牛顿观测捕捉到窄线塞弗特1星系（NLS 1）在一个复杂的中间通量间隔，因为活动星系正在从低通量过渡到高通量。对这些相同数据的其他研究检查了NLS 1的一般行为（Grupe等人）。及其温吸收器的条件（Longinotti等人）。这里提出的分析表明，X射线的连续性和定时特性可以描述在一个自洽的方式采用模糊反射模型，而不需要调用部分覆盖。快速的光谱变化似乎是由主要发射体形状的变化驱动的，主要发射体照亮了快速旋转的黑洞周围的内部吸积盘（a > 0.7）。虽然光的弯曲是非常突出的，但在我们的光谱拟合中获得的相当恒定的发射率分布和断裂半径表明，如果主要来源改变其与光盘的距离，模糊参数不会像预期的那样变化。相反，变化可能是幂律分量固有的。一种可能性是圆盘上方未分辨射流中的物质下落，与射流底部的物质结合，从而在不改变其与圆盘的距离的情况下产生主发射器（光谱斜率和通量）的变化。
2012-10-02 astro-ph.HE
The Effect of Returning Radiation on Relativistic Reflection
本文研究了薄吸积盘中返回辐射对X射线反射谱形状的影响。结果表明，对于大自旋黑洞（a > 0.9）和靠近黑洞高度h < 5 $r_\mathrm{g}$的致密主辐射源，返回辐射主要影响观测到的反射谱，对于自旋和致密性的极值，返回辐射支配反射通量.返回的辐射的主要作用是增加照射到吸积盘外部的辐射通量，导致更强的反射和更平坦的总发射率轮廓。通过分析模拟观测，我们发现，忽略返回辐射在现有的研究反射为主的来源可能会导致高估的高度以上的黑洞的日冕。一个更新版本的公开提供relxill套件的相对论反射模型，其中包括返回辐射。
2022-06-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
A reflection model with a radial disk density profile
本文提出了一个相对论反射模型--XILLDGRAD_NK，其中允许吸积盘的电子密度具有径向幂律分布。电离参数也有一个非恒定的径向分布，并计算自洽从电子密度和发射率。我们通过分析EXO 1846-031中银河系黑洞在2019年最后一次爆发期间的NuSTAR光谱以及对Athena和eXTP相同来源的假定未来观测，显示了在我们的模型中实施电子密度梯度的影响。对于NuSTAR光谱，我们发现新模型提供了更好的拟合，但模型参数的估计没有显著差异。对于Athena+eXTP模拟，我们发现没有磁盘密度分布的模型不适合测试紧凑物体周围的时空度量，因为建模的不确定性可能会错误地导致从克尔解中找到非零变形。
2021-12-21 astro-ph.HE gr-qc
On the determination of the spin of the black hole in Cyg X-1 from X-ray reflection spectra
天鹅座X-1的自旋是通过将反射模型拟合到覆盖0.9-400 keV能带的朱雀数据来测量的。吸积盘的内半径在2个引力半径之内（r_g=GM/c^2），无量纲黑洞的自旋为0.97^{+0.014}_{-0.02}。这与最近Gou等人用连续拟合方法和Duro等人宽铁线的测量结果一致。盘倾角为23.7 ± 6.7 - 5.4 °，与Orosz等人最近光学测量的双星系统倾角27 ± 0.8 °一致。我们特别注意由硬幂律源照射内盘引起的发射率分布。X射线观测和模拟表明，该剖面的指数q在3r_g内偏离常用的牛顿值3，在2r_g内明显变陡，正如在强重力区所预期的那样。
2012-04-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
The role of the reflection fraction in constraining black hole spin
在许多活动星系中，来自吸积盘最内部区域的X射线反射特征是相对论性扭曲的。这种扭曲使我们能够测量黑洞的参数，如它的自旋。直接辐射和反射辐射之间的通量比，即所谓的反射分数，直接由主要辐射源的几何形状和位置确定。我们计算反射率的灯柱几何形状，以确定其最大可能值为一个给定的值的黑洞自旋。我们表明，高反射率超过2只可能为快速旋转的黑洞，这表明高自旋源产生最强的相对论反射功能。使用模拟，我们表明，考虑到这一约束显着改善的自旋值的测定。我们为最流行的X射线数据分析软件包提供软件例程，其中包含这些额外的约束。
2014-08-11 astro-ph.HE
Suzaku broad-band spectrum of 4U 1705-44: Probing the Reflection component in the hard state
6.4-6.97 keV的铁发射线（通过K α辐射跃迁识别）是X射线带中最强的离散特征之一。这是推断致密物体周围吸积盘最内部等离子体性质的最强大探测器之一。在本文中，我们提出了一个最近的朱雀观测，100-ks的有效曝光，环礁源和X射线爆发4U 1705-44，在那里我们清楚地检测到的反射分量的签名，这是扭曲的高速运动的吸积盘。反射分量由大约6.4 keV的宽铁线和大约20 keV的高X射线能量的康普顿凸起组成。所有这些功能始终符合反射模型，我们发现，在硬状态的涂抹参数是非常相似的，发现在以前的XMM-牛顿观察在软状态。特别地，我们发现内部盘半径为Rin = 17 +/- 5 Rg（其中Rg是引力半径，GM/c^2），辐射率与圆盘半径的相关性为-2.5 +/- 0.5，相对于视线的倾角为i = 43 +/- 5度，并且盘中的发射区域的外半径为Rout > 200 Rg。我们注意到，吸积盘在大半径处似乎没有被截断，尽管对于中子星，源在爱丁顿光度的3%处处于硬态。我们还发现在低能量，在3.03 +/- 0.03千电子伏，与轻度电离氩（Ar XVI-XVII）发射兼容的宽发射线的证据。氩转换不包括在我们使用的自洽反射模型中，因此我们在模型中添加了一个额外的组件来适应此功能。低能量线似乎与被相同的内部磁盘参数发现的反射分量的涂抹兼容。
2015-02-26 astro-ph.HE
A deep X-ray view of the bare AGN Ark120. V. Spin determination from disc-Comptonisation efficiency method
在我们之前对方舟120的研究中，我们发现它的2014年X射线光谱主要由康普顿化作用主导，而相对论反射发射仅起源于SMBH的数十个$R_{\rm g}$。因此，我们不能仅从圆盘反射来约束SMBH自旋。我们的目标是确定其SMBH自旋从一个替代技术的基础上的全球能量的盘电晕系统。光谱分析使用同时XMM-牛顿（OM和pn）和NuSTAR观测2014年3月22日和2013年2月18日。我们应用optxconv模型（基于optxagnf）自一致地再现了从内日冕（温暖和热的热康普顿化）和外盘（色温校正的黑体）的发射，同时考虑到盘的倾角和相对论效应。我们使用xilconv模型模拟了入射康普顿化分量的温和相对论反射。采用1.50 $\times$ 10 $^{8}$ M $_{\odot}$的SMBH混响质量，我们推断SMBH自旋为0.83 $^{+0.05}_{-0.03}$。此外，我们发现日冕半径随着通量的增加而减小（大约是2倍），从2013年的85个$^{+13}_{-10}$ $R_{\rm g}$到2014年的14个$\pm$ 3 $R_{\rm g}$。这是第一次从这种技术中获得SMBH自旋的这种约束，这要归功于Ark 120的裸属性，其明确的SMBH质量，以及2014年温和相对论反射分量的存在，这使得我们能够限制盘的倾角。我们提醒说，这些结果取决于详细的盘冠结构，这是尚未完全建立。然而…
2019-01-07 astro-ph.HE
Reflection and timing study of the transient black hole X-ray binary MAXI J1803-298 with NuSTAR
本研究利用NuSTAR观测处于爆发中间态的暂现黑洞X射线双星MAXI J1803-298，通过时变和光谱分析发现低流量下的双QPO、近极大黑洞自旋、高吸积盘倾角及盘风特征，约束了盘几何结构与流量相关的光谱变化。
2023-03-24 astro-ph.HE
Modeling reflection spectra of super-Eddington X-ray sources
Fudan University（复旦大学）；New Uzbekistan University（新乌兹别克斯坦大学）；Ulugh Beg Astronomical Institute（乌鲁格别克天文研究所）；Institut für Astronomie und Astrophysik, Eberhard-Karls Universität Tübingen（蒂宾根大学天文与天体物理研究所）；Institute for Advanced Studies, New Uzbekistan University（新乌兹别克斯坦大学高等研究院）；University of Warwick（华威大学）；Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文学研究所）
本文提出两种新模型用于超爱丁顿源的X射线反射光谱分析，揭示了喷流和盘结构对Fe K线的影响。
2025-12-12 astro-ph.HE gr-qc
Exploring higher order images with Fe K_α-lines from relativistic disks: black hole spin determination and bias
研究了位于Kerr黑洞最内层稳定圆轨道（ISCO）半径和视界之间的盘的强偏转射线穿过俯冲区产生的高阶像（HOI）对相对论Fe $K_α$线轮廓的贡献.我们研究了不同黑洞自旋、盘发射率定律和倾角下，HOI在谱线轮廓上留下的特征。我们发现，他们从红色翼的轮廓的能量略低于蓝色峰，增加$\sim 0.4 - 1.3$ \%的总线通量。对比通量的贡献通常在$\sim 1$到7的范围内，对于被中间倾角（$i\sim40^{\circ}$）盘包围的低自旋和负自旋（$a\lesssim 0.3$）黑洞，可以获得最高值。利用X射线天文学计划\emph{enhanced X-ray Timing and Polarimetry Mission}（eXTP）的大面积探测器模拟了未来对黑洞X射线双星系统的观测，发现在一定参数范围内，以$\lesssim 1 $ \%爱丁顿速率吸积的系统的\fekal \ %受HOI特征的影响.这将为HOI射线的极端引力透镜效应提供证据。我们的模拟还表明，不占HOI贡献的Fe $K_α$线轮廓可能会系统地偏置测量的黑洞自旋参数对值高出高达$\sim 0.3$比输入的。
2021-04-15 astro-ph.HE
Modelling the energy dependent X-ray variability of Mrk 335
提出预测谱参数线性相关变化能量依赖r.m.s的技术，应用于Mrk 335，发现至少两个参数变化，且模糊反射模型可能不适用。
2025-01-23 astro-ph.HE
Flaring from the supermassive black hole in Mrk 335 studied with Swift and NuSTAR
用雨燕卫星监测窄线塞弗特1星系Markarian 335（Mrk 335）发现了一个X射线耀斑，始于2014年8月29日。在峰值时，0.5- 5 keV的计数率从低通量状态增加了10倍。NuSTAR触发了一个机会观测目标，捕捉到了2014年9月20日耀斑的下降。我们提出了一个联合分析斯威夫特和NuSTAR观测，以了解这种耀斑的原因。X射线光谱显示，与以前的低通量观测相比，直接观测到的连续通量增加，连续光谱软化到光子指数2.49（-0.07，+0.08）。X射线光谱仍然很好地描述了相对论模糊的反射连续从吸积盘的发射率剖面表明，它是由一个紧凑的X射线源，延伸到最多5.2rg的光盘。测量到非常低的反射率0.41（-0.15，+0.15），这对于这样一个紧凑的日冕是出乎意料的。因此，X射线耀斑被解释为产生于X射线发射日冕的垂直准直和喷射，以温和的相对论速度，导致连续辐射远离圆盘。随着耀斑的消退，这种喷流状结构的底部坍塌成一个紧凑的X射线源，提供了照亮圆盘的大部分辐射，同时仍然可以从更远处的高能粒子中检测到连续辐射，保持低反射率。
2015-10-26 astro-ph.HE
Tomographic reflection modelling of quasi-periodic oscillations in the black hole binary H 1743-322
吸积恒星质量的黑洞（BH）通常会表现出C型准周期振荡（QPO）。这些通常被解释为内部吸积流的透镜-瑟林进动，这是一种相对论效应，黑洞的自旋扭曲了周围的时空，引起了节点进动。进动模型的最佳证据是最近的发现，使用长期联合XMM-牛顿和NuSTAR观测H 1743-322，铁荧光线的质心能量随QPO相位系统地变化。这被解释为内流照亮不同方位的吸积盘，因为它的进动，从而产生一个蓝/红移动的铁线时，接近/后退盘材料被照亮。在这里，我们开发了一个物理模型，这种解释，包括一个自洽的反射连续体，并适合于相同的H 1743-322数据。我们使用一个解析函数来参数化光盘表面上的非对称照明模式，这将导致从内部流进动，并发现，数据很好地描述，如果两个明亮的补丁旋转光盘表面。考虑到振荡盘电离参数、盘内半径和径向发射率轮廓，该模型优选于替代方案。我们发现，反射分数随QPO相位（3.5西格玛）而变化，增加了现在强大的证据表明，C型QPO是一种几何效应。这是层析QPO建模的第一个例子，启动了一个强大的新技术，利用QPO，以映射靠近BH的吸积材料的动态。
2016-10-04 astro-ph.HE gr-qc
Testing the Kerr metric using X-ray reflection spectroscopy: spectral analysis of GX 339-4
在吸积黑洞的高能谱中，通常可以观察到吸积盘的X射线再加工（反射）的特征，并且可以用来探测这些物体周围的强引力区域。在本文中，我们扩展了以前的工作在文献中，我们采用了一个完整的发射模型，在非克尔时空的相对论反射，以证明一种方法，测试克尔黑洞假设。我们分析了在罗西X射线定时探测器（RXTE）的正比计数器阵列获得的合成光谱，恒星质量的黑洞GX 339-4在其最明亮的硬态。具有显着的灵敏度~0.1%和40万计数在3-45千电子伏波段捕捉反射光谱中的微弱功能，我们证明，它是可能的与现有的数据和适当的模型，以限制黑洞自旋$a_*$和变形参数，量化偏离克尔度规。我们的测量获得的最佳拟合模型，这应该被视为主要的概念证明，是$a_*=0.92^{+0.07}_{-0.12}$和$α_{13}=-0.76^{+0.78}_{-0.60}$与90%的置信水平，是一致的假设，紧凑的对象在GX 339-4是一个克尔黑洞。我们还讨论了物理模型的选择和采用的发射率剖面可能会对$α_{13}$和自旋的约束产生影响。为了能够使用X射线反射光谱进行克尔度规测试，必须提高我们对吸积黑洞的天体物理理解，例如，吸积流和日冕的性质。
2020-05-13 astro-ph.HE gr-qc
The Origin of X-ray Emission in the Gamma-ray emitting Narrow-Line Seyfert 1 1H 0323+342
本文给出了最近的γ射线窄线塞弗特1星系（$γ$ -NLS 1）1H 0323+342的X射线光谱和时间分析结果。我们使用最近的观测，同时XMM-Newton/NuSTAR运动。与无线电静默NLS 1一样，光谱揭示了低能量（$\lesssim2$ keV）下的软过剩和反射特征，例如宽铁K发射线。我们还发现了一个硬过剩的证据，在能量高于$\sim35$千电子伏，这可能是一个后果的喷流排放。我们的分析表明，相对论反射是统计上需要的，并使用一个组合的模型，其中包括反射模型relxill的宽带频谱，我们发现一个倾斜度为$i=63^{+7}_{-5}$度，这是在紧张与低得多的值推断超光速运动在无线电观测。我们还发现了一个平坦的（$q=2.2\pm0.3$）发射率分布，这意味着有更多的反射通量比通常被从磁盘的外部区域发射，这反过来又表明从薄磁盘模型假设的偏差。我们讨论了可能的原因，如反射关闭厚吸积盘几何。
2020-06-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Relativistic disc reflection in the extreme NLS1 IRAS13224-3809
我们提出了一个光谱变率的研究XMM-牛顿和朱雀观测的最极端的窄线塞弗特1星系，IRAS 13224 -3809。X射线光谱的特征在于两个主要的独特特征，i）在低于约1.3keV时具有陡峭上升的强软过剩，以及ii）在高于8.2keV时通量的深下降。在这里，我们专注于一个基于反射的解释，解释这两个功能，以及大软过剩，在部分电离反射关闭内吸积盘。结果表明，上述两种特殊的光谱特征可以用两条相对论性的FeK和FeL发射线来再现。这些线产生于内部吸积盘中，并独立地产生一致的盘参数。我们认为，高的L/K强度比是大致一致的期望从电离吸积盘反射，表明它们属于一个单一的电离反射组件。光谱形状，X射线通量和变化特性在XMM-牛顿和朱雀观测中非常相似，间隔约5年。整体的X射线光谱和可变性可以用一个简单的两组分模型来描述，该模型包括一个陡峭的幂律连续体加上其电离反射的内部吸积盘。在这个模型中，需要一个快速旋转的克尔黑洞和一个陡峭的发射率轮廓来描述数据。在IRAS 13224-3809中同时检测到宽相对论性Fe L和K线，这是继另一个极端NLS 1星系1H 0707 -495之后的结果。尽管IRAS 13224 -3809的数据质量不允许我们排除1H 0707 -495中的竞争模型，但我们在此表明，我们基于反射的解释以自洽的方式描述了可用数据，并指出IRAS 13224 -3809在光谱和变异性方面与1H 0…
2010-04-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
The average 0.5-200 keV spectrum of local active galactic nuclei and a new determination of the 2-10 keV luminosity function at z \approx 0
活动星系核的宽带X射线谱包含了从史瓦西半径尺度到~1 pc距离的核环境信息。此外，X射线光谱的平均形状是X射线背景合成模型的重要输入。在这里，本地（z \approx 0）AGN光度函数（LFs）在五个能量带被用作低分辨率，亮度依赖的X射线光谱仪，以限制在0.5和200 keV之间的平均AGN X射线谱。假设Swift-BAT测量的15-55 keV LF是局部LF的最佳确定，然后改变光谱模型以确定与0.5-2 keV、2-10 keV、3-20 keV和14-195 keV LF的最佳拟合。光谱模型由具有平均光子折射率<Γ>和截止能量E_cut的幂律高斯分布组成，以及来自远距离和圆盘反射的贡献。反射强度通过改变相对于太阳的Fe丰度A_Fe和要求特定的Fe K等效宽度（EW）来参数化。通过这种方式，可以测试X射线鲍德温效应的存在。最佳拟合的谱模型为：<r> = 1.85 \pm 0.15，E_cut=270^{+170}-80} keV，A_Fe=0.3^{+0.3}-0.15}（90% C. L.）。太阳下的A_Fe表明，在假定的Fe K EW的情况下，存在强反射。实际上，用R参数来参数化反射强度得到R=1.7^{+1.7}_{-0.85}。有中度证据表明没有X射线鲍德温效应。我们的程序的一个关键结果是，HEAO-1和MAXI测量的局部2-10 keV LF的形状与Swift-B…
2013-10-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
Role of emission angular directionality in spin determination of accreting black holes with broad iron line
吸积黑洞的自旋可以通过吸积盘内部区域产生的发射和吸收特征的光谱学来确定。我们讨论的方法，采用相对论性线轮廓的铁在X射线域中，出射光谱是模糊的广义相对论效应。光谱拟合程序的精度可能会受到不适当的考虑的角度分布的光盘发射。通常假设一个独特的轮廓，在盘的整个半径范围和光谱带的能量范围内不变。我们研究如何敏感的自旋测定是关于发射光子的内在角分布的假设。我们发现，定向发射分布的不确定性转化为20%的不确定性，在确定的边缘稳定轨道。通过假设一个旋转的黑洞在吸积盘的中心，我们进行辐射传输计算的X射线照射盘的大气，以确定在2-10 keV的能量带的出射X射线的方向性。我们实现了模拟结果作为一个新的扩展KY软件包的X射线光谱拟合相对论吸积盘模型。虽然参数空间是相当复杂的，导致丰富的各种可能的结果，我们发现，平均各向同性的方向性再现我们的模型数据的最佳精度。我们的研究结果还表明，不适当的使用临边变暗可以部分模仿径向发射率的陡峭的配置文件。我们证明了这些结果的情况下，XMM牛顿观测的塞弗特星系MCG-6-30-15，我们构建的置信水平的卡方统计，并为未来的X射线IXO任务的模拟数据。
2010-07-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Signature of iron line profile from a Kerr-like wormhole
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（李政道研究所，上海交通大学）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（物理与天文学院，上海交通大学）；Key Laboratory for Particle Astrophysics and Cosmology (MOE) and Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology, Shanghai Jiao Tong University（粒子天体物理与宇宙学教育部重点实验室和上海市粒子物理与宇宙学重点实验室，上海交通大学）；Institute for Theoretical Physics & Cosmology, Zhejiang University of Technology（理论物理与宇宙学研究所，浙江工业大学）
研究通过相对论反射框架预测铁线扭曲，探讨Kerr-like虫洞与黑洞的区别，发现大喉径虫洞在高质谱X射线谱中可被检测。
2026-04-27 astro-ph.HE gr-qc
Iron K$α$ line of Proca stars
X射线反射光谱学可以成为检验天体物理学黑洞性质的有力工具。扩展了先前对具有标量头发的克尔黑洞[1]和玻色子星[2]的工作，在这里，我们研究天体物理学黑洞候选者是否可能是无水平的，自引力的，矢量玻色-爱因斯坦凝聚体，称为Proca星[3]。我们发现，目前的X射线任务的观测只能提供弱约束，并排除单独Proca星与低紧凑性。原因有二。首先，目前我们不知道日冕的几何形状，因此发射率分布的不确定性限制了约束背景度量的能力。其次，即使是明亮的黑洞双星，光子数也很低，我们无法精确测量光谱。
2017-01-01 astro-ph.HE gr-qc
