High-precision optical polarimetry of the accreting black hole V404 Cyg during the June 2015 outburst
我们对低质量黑洞X射线双星V404 Cyg的同步三色（$BVR$）偏振观测显示，在2015年6月的爆发和静止之间，偏振度（$Δp \sim 1$ %）发生了微小但统计学上显著的变化。天鹅座V404在静止状态下的偏振在误差范围内与视觉上接近的（1 \farcs 4）伴星的偏振一致（$p_{R} = 7.3\pm 0.1$ %），表明它主要是星际起源的。周围场星的偏振模式支持这一结论。从观测到的变化的偏振过程中的爆发，我们表明，偏振度的本征成分峰值在$V$ -带，$p_{V} = 1.1\pm 0.1$ %，在偏振位置角的$θ_{V}= -7°\pm 2°$，这是一致的，在所有三个通带。我们发现在爆发峰期间，从$-30°$到$\sim 0°$，$R$带中的本征极化的位置角发生了显著变化。所观察到的波长依赖性的内在偏振不支持非热同步辐射从射流作为一个合理的机制，但在更好的协议与电子（汤姆逊）散射和吸收在一个扁平的等离子体包络或流出周围的照明源的综合效果。或者，偏振信号可以通过在温和的相对论性极流中的圆盘辐射的散射来产生。内禀极化的位置角，几乎平行于喷流方向（即垂直于吸积盘平面），与这些解释一致。
2017-03-27 astro-ph.HE
Studies of the Origin of High-Frequency Quasi-Periodic Oscillations of Mass Accreting Black Holes in X-ray Binaries with Next-Generation X-ray Telescopes
用RXTE（Rossi X射线定时探测器）进行的观测揭示了几个吸积恒星质量的黑洞X射线通量的高频准周期振荡（HFQPO）的存在。HFQPO（以及它们在较低频率下的对应物）可以让我们在强引力区域研究广义相对论。然而，今天的观测证据还不允许我们区分不同的HFQPO模型。在本文中，我们使用广义相对论射线追迹程序来研究轨道热点模型中HFQPO的X射线时间谱和偏振特性。我们研究了银河系双星GRS 1915+105中166 Hz准周期振荡（QPO）的特殊情况下的观测特征。最后，我们讨论了使用LOFT（X射线定时大型天文台）等定时光谱实验的光谱特征的可观测性，以及使用IXPE（成像X射线偏振探测器）、PolSTAR（偏振光谱望远镜阵列）、PRAXyS（相对论性X射线偏振测量）或XIPE（X射线成像偏振探测器）等星载X射线偏振仪的偏振特征。像LOFT这样的高计数率任务将有可能获得每个光子的QPO相位，从而能够研究QPO相位分辨的光谱形状及其与通量水平之间的相关性。由于HFQPO的周期很短，第一代X射线偏振仪将无法为每个光子分配QPO相位。因此，对QPO相位分辨偏振能谱的研究将需要用第一代X射线偏振仪和LOFT型飞行任务同时进行观测。
2016-05-31 astro-ph.HE
X-ray polarization of accreting black holes: Cyg X-1 and Swift J1727.8-1613
利用成像X射线偏振探测器观测天鹅座X-1和Swift J1727.8-1613，发现硬态偏振度高于软态且偏振角与喷流对齐，表明最内层吸积过程与伴星类型无关。
2025-09-24 astro-ph.HE
Polarimetry and strong gravity effects from spots orbiting near a black hole
我们研究了观测到的辐射通量的调制和相关的偏振度和角度的变化，从吸积黑洞耀斑的轨道斑点模型预测。发射区域的几何形状影响所得到的模型光变曲线，即，螺旋形状的发射区域可以从一个更简单的几何形状的一个小的轨道斑点区分。
2019-01-19 astro-ph.HE
X-Ray Polarimetry of the Dipping Accreting Neutron Star 4U 1624-49
本研究利用IXPE首次对掩食吸积中子星4U 1624-49开展X射线偏振观测，测得非掩食期偏振度及能谱演化，提出高偏振度可能源于薄平板冕与吸积盘反射的共同作用。
2024-01-25 astro-ph.HE
The X-ray polarimetry view of the accreting pulsar Cen X-3
Cen X-3是50年前发现的第一颗X射线脉冲星。由于在强磁场的存在下与光子传播相关的等离子体和真空的双折射，预期来自这样的物体的辐射是高度偏振的。在这里，我们提出的结果进行的观测与成像X射线偏振探测器的岑X-3。该源表现出显着的通量变化，并观察到在两个国家不同的因素~20通量。在低光度状态下，在脉冲相位平均（3 $σ$上限为12%）或相位分辨数据（3 $σ$上限为20-30%）中均未发现显著的偏振。在明亮状态下，从相位平均数据的光谱偏振分析测量到偏振度为5.8 $\pm$ 0.3%，偏振角为$49.6°\pm1.5°$，显著性为约20 $σ$。相位分辨分析表明，光通量与偏振度之间存在显著的反相关关系，偏振角变化也很大。与旋转矢量模型的拟合表明，脉冲星自旋轴的位置角约为49 $°$，磁饱和度为17 $°$。如果中子星表面的上层被吸积物质过热，并且偏振模式的转换发生在上层热层和较冷的底层大气之间的过渡区域内，则可以解释检测到的相对低的偏振。一部分偏振信号也可以由来自中子星表面和吸积幕的辐射反射产生。
2022-09-06 astro-ph.HE
X-ray polarimetry of the accreting pulsar GX 301-2
本研究利用IXPE对吸积脉冲星GX 301-2进行偏振测量，在相位分辨数据中探测到显著偏振（PD约3%-10%），并利用旋转矢量模型约束了脉冲星几何结构，讨论了低偏振的可能原因。
2023-09-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Black Hole Polarimetry: Universal Polarization of Synchrotron Radiation at the Horizon
Niels Bohr International Academy, Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔国际学院，尼尔斯·玻尔研究所）；Department of Physics & Astronomy, Vanderbilt University（范德堡大学物理与天文学系）；Princeton Gravity Initiative, Princeton University（普林顿引力倡议，普林斯顿大学）；School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study（高等研究院自然科学院）；Department of Physics, Princeton University（普林斯顿大学物理系）；Department of Astrophysical Sciences, Princeton University（普林斯顿大学天体科学系）
本文研究稳态轴对称克尔磁层中视界附近同步辐射的线性偏振，发现观测偏振模式由黑洞自旋和观测倾角唯一决定，与磁场几何无关，并给出解析公式。
2026-08-26 astro-ph.HE gr-qc
Modeling fast X-ray variability around an accreting black hole
本研究针对黑洞X射线双星爆发中的X射线波段间频率相关滞后现象，通过喷流基底日冕几何下的蒙特卡罗模拟，结合吸积率涨落与回响延迟，自洽重现软硬滞后及演化，并指出偏振观测对确定日冕几何的关键作用。
2025-04-21 astro-ph.HE
Physics and Astrophysics of Black Holes with eXTP
Fudan University（复旦大学）；New Uzbekistan University（新乌兹别克斯坦大学）
eXTP任务结合多种技术研究吸积黑洞，测量其质量与自旋并检验广义相对论，回顾其推进黑洞物理和天体物理学理解能力的相关情况。
2026-07-13 astro-ph.HE gr-qc
Polarisation properties of X-ray emission from accreting supermassive black holes
本文研究吸积黑洞X射线偏振特征，提出多个数值模型，涵盖辐射转移、广义相对论效应和再处理事件，并应用于解释IXPE任务最新发现。
2024-08-22 astro-ph.HE
Discovery of spin modulated circular polarization from IGR J17014-4306, the remnant of Nova Scorpii 1437 A.D
IGR J1401-4306的偏振测量，一个长周期（12.7小时），日食中间极地和天蝎座新星1437年的残余，揭示了光学圆偏振的周期性变化，证实了该系统是已知周期最长的日食中间极。从进化的角度来看，这是一个有趣的系统。圆偏振解释为光学回旋辐射从吸积磁白矮星主要。根据旋光测量，我们提出它是一种圆盘馈电的中间极。主要是负圆极化的检测是一致的，只有一个磁极主导的极化发射，而另一个主要是由吸积盘掩盖。
2017-09-24 astro-ph.HE
Polarization Signatures from GRMHD Simulations of Black Hole Accretion
College of Charleston（查尔斯顿学院）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（纽约市立大学富兰克林研究所计算天体物理学中心）；Instituto de Astrofísica de Andalucía-CSIC（安达卢西亚天体物理研究所-西班牙国家研究委员会）；Research Centre for Computational Physics and Data Processing, Institute of Physics, Silesian University in Opava（奥帕瓦西里西亚大学物理学院计算物理与数据处理研究中心）；Black Hole Initiative at Harvard University（哈佛大学黑洞倡议项目）
本文探讨了通过广义相对论磁流体动力学模拟提取吸积盘偏振特征的方法，强调X射线偏振测量与模拟结合对理解吸积体关键组件的贡献。
2026-05-14 astro-ph.HE
Testing the magnetar scenario for superluminous supernovae with circular polarimetry
超亮超新星（SLSNe）的亮度至少是普通超新星（SNe）的$\sim$ 5倍。特别是贫氢SLSN-I很难用传统的动力机制来解释。一种可能的解释是SLSNe-I由内部引擎提供动力，例如磁星或吸积黑洞。强磁场或准直喷流可以使光呈圆形。在这项工作中，我们测量了两个SLSNe-I的圆偏振与FOcal还原器和低色散摄谱仪（FORS 2）安装在ESO的甚大望远镜（VLT）。PS17 bek是一种快速进化的SLSN-I，在峰值附近观察到，而OGLE 16 dmu是一种缓慢进化的SLSN-I，在峰值后100天观察到。两颗SLSN都没有显示出圆偏振光的证据，然而，这些未探测到的情况并不排除磁星作为SLSNe-I的动力引擎的可能性。我们计算了磁场的强度和预期的圆极化作为与磁星距离的函数，它下降得非常快。此外，我们没有观察到显着的线偏振PS17 bek在四个历元，这表明光球附近的峰值接近球对称。
2018-04-30 astro-ph.HE
Difficulties of Quantitative Tests of the Kerr-Hypothesis with X-Ray Observations of Mass Accreting Black Holes
对X射线双星中恒星质量黑洞和活动星系核中质量吸积的超大质量黑洞的X射线研究已达到高度成熟，并提供了有关天体物理来源和黑洞吸积物理的详细信息。本文综述了利用X射线观测来检验“Kerr假设”的最新进展，“Kerr假设”认为所有天体物理准静态黑洞的背景时空都是由Kerr度规描述的。虽然观测确实揭示了强场引力中相对论效应的明确证据，但克尔假设的定量测试仍然面临理论和实际困难。在这篇文章中，我描述了几个最近引入的测试度量和审查的质量吸积恒星质量和超大质量黑洞的背景时空与这些测试度量的约束状态。讨论的主要结论是，天体物理学的不确定性是大的克尔和非克尔度量之间的观测差异相当小，排除了定量约束偏离克尔度量在这一点上的时间。最后，我讨论了未来的进展，使更详细的数值模拟和未来的X射线光谱，定时，偏振和干涉测量任务。
2018-07-25 astro-ph.HE
X-ray polarization properties of partially ionized equatorial obscurers around accreting compact objects
研究黑洞周围遥远再处理物质的X射线偏振信号，通过STOKES模拟部分电离赤道遮蔽体的散射与吸收效应，发现偏振可达百分之几十，并应用于Cygnus X-3的IXPE观测解释。
2024-01-09 astro-ph.HE
Modelling polarized X-ray pulses from accreting millisecond pulsars with X-PSI, using different hot spot locations and shapes
本文基于升级后的X-PSI代码模拟吸积毫秒脉冲星的极化X射线脉冲，发现亮源和小热区可精确约束中子星参数，且IXPE极化探测结合脉冲建模有助于推断中子星质量与半径。
2025-04-01 astro-ph.HE
Probing the origin of the iron K_alpha line around stellar and supermassive black holes using X-ray polarimetry
不对称的宽铁线是X射线双星和活动星系核X射线谱的共同特征。结果表明，Fe K_α辐射的畸变是由于多普勒效应和相对论效应影响了致密天体强引力阱附近的辐射转移所致：对于XRB，是恒星质量黑洞（BH）或中子星（NS）;对于AGN，是超大质量黑洞（SMBH）。然而，基于再处理和辐射通过周围介质传输的替代方法也试图解释谱线展宽。到目前为止，光谱和时间分析还没有说服整个社区区分这两种情况。在这里，我们研究在何种程度上的黑洞X射线双星（BHXRB）和1型活动星系核的X射线偏振测量可以帮助确定可能的起源的线失真。要做到这一点，我们报告最近获得的两个BH口味的模拟，并表明，所提出的方案被发现表现不同的偏振度和偏振角。一个相对论性的起源扭曲被认为是更可能的背景下，BHXRB，支持的想法，同样的机制也应该导致活动星系核。我们发现，歧视偏振信号可以被检测到的几个X射线偏振任务在过去提出的。
2013-09-06 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
X-ray Polarimetry - a Tool for the Galactic center diagnosis
银河系过去是一个低光度的活动星系核吗？我们能找到支持这一观点的遗迹结构吗？我们中心超大质量黑洞周围的物质的三维排列是什么？关于我们银河系中心的一些基本问题仍然存在争议。为了揭示银河系核心周围高能天空的结构，需要一种比光谱学对发射体形态更敏感的技术。在这个课堂讲稿中，我描述了X射线偏振测量如何通过精确测量银河系中心散射物质的三维位置来打开一个新的观测窗口。观测到的偏振度和偏振位置角也将明确地确定发射的主要来源，并通过天体物理镜探测其过去活动的回声来追踪我们的超大质量黑洞的百年历史。最后，X射线偏振测量、红外线和射电观测之间的协同作用可以用来更好地约束银河系中心周围前100秒差距内的几何形状。
2015-09-19 astro-ph.HE
Outflows from accreting super-spinars
本文继续研究了无事件视界的超自旋Kerr天体（超旋体）的吸积过程。我们讨论了黑洞上的Bondi吸积的对应物。我们首先报告我们的数值模拟的结果。我们发现了一个准稳态配置的任何选择的参数，我们的模型。最有趣的特征是热流出的存在。与黑洞周围产生的喷流和外流不同，黑洞周围的喷流和外流被认为是由磁场提供动力并从两极发射出来的，这里的外流是由距离超旋小距离处的排斥引力产生的，并围绕赤道平面喷射出来。在某些情况下，流出物中的物质量是相当大的，这确实可以显着降低气体质量吸积率。最后，我们讨论了在更现实的情况下，我们的代码不能模拟的吸积过程中的一种可能的情况。
2010-04-28 astro-ph.HE gr-qc
Ultrasoft state of microquasar Cygnus X-3: X-ray polarimetry reveals the geometry of astronomical puzzle
本研究利用IXPE的X射线偏振观测数据，分析微类星体天鹅座X-3的超软态，揭示其中心源被厚光深外流遮蔽、辐射经散射进入视线的几何结构，并给出源倾角范围，提出解释该双星态变化循环的物理图景。
2024-07-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
X-ray emission from black-hole binaries
综述了吸积黑洞的X射线发射特性。在致密天体附近的吸积和X射线辐射的形成的当代观测图像和理论认识的现状同样是本章的重点。重点主要放在共同的属性和趋势，而不是个别对象的特殊性和特定理论模型的细节。本章首先讨论了吸积流的几何结构、X射线发射谱分量和黑洞谱态。着重介绍了X射线偏振测量技术的应用前景和诊断潜力。重点讨论了X射线发射的一般变化和不同光谱成分的变化--吸积盘的发射、康普顿化辐射和反射成分。本文回顾了X射线发射的光谱特性和时间特性之间的关系，并在理论模型的范围内进行了讨论。最后，与吸积中子星作了比较。
2009-09-14 astro-ph.HE
X-ray Polarization from Black Holes: GEMS Scientific White Paper
我们在这里提出的重力和极磁SMEX（GEMS）的X射线偏振任务的黑洞（BH）观测计划背后的科学目标的摘要。主要目标可以分为两类：吸积双星中的恒星质量星系黑洞和活动星系核（AGN）中心的超大质量黑洞。恒星质量的黑洞又可以分为不同的X射线光谱状态：热主导（盘），硬（无线电喷流）和陡峭的幂律（热日冕）。这些不同的光谱状态被认为是由不同的吸积几何形状和发射机制产生的。X射线偏振是探测这些BH周围几何形状并揭示吸积气体特定性质的理想工具。
2013-01-09 astro-ph.HE
Determination of X-ray pulsar geometry with IXPE polarimetry
利用成像X射线偏振探测器对X射线脉冲星Her X-1的观测，我们报告了一个非常重要的（$>17σ$）来自吸积中子星的偏振信号的探测。观测到的$\sim$ 10\%的线性偏振度远低于该天体的理论预期，并且在脉冲星的整个自旋周期内保持较低。偏振度和角度都表现出随脉冲相位的变化，这使我们能够测量脉冲星自旋位置角57（2）度和磁偏度12（4）度，这是迈向详细模拟X射线脉冲星本征发射的重要一步。结合我们的研究结果与光学偏振数据，我们发现，自旋轴的中子星和角动量的双星轨道是错位的至少$\sim$ 20度，这是一个强有力的论据，在支持的模型解释的稳定性所观察到的超轨道的变化与进动的中子星。
2023-01-13 astro-ph.HE
An accreting low magnetic field magnetar for the ultraluminous X-ray source in M82
最近在M82中发现了一个超亮X射线源（命名为NuSTAR J 095551 +6940.8），它是一颗吸积中的中子星。它有一个超级爱丁顿光度和旋转。对于一个老化的磁星，它更可能是一个低磁场磁星。一个吸积的低磁场磁星可以解释这个源的超爱丁顿光度和旋转行为。考虑到聚束的影响，使用传统的附加扭矩形式可以理解加速速率。讨论了M82 X-2的瞬态性质和光谱特性。给出了吸积磁星的理论周期范围。总结了吸积磁星的三种观测现象。
2015-02-10 astro-ph.HE
General-relativistic instability in rapidly accreting supermassive stars: the impact of rotation
通过广义相对论（GR）不稳定性坍缩的超大质量恒星（SMS）被认为是超大质量黑洞的可能祖先。它们在不稳定开始时的质量和角动量在许多方面都是关键，特别是关于直接坍缩的观测特征的可能性。在这里，我们研究的稳定性旋转，快速吸积的SMSs对GR，并得出这些恒星在死亡的属性。的hylotropic结构的基础上，相关的快速吸积SMSs，我们定义的假设下，在辐射区域，允许差分旋转的局部角动量守恒的旋转配置文件。我们发现，旋转有利于稳定的快速吸积的SMSs的吸积角动量表示一个分数f > 0.1%的开普勒角动量。当f = 0.3%-0.5%时，与GR稳定性相一致的最大质量比非旋转情况增加了一个数量级。当f = 1%时，如果恒星质量不超过10^7-10^8 Msun，就不能达到GR不稳定性。这些结果意味着，像在非旋转的情况下一样，直接坍缩黑洞的祖先的最终质量在不同的区间内变化，这取决于所考虑的情况：对于原始原子冷却的晕，10^5 Msun < M < 10^6 Msun;对于富含金属的星系合并，10^6 Msun < M < 10^9 Msun。这些模型表明，离心屏障是无效的，以防止直接形成的超大质量黑洞在崩溃的SMS。此外，星系合并的条件似乎比原子冷却的晕更有利于在黑洞形成时可探测到的引力波发射和超长伽马射线暴。
2021-04-23 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Supermassive Black Hole Spin Constraints from Polarimetry in an Equatorial Disk Model
事件视界望远镜发布了超大质量黑洞梅西耶87*（M87*）和人马座A*（Sgr A*）吸积盘的偏振图像。随着越来越多的图像被制作出来，我们对来自事件视界附近的平均偏振辐射的理解也在提高。在这封信中，我们使用一个半解析模型的光学薄，赤道附近的克尔黑洞的发射研究如何自旋约束遵循的平均偏振螺旋螺距角的测量。我们专注于M87* 的情况下，并探讨如何直接，弱透镜图像螺旋耦合到强透镜间接图像螺旋，以及如何精确测量两者提供了一个强大的自旋示踪剂。我们发现一个通用的结果，自旋扭曲的直接和间接的图像偏振方向相反。使用网格搜索模型参数，我们发现产生的自旋约束的等离子体性质附近的地平线上的强烈依赖。网格约束表明，在合理的假设下，吸积盘，测量的直接和间接的图像螺旋螺距角$\pm 5^\circ$产生无量纲的自旋振幅测量与不确定性$σ_{|a_*|}\sim0.25$径向下落模型，但在其他方面提供的只有弱约束，$1^\circ$的误差可以达到$σ_{|a_*|}\sim0.15$。我们还发现，一个良好的约束旋转措施大大提高自旋测量。假设赤道速度和磁场方向相反，我们发现，所观察到的M87* 极化模式有利于模型与强大的径向速度分量，这是接近未来的自旋测量的最佳。
2024-12-09 astro-ph.HE
Anti-glitches in accreting pulsars from superfluid vortex avalanches
\textit{Neutron Star Interior Composition Explorer}（NICER）飞行任务最近在吸积脉冲星NGC 300 ULX-1中发现了三个突然的自旋下降事件，称为“反故障”。与以前在减速磁星中检测到的抗干扰不同，这些是在加速脉冲星中记录的第一个抗干扰。一个标准的理论是，脉冲星自旋上升的故障是由集体解旋涡旋的雪崩引起的，这些涡旋将角动量从超流体内部转移到中子星的外壳。在这里，我们测试涡雪崩是否也与NGC 300 ULX-1中的反故障一致，角动量转移反向。我们进行$N$体模拟高达$5 \times 10^{3}$钉扎涡在两个维度的长期加速和减速容器。在这两种情况下，涡旋雪崩都经常发生，分别向内和向外传播。的影响，如大小和等待时间的统计，被认为是简要的。
2022-05-12 astro-ph.HE
On the Observational Difference Between the Accretion Disk-Corona Connections among Super- and Sub-Eddington Accreting Active Galactic Nuclei
我们提出了一个系统的X射线和多波长的研究样本的47个活动星系核（AGN）的混响映射测量。该样本包括21个超爱丁顿吸积活动星系核和26个亚爱丁顿吸积活动星系核。使用高状态观测与同时X射线和UV/光学测量，我们调查是否super-Eddington吸积活动星系核表现出不同的吸积盘-日冕连接相比，sub-Eddington吸积活动星系核。我们发现X射线到紫外/光谱斜率参数（$α_{\rm OX}$）和单色光度在$2500~Å$（$L_{\rm 2500~Å}$）的超级和子爱丁顿子样本之间的紧密相关性。最佳拟合的$α_{\rm OX}-L_{\rm 2500~Å}$关系是一致的整体，表明超爱丁顿吸积活动星系核不是特别的X射线弱，一般相比，次爱丁顿吸积活动星系核。我们发现$α_{\rm OX}$的依赖性的爱丁顿比（$L_{\rm Bol}/L_{\rm Edd}$）和黑洞质量（$M_{\rm BH}$）参数为我们的全部样本。多变量线性回归分析产生$α_{\rm OX}=-0.13 {\rm log}(L_{\rm Bol}/L_{\rm Edd})-0.10 {\rm log}M_{\rm BH}-0.69$，其散点与$α_{\rm OX}-L_{\rm 2500~Å}$关系相似。硬（静止帧$>2\rm ~keV$）X射线光子指数（$Γ$）是强相关的$L_{\rm Bol}/L_{\rm E…
2021-02-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
FRB 121102: A repeatedly combed neutron star by a nearby low-luminosity accreting super-massive black hole
快速射电暴（FRB）的起源至今仍是个谜。最近，唯一的重复FRB源，FRB 121102，据报道，拥有一个非常大的和可变的旋转措施（RM）。在爆发环境中推断的磁场强度与我们银河系超大质量黑洞人马座A* 附近的磁场强度相当。在这里，我们表明FRB 121102的所有观测特性（包括高RM及其演变，高线偏振度，在宇宙梳状模型中，可以解释一个规则的中子星，它的磁层被附近低光度吸积超星系的可变流出物零星地和边缘地梳理。巨大的黑洞。我们提出了该模型的三个可证伪的预测，并在宇宙梳模型的背景下讨论了其他FRB，以及其他重复FRB模型根据新的观测结果所遇到的挑战。
2018-02-07 astro-ph.HE
SN 2020uem: A Possible Thermonuclear Explosion within A Dense Circumstellar Medium (II) The Properties of The CSM from Polarimetry and Light Curve Modeling
IIn/Ia-CSM型超新星（SNe IIn/Ia-CSM）是根据其特征光谱进行分类的，它们具有窄的氢发射谱线和宽的中等质量元素谱线，这些谱线源自与星周介质（CSM）的强相互作用。我们对SN IIn/Ia-CSM 2020 uem进行了密集的后续观测，包括光度学，光谱学和偏振学。在本文中，我们专注于旋光测量的结果。我们在发现后的$66$天和$103$天分别进行了成像旋光和分光旋光。SN 2020 uem显示了$1.0-1.5\%$的高连续偏振，而没有波长依赖性。此外，偏振度和位置角基本保持恒定。这些结果表明，SN 2020 uem是由一个强相互作用与限制和非球面CSM。我们进行了一个简单的偏振建模，在此基础上，我们建议SN 2020 uem有一个赤道盘/环面CSM。此外，我们进行了半解析光变曲线建模和估计CSM质量。我们揭示了SN 2020 uem爆炸前最后几百年的质量损失率在$0.01 - 0.05 {\rm ~M_{\odot}~yr^{-1}}$的范围内，CSM的总质量为$0.5-4 {\rm ~M_{\odot}}$。CSM质量不仅可以被红超巨星（RSG）容纳，也可以被红巨星（RG）或渐近巨星分支（AGB）恒星容纳。作为SN 2020 uem可能的祖先场景，我们提出了一个包括RG，RSG或AGB星的白矮星双星系统，特别是通过共同包络演化的合并场景，即，核心简并方案或其变体。
2023-01-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Bardeen-Petterson effect in accreting supermassive black-hole binaries: a systematic approach
盘驱动迁移是富气星系中超大质量黑洞双星演化的关键阶段。除了促进螺旋外，粘性相互作用还倾向于使黑洞的自旋与圆盘的轨道角动量对齐。我们提出了一个关键的和系统的调查这个问题，也被称为巴丁-彼得森效应。我们设计了一个新的迭代格式来求解在相对论标架拖曳和双星伴星影响下的翘曲吸积盘的非线性动力学。我们的特点的影响，光盘的“临界quantiity”，这标志着固定的解决方案不存在的参数空间的区域。我们发现，黑洞的自旋达到完全对齐或临界配置。达到临界结晶度可能意味着流体动力学模拟中观察到的圆盘破裂。我们的发现对于预测超大质量黑洞双星进入引力波驱动区并被LISA探测到的自旋构型是很重要的。
2020-07-06 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Ultra-luminous X-ray sources as neutron stars propelling and accreting at super-critical rates in high-mass X-ray binaries
超亮X射线源（ULX）是位于附近星系中的非核点源，其亮度远远超过恒星质量天体的爱丁顿极限。脉动ULXs（PULXs）的发现使人们认识到，尽管大多数ULXs缺乏相干脉动，但其中一部分可能是在高质量X射线双星（HMXB）中吸积中子星。一些HMXB的最早阶段可能存在快速旋转的中子星，它们将大质量伴星转移的物质推出来。中子星磁层传递到吸积盘的自旋下降功率在这个阶段可以远远超过爱丁顿光度和系统出现作为一个非脉动ULX。在这张图片中，PULXs看起来像非脉动ULXs的超临界质量增长后代。我们提出了这种演化的情况下，自洽模型的磁层磁盘相互作用，并讨论了我们的结果的自旋和磁场的中子星的影响。
2018-12-13 astro-ph.HE
How Spatially Resolved Polarimetry Informs Black Hole Accretion Flow Models
事件视界望远镜（EHT）合作已经成功地制作了两个超大质量黑洞的图像，使黑洞及其吸积流在视界尺度上的新测试成为可能。到目前为止，EHT已经发布了总强度和线性偏振图像，而即将发布的图像可能包括圆偏振，旋转测量和光谱指数，其中每一个都揭示了等离子体和时空的不同方面。下一代EHT（ngEHT）将通过更宽的记录带宽和额外的台站大大增强这些研究，从而提高信噪比，动态范围的数量级改善，多频率观测和水平尺度电影。在本文中，我们将回顾这些不同的可观测量如何告知我们等离子体和时空的基本性质，并讨论为什么极化研究非常适合稀疏，长基线覆盖的测量。
2022-11-07 astro-ph.HE
Super-Eddington accreting massive black holes as long-lived cosmological standards
超爱丁顿吸积大质量黑洞（SEAMBH）在一定的吸积率以上，由于光子捕获和平流在细长的吸积盘中达到饱和亮度。我们表明，这些SEAMBHs可以提供一个新的工具，估计宇宙学距离，如果它们被正确识别的硬X射线观测，特别是其2-10千电子伏的连续斜率。为了验证这一想法，我们获得了黑洞质量估计和X射线数据的样本60窄线塞弗特1星系，我们认为是最有前途的SEAMBH候选人。我们证明了新方法得到的样品中的物体的距离得到更接近标准的光度距离的硬X射线连续变得陡峭。这些结果使我们能够分析在未来的活动黑洞样本中使用该方法的要求，并证明在足够大的样本下，预期的不确定性可以使它们成为一个有用的新的宇宙学标尺。
2013-01-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The formation of black holes from rapidly accreting supermassive stars is not trivial: Simulations of thermonuclear pulsations and explosions
本研究通过首次广义相对论流体动力学模拟发现，快速吸积超大质量恒星的坍缩常被核燃烧阻止，黑洞形成依赖吸积率与金属丰度，挑战了此前的普遍认知，推动高红移类星体起源相关研究。
2024-08-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
The very high X-ray polarisation of accreting black hole IGRJ17091-3624 in the hard state
利用IXPE首次探测到硬态黑洞X射线双星IGRJ17091-3624的X射线偏振，测得高偏振度9.1%，表明冕几何和倾角极为有利，并预测偏振方向与喷流平行。
2025-05-23 astro-ph.HE
Galactic Super-Accreting X-ray Binaries as Super-PeVatron Accelerators
研究提出银河系超吸积X射线双星可作为Super PeVatron，其跨相对论喷流或风能把质子加速至数PeV以上，并可通过超高能γ射线晕和星云探测。
2025-07-28 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Detecting Axion Dark Matter with Black Hole Polarimetry
本文提出利用超大质量黑洞周围轴子玻色-爱因斯坦凝聚增强的偏振旋转效应，通过事件视界望远镜的偏振测量探测轴子-光子耦合，并给出可探测的轴子质量与耦合参数范围。
2024-10-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Powers of Relativistic Jets depend on the Spin of Accreting Supermassive Black Hole
理论模型表明，活动星系核的相对论喷流的功率取决于中心超大质量黑洞的自旋和质量，以及吸积。在这里，我们报告一个样本的耀变体的档案观测分析。我们发现喷流动力学功率和超大质量黑洞的自旋之间存在显著的相关性。同时，我们利用多元线性回归分析了喷流动能与吸积、自旋和黑洞质量之间的关系。我们发现，超大质量黑洞的自旋和吸积是对喷注动能的最重要贡献。超大质量黑洞的自旋和吸积的贡献率均大于95%。这些结果表明，超大质量黑洞的自旋能量为相对论喷流提供动力。几乎所有费米耀变体的喷流产生效率都可以用围绕在快速旋转的黑洞周围的中等厚度的磁制动吸积盘来解释。
2021-04-09 astro-ph.HE
Optical polarization and spectral properties of the H-poor superluminous supernovae SN 2021bnw and SN 2021fpl
新的光学光度，光谱和成像偏振数据相结合的公开可用的数据来研究两个H-贫超亮超新星（SLSN）SN 2021 bnw和SN 2021 fpl的一些物理性质。对于每个SLSN，从磁星模型与\texttt{MOSFiT}得到的最佳拟合参数不偏离文献中讨论的其他SLSN得到的参数范围。用\texttt{SYN++}进行光谱分析表明，SN 2021 bnw是W型快速演化星，SN 2021 fpl是15 bn型慢速演化星。对SN 2021 fpl在四个时期（+1.8、+20.6、+34.1和+43.0天，静止帧）获得的偏振测量数据的分析表明，$> 3σ$偏振探测范围为0.8--1 $\%$。光谱数据的比较表明，SN 2021 fpl经历的光谱跃迁比SN 2015 bn早一点，在此期间，同样，它可能经历了偏振跃迁。对SN 2021 bnw上获得的偏振测量数据的分析表明，在$\approx$ 2（+81.1天静止帧）的经验扩散时标下，光球的对称性没有任何偏离。这一结果与用该技术在经验扩散时标$\le$ 1观测到的W型SLSN样品上的结果一致，尽管还不清楚有限的光谱窗口对不同物体的影响。可能需要在更高的经验扩散时间尺度下进行测量，以查看任何偏离对称性的情况，如SN 2017 egm文献中所讨论的那样。
2023-03-16 astro-ph.HE
Nonthermal radiation from the central region of super-accreting active galactic nuclei
高吸积率活动星系核的射电辐射机制尚不清楚。有人认为，低功率喷流可以解释观测到的辐射在亚秒差距尺度。然而，超爱丁顿速率下射流形成的机制还没有很好地理解。在同一尺度下，来自宽线区（BLR）的云在吸积盘发射的风中以超音速传播，可能导致非热辐射的产生。我们的目标是通过风的吸积盘在超吸积活动星系核的云的传播所产生的非热辐射的特征，并估计这种贡献的无线电波段的电磁波谱的相关性。我们确定的条件下，BLR云不被破坏的冲击或流体动力学不稳定性时，沉浸在强大的风的吸积盘。这些云形成弓形激波，是粒子加速的合适场所。我们开发了一个半解析模型来计算这些弓形激波中相对论粒子的分布和相关的辐射光谱能量分布（SED）。对于典型的参数的超吸积活动星系核，我们发现，云风相互作用可以产生非热辐射从无线电高达几十TeV，轻微的吸收效应，如果该过程发生在风光球。如果吸积速率为超爱丁顿，且中心黑洞周围存在亚秒差距尺度的宽线区，则可以解释无喷流活动星系核的射电辐射。吸积率不能太高，这样大部分云的轨道就在风光球层之外，辐射就可以逃逸到观测者那里。
2022-06-21 astro-ph.HE
An imaging polarimetry survey of Type Ia supernovae: are peculiar extinction and polarization properties produced by circumstellar or interstellar matter?
一些高度红化的Ia型超新星（SNe Ia）与典型的银河系尘埃（$R_V \approx 3.3$）相比，显示出较低的全消光比（$R_V \lesssim 2$），偏振曲线在蓝色波长处急剧上升，与典型的银河系值（$λ_{\rm max} \approx 0.55$ $μ$ m）相比，在短波长处有峰值偏振值（$λ_{\rm max} < 0.4$ $μ$ m）。了解这些特性的来源可以提供对Ia型超新星祖先系统的深入了解。我们的目标是确定它们是否是宿主星系的星际尘埃或星周尘埃的结果。这是通过分析的连续偏振的66 SNe Ia在尘埃丰富的螺旋星系和13 SNe Ia在尘埃贫乏的椭圆星系作为一个函数的归一化银河系中心距离。我们发现，有一个总的趋势，SNe Ia在螺旋星系显示偏振值增加时，位于更接近宿主星系的中心，而SNe Ia在椭圆形的宿主星系显示低偏振。此外，所有高度偏振的超新星Ia在螺旋宿主星系显示偏振曲线上升向蓝色波长，而没有证据表明，这种偏振特性在椭圆形的宿主星系。这表明，奇特的偏振曲线的来源可能是星际物质的结果，而不是星周物质。对某些Ia超新星观测到的特殊的偏振和消光特性可以用超新星或星际辐射场引起的辐射力矩破坏机制来解释。
2021-11-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Radiative Shocks around Super-Eddington Accreting Black Holes
本文通过二维辐射流体动力学模拟研究了恒星质量黑洞周围平流吸积流中的辐射驻波激波，重点研究了超爱丁顿吸积流。在一组引起驻激波的输入流参数下，赤道上的激波位置随着吸积率的增加而向事件视界方向减小。在沿旋转轴的狭窄漏斗区中的光学薄的和热的气体逐渐转变为致密的和光学厚的状态，并且从赤道附近的辐射激波的基部输送越来越致密的气体。其结果是，亮度变得高达~ $10^{40}$ erg $s^{-1}$，并且辐射在旋转轴周围显示出强烈的各向异性分布，然后显示出非常低的边缘亮度为~ $10^{36}$ erg $s^{-1}$。从外边界流出的质量流量高达~ $10^{-5}$和$10^{-4}$ $M_{\odot} yr^{-1}$，但大部分流出是通过径向外边界产生的，可以在很宽的风区上观察到。该模型显示出近似黑体光谱的温度为$5 \times 10^{6} - 3 \times 10^{7}$ K在垂直的外边界表面。超爱丁顿光度辐射激波模型给出了超吸积体SS 433和超铝X射线源与恒星质量黑洞的可能模型。
2021-02-10 astro-ph.HE
Properties and observability of glitches and anti-glitches in accreting pulsars
在年轻的、孤立的射电望远镜中已经观察到了几个小故障，而在吸积动力的X射线望远镜中仍然缺乏清晰的探测。我们使用Pizzochero snowplow模型脉冲星故障以及starquake模型，以确定第一次预期的性能的故障吸积恒星和它们的可观测性。由于一些吸积脉冲星表现出吸积诱导的长期自旋，我们还研究了这些恒星中发生反故障的可能性。我们发现，在缓慢吸积的中子星中，由地震引起的故障非常罕见，而且它们的检测也极不可能。相反，由超流中子涡旋和非超流组分之间的角动量转移引起的毛刺和反毛刺可能更经常地发生在吸积中子星中。我们计算了抗毛刺的角速度的最大跳跃，并且我们发现它预计为约1 E-5 - 1 E-4 rad/s。我们还注意到，由于吸积双星的旋转角速度通常低于孤立的毛刺双星的旋转速度，与孤立的毛刺双星相比，毛刺和反毛刺都预计具有较长的上升和恢复时间尺度，毛刺和反毛刺表现为角速度的简单步骤。在吸积星系中，我们发现GX 1+4是目前运行的X射线仪器和未来任务（如拟议的X射线定时大型天文台（LOFT））检测故障的最佳候选者。
2015-05-16 astro-ph.HE
Super-Accreting Active Galactic Nuclei as Neutrino Sources
本研究探讨超高吸积活动星系核作为中微子源的潜力，提出无喷流但具强不透明盘风的新辐射体类型，通过案例计算表明超爱丁顿SMBH可产生可探测中微子通量，为河外中微子源提供合理场景。
2025-08-25 astro-ph.HE
Recurrent Outbursts and Jet Ejections Expected in Swift J1644+57: Limit-Cycle Activities in a Supermassive Black Hole
Swift J1644+57中的超大质量黑洞引起的潮汐扰动事件可以触发超临界吸积X射线亮态和亚临界吸积X射线暗态之间的极限环振荡。通过轴对称二维辐射流体动力学模拟研究了质量为$M=10^{6} {\MO}$的黑洞周围碎片气体的时间演化。我们假设$α$ -公式的粘度，其中的粘性应力是成比例的总压力。外边界的质量供给率假定为${\dot M}_{\rm supply}=100L_{\rm Edd}/c^2$，其中$L_{\rm Edd}$是爱丁顿光度，$c$是光速。由于质量吸积率由辐射压力驱动的外流向内减小，从超临界吸积的细长盘状态到亚临界吸积的Shakura-Sunyaev盘的状态转变从内部盘开始，并在一天的时间尺度内向外传播。2012年8月在雨燕J1644+57中观测到的X射线通量突然下降可以用这种转变来解释。只要${\dot M}_{\rm supply}$超过存在的辐射压力占主导地位的磁盘的阈值，在亚临界吸积区域的吸积气体的积累触发从气体压力占主导地位的Shakura-Sunyaev磁盘到一个苗条的磁盘的过渡。这种转变发生在X射线变暗后的$t {\sim}~50/(α/0.1)$天。我们预计，如果$α> 0.01$，X射线发射与光度$\gtrsim 10^{44}$ ${\rm erg}{\cdot}{\rm s}^{-1}$和喷流喷射将在2013- 2014年复苏的斯威夫特J…
2013-05-21 astro-ph.HE
The merger of spinning, accreting supermassive black hole binaries
研究通过数值模拟揭示了自旋并合吸积超大质量黑洞双星在并合过程中的多信使辐射特性，发现热光子与喷流辐射在时间上的关联性及并合后光变曲线特征。
2025-12-03 astro-ph.HE gr-qc physics.comp-ph
Winds and feedback from supermassive black holes accreting at low rates: Hydrodynamical treatment
由超大质量黑洞（SMBH）产生的外流可以在其宿主星系中产生重要的反馈效应。一个尚未解决的问题是来自低光度活动星系核（LLAGN）中低速吸积的SMBH风的性质和特性。我们进行了二维数值，流体动力学模拟的辐射低效吸积流到非旋转黑洞。我们探讨了多样性的初始条件的旋转曲线和粘性剪切应力处方，并发展了我们的模型非常长的持续时间高达$8 \times 10^5 GM/c^3$。我们的模型产生了强大的亚相对论，热驱动风起源于距离$10-100 GM/c^2$从SMBH的吸积流的日冕。风的速度达到$0.01 c$，动能相当于大距离流入气体的静止质量能量的0.1-1%，与活动星系核反馈的“无线电模式”模型吻合得很好。我们模拟的流出物的性质与对LLAGN所在的静止星系中的风的观测结果基本一致，LLAGN能够加热周围的气体并抑制恒星的形成。
2020-01-28 astro-ph.HE
Modelling optical emission of Ultra-luminous X-ray Sources accreting above the Eddington limit
本文研究了超亮X射线源双星系统的演化，并假设它们通过一个非标准的、对流占优的、有外流的细长盘吸积到黑洞上，计算了它们的光辐射。我们考虑系统的黑洞的$20M_{\odot}$和$100M_{\odot}$，和施主质量之间的$8M_{\odot}$和$25M_{\odot}$。超临界吸积对光辐射有很大的影响。在外流的存在下，辐射通量仍然比标准圆盘产生的辐射通量强得多。然而，在非常高的吸积率的贡献X射线照射变得越来越不重要相比，从光盘发出的本征通量。在主序之后，光学对应物在色星等图上的演化轨迹与Eddington限制吸积的演化轨迹明显不同。具有恒星质量黑洞和超临界吸积的$12-20 M_{\odot}$施主的系统的特征是蓝色（F450 W-F555 W $\simeq - 0.2 : +0.1$）和高光度（$M_{V} \simeq - 4 : - 6.5$）。从类似质量的演化施主超临界吸积更多质量黑洞的系统具有类似的颜色，但可以达到$M_V \simeq - 8$。我们将我们的模型应用于NGC 1313 X-2和NGC 4559 X-7。这两个来源都很好地代表了一个系统增生以上爱丁顿从一个大规模的演变捐助者。对于NGC 1313 X-2来说，协议是一个$\sim 20M_{\odot}$黑洞，而NGC 4559 X-7需要一个质量更大的黑洞。
2018-09-13 astro-ph.HE
On the relation between hard X-ray photon index versus accretion rate for super-Eddington accreting quasars
研究了超爱丁顿吸积类星体和亚爱丁顿吸积类星体的硬X射线光子指数（$Γ$）与吸积率的关系是否不同.我们从斯隆数字巡天数据发布14类星体目录中构造了113个亮类星体的样本，其中38个类星体作为超级爱丁顿子样本，75个类星体作为次爱丁顿子样本。我们推导出黑洞质量使用一个简单的历元维里质量公式的基础上的${\rm Hβ}$线，我们使用标准的薄盘模型推导出无量纲吸积率（$\dot{\mathscr{M}}$）为我们的样本。这些类星体的X射线数据是从钱德拉和XMM-牛顿档案中收集的。我们使用单一幂律模型拟合硬X射线光谱以获得$Γ$值。我们发现超级爱丁顿子样本的$Γ$和$\dot{\mathscr{M}}$之间存在统计学显著相关性（$R_{\rm S}=0.43$，$p=7.75\times{10}^{-3}$）。亚爱丁顿子样本的$Γ$相关性也很显著，但较弱（$R_{\rm S}=0.30$，$p=9.98\times{10}^{-3}$）。线性回归分析显示，超级和亚爱丁顿子样本的${\rm Γ}=(0.34\pm0.11){\rm log}{\dot{\mathscr{M}}}+(1.71\pm0.17)$和${\rm Γ}=(0.09\pm0.04){\rm log}{\dot{\mathscr{M}}}+(1.93\pm0.04)$分别。两个子样本的$Γ$ - $\dot{\mathscr…
2020-05-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
Universal transition diagram from dormant to actively accreting supermassive black holes
本机宇宙中绝大多数超大质量黑洞（SMBH）的活动水平远低于向星系核提供气体的预期水平，只有一小部分安静的SMBH可以转变为活动星系核。重温观测数据的非常接近SMBHs的引力影响范围的空间达到的钱德拉X射线卫星，我们发现，BH活动的水平急剧增加，从静止阶段时，流入率以外的BH影响半径是高于0.1%的爱丁顿吸积率。我们还表明，核光度和气体吸积率之间的关系，从BH的影响半径从X射线观测测量的吸积SMBHs的普遍状态转变，以及描述最近的流体动力学模拟与辐射冷却和BH反馈。在状态转换之后，年轻的大质量恒星应该在核中自然形成，就像最近的SMBH，人马座A $^\ast$，目前处于静止状态，但最近很活跃。
2020-04-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Rapidly accreting supermassive stars: reliable determination of the final mass
超大质量黑洞可能通过直接坍缩形成，以超大质量恒星（SMS）为祖先。在这种情况下，SMS以> 0.1 Msun/yr的速度吸积，直到由于广义相对论（GR）不稳定性而坍缩成大质量黑洞种子。然而，坍塌发生的确切质量尚不清楚，因为现有的数值模拟给出了不同的结果。在这里，这个问题是解决分析，它允许从头算，可靠的确定GR不稳定的起始点，对于给定的流体静力学结构。我们应用相对论方程的径向脉动的一般形式的流体静力学GENEC模型已经出版。我们表明，在原子冷却晕形成的球形SMSs的质量不能超过500 000 Msun，在以前的索赔相比。另一方面，在另一种直接坍缩形式中，可以达到超过这个极限的质量，最高可达10^6兆太阳。该方法可用于检验GR流体动力学恒星演化程序的一致性。
2020-10-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
A new class of flares from accreting supermassive black holes
吸积中的超大质量黑洞（SMBH）可以在电磁波谱和很宽的时间尺度范围内表现出可变的发射。活动星系核（AGN）在紫外和光学上的变化通常在几个小时到几个星期的时间尺度上在百分之几十的水平。最近，罕见的，更戏剧性的变化，从吸积SMBH的排放已被观察到，包括潮汐破坏事件，“改变外观”AGN和其他极端的变化对象。物理学背后的“重新点燃”，增强和“关闭”的吸积到SMBH不完全理解。在这里，我们提出了一个快速增加的紫外光发射中心附近的星系，标志着发病突然增加吸积到SMBH。这个耀斑的光谱，被称为AT 2017 bgt，表现出混合的发射特征。有些是典型的发光的、未被遮蔽的活动星系核，但另一些则可能是由鲍文荧光驱动的--在这里与吸积的SMBH附近的高速气体有着强烈的联系。光谱特征和增加的紫外线通量在至少14个月的时间内几乎没有变化。这不利于恒星的潮汐破裂作为它们的起源，而是暗示了一个长期的强化吸积事件。连同其他两个最近报道的事件具有类似的属性，我们定义了一类新的SMBH相关的耀斑。这对SMBH上不同类型的增强吸积的分类具有重要意义。
2019-01-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
