Numerical approach to compressible shallow-water dynamics of neutron-star spreading layers
本文提出一种基于 MUSCL 方案和 HLLC+ Riemann 求解器的球面二维流体动力学代码，用于模拟中子星扩展层吸积，揭示了赤道加热驱动的对流不稳定性及其产生的双臂刚体旋转模式和准周期振荡信号。
2025-05-06 astro-ph.HE
Multiple X-ray bursts and the model of a spreading layer of accreting matter over the neutron star surface
我们报告了在JEM-X/INTEGRAL观测过程中探测到的几个X射线爆发的系列密切I型X射线爆发组成的两个或三个事件的复发时间远远短于特征（在观察到的平均吸积率）的时间的物质积累所需的热核爆炸被启动的中子星表面。我们表明，这样一系列的爆发自然解释的扩散层的吸积物质在中子星表面的情况下，一个足够高的（$\dot{M}\geq 1\times 10^{-9}\ M_{\odot}\ \mbox{yr}^{-1}$）吸积率（对应于平均光度$L_{\rm tot}\geq 1\times 10^{37} \mbox{erg s}^{-1}$）的模型。三重爆发的存在需要一些改进的模型-一个中心环区的重要性。在扩展层的标准模型中，相信在这个区域中不会发生物质的下落。
2017-08-23 astro-ph.HE
Properties of the accretion ring in an X-ray binary, and accretion and excretion two-layer flows from it
研究了X射线双星中伴星到致密天体的稳定质量流中吸积环的性质。吸积环是从伴星流入的物质在其中停留一段时间后，由于角动量的转移而分叉为吸积和排泄流的地方，吸积环中的物质沿着由流入物质的内禀比角动量决定的开普勒圆轨道旋转，形成一个厚的环包层。预计在厚包层中会出现两种内流。一种是质量扩散流分叉为厚吸积流和厚排泄流，这是由于环包层内的角动量转移。另一种是在X射线照射的作用下由辐射冷却控制的朝向包封中心的冷却流。这种冷却流最终在环面中形成一个核心，由于角动量再次转移到那里，一个薄的吸积盘和一个薄的排泄盘从该核心向外扩散。评估和比较的时间尺度为两个内部流，吸积环一般起源于一个两层吸积流中，薄的吸积盘夹在厚吸积流，除非吸积率很低。研究了薄排泄盘和厚排泄流的性质。薄的排泄盘预计将终止于4倍于吸积环半径的距离，并在那里形成另一个环，除非伴星的潮汐效应存在。另一方面，稠密的排泄流很可能变成到达无穷远的超音速风流。
2021-05-14 astro-ph.HE
Smearing of mass accretion rate variation by viscous processes in accretion disks in compact binary systems
来自伴星的质量供给率的变化可以被吸积盘内部的粘性过程所掩盖。当流动到达内边缘时，X射线的变化不需要反映外边缘处速率的真实变化。然而，如果粘性在平均值附近波动，则可以预期粘性时间尺度也在平均值附近扩展。在HMXB中，粘性开普勒盘的尺寸较小，因此与LMXB相比，这种传播可能更低。如果粘度有增加或减少的趋势，则将系统地修改增强发射之间的间隔。在没有充分了解质量供应率的变化外边缘，我们研究理想的情况下，调制必须发生在轨道的时间尺度时，有一个椭圆形的轨道。我们使用长期RXTE/ASM（1.5-12 keV）和Swift/BAT（15- 50 keV）数据研究了一些紧凑型双星，以寻找这种效应，并推断这些结果可以告诉我们有关各自磁盘内的粘性过程。我们采用三种不同的方法来寻找X射线变化的周期性印记，发现在所有情况下，功率密度谱中的峰值位置与轨道频率一致。有趣的是，在HMXB中，峰值是尖锐的，具有高均方根值，这与风馈系统中的小开普勒圆盘一致。然而，在具有较大开普勒圆盘的LMXB中，峰值以低得多的均方根值展开。X射线反射，或也可能导致这种X射线调制的超级驼峰现象不会受到开普勒圆盘大小的影响。我们的结果证实了不同大小的开普勒磁盘在2类双星。如果一个双星系统的轨道周期是未知的，它可以得到合理的精度为HMXB和LMXB的精度较低的方法。
2016-08-09 astro-ph.HE
Evidence for different accretion regimes in GRO J1008-57
我们提出了一个全面的光谱分析的BeXRB GRO J1008-57的亮度范围内的三个数量级使用NuSTAR，朱雀和RXTE数据。我们发现显着的光谱参数与光度的演变。特别地，在$10^{36}$ $-$ $10^{37}$ erg与$^{-1}$之间的中间亮度处，光子指数随着亮度的增加而变硬。这种演化是稳定的，并在不同的爆发中反复观察到。然而，在观测到的光度范围的极端，我们发现相关性破裂，具有至少$3.7σ$的显著性水平。我们的结论是，这些变化表明过渡到不同的吸积制度，其特征在于不同的减速过程，如库仑或辐射破碎。我们比较了我们观测到的这些跃迁的光度水平的理论预测和讨论的基本中子星参数的变化，这些理论光度值。最后，我们给出了2014/15年独特的“三重峰”爆发的详细光谱，它不适合一般的光度参数演化。另一方面，脉冲轮廓与在这个光度水平上的预期一致，反对吸积几何形状的变化。总之，GRO J1008-57是一个理想的目标，以研究不同的吸积制度，由于良好的约束，其宽带光谱连续演化超过几个数量级的光度。
2017-08-15 astro-ph.HE
Kilohertz quasi-periodic oscillations from neutron star spreading layers
当弱磁化中子星（NS）周围的吸积盘接触恒星表面时，它应该减速以匹配NS的旋转，形成边界层。由于可能导致这种制动的机制显然是低效的，因此将该层视为具有可忽略的径向范围和结构的扩展层（SL）是合理的。我们进行流体动力学的2D光谱模拟的SL，考虑光盘作为一个源的物质和角动量。新的、快速旋转的物质与先前存在的、与恒星共同旋转的相对缓慢的物质的相互作用导致了能够传递角动量并在动力学时间尺度上产生变化的不稳定性。对于小吸积率，我们发现，SL是不稳定的加热不稳定性，破坏了初始的纬度对称性，并产生大的偏差，两个半球之间。这种不稳定性也会导致轴对称性的破坏，因为相干流结构形成并间歇地从SL逃逸。在增强的吸积率，SL是倾向于剪切不稳定性，并作为一个源的斜波向两极传播，导致模式，再次打破轴对称。我们计算了在不同倾角下观察的SL的人工光变曲线。大多数模拟的光变曲线显示在接近1kHz的频率下振荡。我们解释这些振荡的SL的边界附近的剪切不稳定性激发的惯性模式。它们的频率、对通量的依赖性和振幅变化可以解释在许多低质量X射线双星中观察到的高频对准周期振荡。
2020-05-21 astro-ph.HE
Nucleosynthesis of heavy elements in gamma ray bursts
在伽马射线暴中产生瞬发和余辉的超相对论喷流，大概是由一个中心引擎驱动的，该引擎由围绕旋转的黑洞的致密吸积盘组成。我们考虑这样的发动机，由自由核子，电子-正电子对，氦核，和冷却的中微子发射。盘中中子的显著数密度为流出物和射流中的富中子等离子体提供了条件。在离黑洞150-250引力半径的吸积流中也会形成重核。我们研究的过程中的伽玛射线暴引擎，根据其物理特性。我们的结果可能对伽玛暴余辉中的喷流减速过程和重元素观测具有重要的意义。
2015-04-01 astro-ph.HE
MHD instabilities in accretion mounds on neutron star binaries
本文用数值方法求解了中子星极冠物质轴对称静态MHD平衡的Grad-Shafranov方程。从平衡的解决方案，我们探讨了稳定的吸积丘使用PLUTO MHD代码。我们发现，压力驱动的模式打破了平衡超过一个阈值丘质量，形成动态结构，因为物质遍布中子星表面。我们的结果表明，磁场的局部变化将显着影响的形状和性质的回旋特征观察到的高质量X射线双星的光谱。
2013-05-13 astro-ph.HE
Dramatic spectral transition of X-ray pulsar GX 304-1 in low luminous state
本文报道了X射线脉冲星GX 304-1在低光度时能谱的显著变化。特别是，我们发现，典型的吸积恒星，包括GX 304-1在较高的亮度$L_{\rm X}\sim 10^{36} - 10^{37}$尔格的$^{-1}$，转换在较低的亮度$L_{\rm X}\sim 10^{34}$尔格的$^{-1}$到一个两个组件的光谱峰值约5和40千电子伏的截止幂律谱。我们认为，所观察到的过渡对应的变化的主要机制负责的吸积流的减速。我们认为，在低吸积率的吸积流能量释放在大气中的中子星，和源光谱中的低能量分量对应于热辐射的光学厚，加热的大气层。对高能成分最合理的解释是由磁康普顿散射再处理的回旋辐射或在过热的上层部分康普顿化的深大气层的热辐射。还讨论了替代方案。
2018-12-20 astro-ph.HE
Investigating field burial by magnetically confined accretion mounds on Neutron Stars
本文通过求解静磁Grad-Shafranov方程研究中子星吸积堆的磁约束问题，发现环形吸积堆向赤道扩展导致偶极矩下降，证实了磁场掩埋现象，并探讨了硬地壳、海洋及四极-偶极磁场下的配置。
2025-07-11 astro-ph.HE
Nucleosynthesis of elements in gamma ray bursts engines
我们考虑的伽马射线暴（GRB）的中央引擎，是由一个大质量的旋转恒星或紧凑的双合并崩溃。发动机是一个热而致密的吸积盘，它由自由核子、电子-正电子对和氦组成，并由中微子发射冷却。在内盘体中的中子的显着的数密度提供了条件，在伽玛射线暴流出或射流中的富中子等离子体。如果吸积率很大，氦会在内盘中合成，重核也会在距离黑洞150-250 $r_{g}$的外盘中形成。我们研究的过程中的伽玛射线暴引擎，根据其物理特性。伽玛射线暴的中央发动机是在一个密集和热盘的框架中进行流体动力学建模的，该盘以高速率（每秒高达1个太阳质量）吸积到最大旋转的恒星质量的黑洞上。重核的合成直到锗和镓，然后是核反应网络。克尔黑洞的高速吸积为引擎活动提供了动力，并为盘中重核的有效合成创造了条件。这些过程可能具有重要的观测意义的喷流减速过程中观察到的伽玛暴余辉谱中的重元素。
2016-09-29 astro-ph.HE
Evidence of spreading layer emission in thermonuclear superbursts
当一颗中子星从低质量X射线双星中的伴星吸积物质时，吸积的气体通过边界/扩散层沉降到恒星表面。在极少数情况下，聚集的气体会经历一次由中子星大气层深处的碳燃烧提供动力的强大热核超级爆发。在本文中，我们应用非负矩阵分解谱分解技术，以显示在4U 1636-536的超暴期间的光谱变化可以由两个不同的组件来解释：1）以变温黑体辐射分量为特征的超暴发射，和2）具有常数$\sim$ 2.5 keV的准普朗克分量，温度在通量中以因子$\sim$ 15变化。准普朗克分量的谱在形状和特征上与中子星低质量X射线双星吸积/持续谱中观测到的频率分辨谱一致，并且与Inogamov & Sunyaev（1999）的扩展层模型的预测一致。我们的结果是另一个观测证据，表明超级爆发-也可能是正常的X射线爆发-引起盘星边界的变化。
2016-06-02 astro-ph.HE
MRI turbulence and thermal instability in accretion disks
黑洞吸积研究中的一个长期难题是热不稳定性的存在与否。经典理论预测环绕的吸积盘是不稳定的，一些自洽的MHD模拟也是如此。然而，强吸积源的观测通常不能在预期的时间尺度上表现出周期性或不稳定的动力学。本文检查是否湍流起伏阻碍热不稳定性。它还询问在湍流背景下进行线性稳定性分析是否有意义。这些问题进行了探讨与一组MRI模拟在热不稳定的本地箱结合随机方程，近似的磁盘能量。这些模型表明，磁盘的热行为显着偏离层流理论，但最终发生热失控。我们发现，磁盘温度演变为有偏随机游走，而不是增加指数，从而产生广泛的传播的结果，不稳定性往往延迟了几个热时间。我们构建了一个统计理论，描述了一些这种行为，强调“逃逸时间”及其相关的概率分布的重要性。总之，湍流波动本身不能稳定盘，但它们可以削弱和延迟热不稳定性。
2017-03-01 astro-ph.HE
X-ray emission from magnetized neutron star atmospheres at low mass accretion rates. I. Phase-averaged spectrum
最近在低光度下对X射线天体的观测首次将高磁化中子星大气在低质量吸积率下的发射理论模型（$\dot{M} \lesssim 10^{15}$ g s $^{-1}$）与宽带X射线数据进行了比较。本文的目的是研究中子星大气中低$\dot{M}$的光谱形成，并对发射区的物理性质进行参数研究。我们得到的静态大气的结构，假设库仑碰撞是占主导地位的减速过程。大气的上部被制动等离子体强烈加热，达到30-40 keV的温度，而其密度更大的等温内部则要冷得多（~2 keV）。我们数值求解了磁康普顿散射、自由-自由过程和电子碰撞激发引起的非热回旋辐射的大气中的偏振辐射转移。在低光度X射线谱仪中观察到的强偏振发射光谱具有双峰形状。低能量的“热”成分主要是非常光子，由于它们在软能量下的平均自由程很长，它们可以从更深的层离开大气。我们发现，即使在没有碰撞激发的情况下，在加热的非等温部分的大气中，由于共振康普顿化，也会形成一个高能量的成分。然而，后者影响两种组分的比例。强回旋加速线起源于光学薄的最上部区域。模型与GX 304-1的NuSTAR和Swift/XRT观测的拟合提供了具有合理参数的数据的准确描述。因此，该模型可以再现在低光度X射线谱仪中观察到的特征双峰谱，并提供了对谱形成的见解。
2021-04-14 astro-ph.HE
Spreading layers in accreting objects: role of acoustic waves for angular momentum transport, mixing and thermodynamics
在白矮星或中子星上的高速吸积盘被认为会导致扩展层（SL）的形成-物体表面上的带状结构，其中吸积物质在向下旋转的同时稳定地向极（极向）方向扩展。为了评估其基本特性，我们进行二维流体动力学模拟的超音速SL在相关的形态与一个简单的处方冷却。我们表明，超声剪切自然存在于SL的基础上不可避免地驱动声波不稳定性，引起大规模的声学模式的SL的演变。这些模式主导动量和能量的传输，其本质上是全局的，并且不能通过某种形式的局部有效粘度（例如$α$ -粘度）来表征。全球性的波驱动运输应该有重要的影响触发I型X射线爆发的低质量X射线双星。波的非线性演化成激波系统驱动了SL的有效重新排列（敏感地取决于流动的几何性质）和减速，SL最终变成跨音速的，并且容易受到常规开尔文-亥姆霍兹不稳定性的影响。我们解释这一演变的全球结构的SL和建议，SL材料与底层恒星流体的混合应该成为有效的吸积物体的表面上，在中间纬度的流量已经明显减速。在近赤道地区的运输是由声波和混合是效率较低。我们推测，这种纬度上的非均匀性混合吸积白矮星可能与观察到的双极形态的经典新星喷出物。
2015-11-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
Single X-ray Bursts and the Model of a Spreading Layer of Accreting Matter over the Neutron Star Surface
I型X射线爆发的速率超过了热核爆炸中爆发之间的物质完全燃烧时的预期速率，这可以用来自中子星表面上的吸积盘的物质扩散层模型来解释。在具有高持久发光度$4\times 10^{36}\ \mbox{erg s}^{-1}\leq L_{X}\leq 2\times 10^{37}\ \mbox{erg s}^{-1}$的爆发子中观察到这种过量。在这个模型中，吸积物质主要在两个高纬度的环带中沉积到恒星表面。尽管随后物质在整个恒星上扩散，但这些区域的表面密度比平均密度高2-3个数量级，这决定了主要的点火概率。在一个环形区域中热核爆炸后的火焰（初始爆发）通过密度较小的物质传播到另一个区域并在其中引发第二次爆炸（重复爆发）的多个事件对观察到的爆炸率的过度做出了一定的贡献。然而，在这些区域中的物质的局部爆炸之后，该区域中的燃烧迅速消失而不影响其他区域，对超过预期的爆炸率做出了明显更大的贡献。
2018-11-30 astro-ph.HE
Circumbinary Accretion from Finite and Infinite Disks
利用{ \footnotesize AREPO}对环双星盘吸积过程进行了二维粘性流体动力学模拟。我们解决了吸积流从一个大规模的CBD到流光和磁盘周围的个别二进制组件。扩展我们最近的研究\citep{mun19}，我们认为圆形双星与各种质量比（$0.1\leq q_{\rm{b}}\leq1$）和研究吸积从"无限“，稳定供应盘和有限大小，粘性传播环面。对于"无限“盘，可以达到全局稳定状态，并且吸积可变性对于$q_{\rm{b}}>0.5$具有主频率${\sim}0.2Ω_{\rm{b}}$，对于$q_{\rm{b}}<0.5$具有主频率$Ω_{\rm{b}}$，（$Ω_{\rm{b}}$是二进制角频率）。我们发现吸积“本征值”$l_0$ --每单位吸积质量从盘到双星的净角动量转移--总是正值，并且落在范围（$0.65$ - $0.85)a_{\rm b}^2Ω_{\rm{b}}$（其中$a_{\rm{b}}$为双星分离））内，对质量比和粘度的依赖很弱。当$q_{\rm{b}}\gtrsim0.3$ .从一个有限的环面的吸积可以分为两个阶段：一个初始的瞬态阶段，对应于填充的二进制腔，其次是一个粘性的伪稳定阶段，在此期间的环面粘性扩展和吸积到二进制。在粘性阶段，二元系每单位吸积质量的净扭矩接近$l_0$，即针对“无限”圆盘推导出的值。我们的结论是，从CBD吸积的类似质量的双星获得角动量和…
2019-12-17 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Variable spreading layer in 4U 1608-52 during thermonuclear X-ray bursts in the soft state
从中子星低质量X射线双星（LMXB）观测到的热核（I型）X射线爆发，对中子星的质量和半径以及中子星核的状态方程提供了约束。在这种分析中，人们作出了各种假设，却不知道这些假设是否合理。我们分析了LMXB 4U 1608-52的X射线爆发谱，目的是研究不同的持续发射成分对爆发的反应。在软光谱状态下的一些突发中，我们发现有两个可变的组件;一个对应于突发黑体组件和另一个光学厚康普顿组件。我们将后者解释为NS表面和吸积盘之间的扩展层，这是不存在的硬态爆发。我们建议，在软状态突发的光谱变化驱动的扩展层，可以覆盖几乎整个NS在最亮的阶段，由于增强的辐射压力的支持提供的突发，该层随后返回到其原始状态在突发衰减。因此，当使用软状态爆发导出NS质量和半径时，不满足两个假设：NS不是完全可见的，并且爆发发射在扩展层中被重新处理，导致发射光谱的失真。由于这些原因，NS质量和半径的限制，使用软状态的爆发是不同的，相比，使用硬状态的爆发。
2017-07-29 astro-ph.HE
Interacting Kilonovae: Long-lasting Electromagnetic Counterparts to Binary Mergers in the Accretion Disks of Active Galactic Nuclei
本文研究了发生在活动星系核吸积盘的中子星-中子星（NS-NS）或中子星-黑洞（NS-BH）合并喷出物的动力学和电磁（EM）特征。我们发现，喷出物和盘气体之间的相互作用导致的动力学和辐射的重要影响。我们展示了喷出物动力学的五个阶段：重力减速，滑行，Sedov-Taylor减速，从磁盘表面突破后的重新加速，动量守恒雪犁阶段。同时，喷出物的辐射非常明亮，其典型的峰值亮度达到$10^{43}-10^{44}~\rm erg~s^{-1}$的几倍。由于大部分的辐射能量是从合并喷出物的动能转换而来的，我们称这种爆炸现象为相互作用千诺瓦（IKN）。应该强调的是，IKNe是非常有前途的，明亮的EM对应的NS NS/BH NS合并事件在活动星系核盘。明亮的峰值亮度和长的上升时间（即，紫外波段10到20天，光学波段30到50天，红外波段100到100天），使得大多数巡天望远镜有足够的时间来探测IKN。然而，IKN的峰值亮度，峰值时间和光变曲线的演化模式与星系核中的超亮超新星和潮汐破裂事件相似，因此很难区分它们。但它也表明IKNe可能存在于记录的活动星系核瞬变中。
2022-11-06 astro-ph.CO astro-ph.HE
On the spreading layer emission in luminous accreting neutron stars
中子星表面的辐射可能包含了关于其大小的信息，因此对高能天体物理学至关重要。尽管关于发光吸积中子星的辐射数据非常丰富，但它们表面的辐射很难从它们的时间平均光谱中分离出来。最近的X射线瞬变源XTE J1701-462提供了一个独特的数据集，涵盖了有史以来最大的单一源的光度范围。本文用最大谱模型无关方法提取了吸积盘内部与中子星表面之间的边界层的谱。我们显示令人信服的证据表明，边界层的能谱几乎保持不变的因素的20个光源的光度的变化。它是相当宽的，并且不能用单一温度黑体光谱来描述，这可能是因为边界层的不均匀性和色温的扩展。观测到的边界层/扩展层辐射的最大色温为kT~2.4-2.6 keV，非常接近于光球半径膨胀X射线爆发中观测到的最大色温，这是由中子星表面的极限爱丁顿通量决定的。观察到的稳定性的边界层光谱和它的最大色温强烈支持理论模型的边界/扩散层的表面上的发光吸积中子星，假设存在一个区域发射在当地爱丁顿限制。在这种情况下，光度的变化会导致该区域大小的变化，但对光谱形状的影响较小。该模型的建立将为利用发光吸积中子星边界层/扩展层的辐射测量中子星的大小提供坚实的理论基础。
2013-06-26 astro-ph.HE
Nuclear uncertainties associated with the ejecta of a neutron-star black-hole accretion disk
基于中子星–黑洞吸积盘46万条轨迹，本研究量化未知核性质对重元素核合成丰度预测的数倍不确定性，并通过互相关识别相关核性质。
2024-04-03 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
Supermassive Black Hole in an Elliptical Galaxy: Accretion of a Hot Gas with a Low but Finite Angular Momentum
研究了缓慢旋转的热气体在超大质量黑洞上的吸积。与声速c_s相比，在邦迪半径r_B处的旋转速度较小。在深度r_c = l^2/G M_BH << r_B处的离心势垒阻碍了超音速吸积。我们考虑到饱和电子热导率和韧致辐射的能量损失的两个温度等离子体的密度和温度附近的Bondi半径类似的观察到的M87星系。电子热导率和自由-自由辐射的共同作用导致吸积等离子体的有效冷却和吸积气体在离心屏障区上方的亚音速沉降的形成。一个环形凝聚和一个中空的漏斗将环面与黑洞分开，出现在屏障附近。障碍物将流动分为两个区域：（1）具有缓慢的亚开普勒旋转的沉降区和（2）具有快速超音速近开普勒旋转的区域。离心势垒的存在导致吸积率dM/dt的显着降低相比，临界邦迪解决方案，γ =5/3。环面上的剪切不稳定性和相关的摩擦导致气体在赤道平面上沿两个方向缓慢扩散。结果，形成外（r>r_c）和内（r<r_c）盘。气体沿吸积盘进入ADAF内部流动区（r<r_c）。由于角动量是守恒的，外盘会将多余的角动量和部分落入环面的物质一起向外移动。哈勃太空望远镜在M87星系核周围的光发射谱线中观测到了这样的外开普勒盘。湍流导致旋转。我们讨论的特征时间，在此期间，湍流应导致的变化的方向的环面，吸积盘，并可能，喷流。
2011-01-28 astro-ph.HE
Accreting Neutron Stars in Low-Mass X-ray Binaries
INAF–Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布拉拉天文台）；University of Turku（图尔库大学）
本文综述低质量X射线双星中吸积中子星的研究，调查相关系统类别，研究I型X射线暴、吸积流物理，结合IXPE偏振结果等提供发射区域几何结构的新约束。
2026-10-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Explosions of Thorne-Zytkow objects
我们认为大质量的索恩-齐特科天体可以爆炸。索恩-齐特科天体（英语：Thorne-Zytkow object）是一颗理论上预测的具有中子核的恒星。当支持一个巨大的索恩-齐特科天体的核反应终止时，一个强烈的吸积会发生在中心的中子核。吸积率大到足以维持一个超爱丁顿吸积的中子核心。中子核可能会在一段时间后坍缩成黑洞。一个强大的大规模外流或喷流可以从超级爱丁顿吸积盘发射，坍缩的索恩-齐特科夫物体可以变成爆炸。喷出物大约有10兆太阳能，但爆炸能量取决于吸积何时被抑制。我们推测爆炸能量可能低至~ 1 e47 erg，这样的低能量爆炸可以像失败的超新星一样被观察到。最大可能的爆炸能量约为1 e52 erg，这样的高能爆炸可以被观测到为高能II型超新星或超亮超新星。Thorne-Zytkow天体的爆炸可能为锂和其他通过irp过程产生的重元素（如钼）在宇宙中的扩散提供了新的途径。
2018-01-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraints on black hole spins with a general relativistic accretion disk corona model
类星体中大质量黑洞周围的吸积盘的光谱峰值位于远紫外或软X射线波段，而这些波段通常是观测不到的。然而，在盘日冕模型中，来自盘的软光子在热日冕中被康普顿化为高能量，并且硬X射线光谱（亮度和光谱形状）包含来自盘的入射光谱的信息。从谱拟合中得到了黑洞自旋参数$a_{\ast}$的值，它分布在$\sim -0.94$到$0.998$的很大范围内.我们发现，倾斜角和质量吸积率很好地确定的频谱拟合，而结果是敏感的黑洞质量估计的准确性。如果黑洞质量测量的不确定性是四个因子，则对黑洞自旋没有严格的约束，这对于单历元混响映射方法是典型的。最近，利用速度分辨混响映射方法，黑洞质量测量的精度已经显著提高到$0.2-0.4$ ~dex（Pancoast等人，2014年）。如果质量测量精度达到$\la 50$ \%，则可以很好地约束黑洞的自旋.在吸积盘日冕的情况下，一小部分耗散在盘中的功率被传输到日冕中，因此对于相同的质量吸积率，吸积盘比裸盘薄，因为盘中的辐射压力减小。我们发现，薄盘近似，$H/R\la 0.1$，仍然是有效的，如果$0.3<\dot{m}<0.5$，提供了一半的耗散功率是辐射在电晕盘上方。
2015-11-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
GW190521 formation scenarios via relativistic accretion
最近的引力波瞬变GW 190521已经被LIGO-Virgo合作（LVC）解释为来自双黑洞（BH）合并。根据LVC参数估计，这些祖先中至少有一个落入所谓的对不稳定超新星质量间隙。这就提出了一个重要的问题，即这些祖先是如何以及何时形成的。在本文中，我们使用的吸积模型与超爱丁顿质量吸积率从广义相对论流体动力学模拟分析的情况下，GW 190521的原始祖细胞（OP）形成在较低的质量（和自旋）和增长的估计LVC参数的相对论吸积。我们认为，环境中的二进制浸没有密度梯度，以及依赖于马赫数的气体。以$z=0.82$的LVC参数估计作为吸积演化的终点，我们估计了三种不同红移的OPs的初始质量和自旋，分别为$z=100, \ 50$和$20$。我们发现了三种不同的可能的OP：$(i)$ $10^{-4} M_{\odot} - 3 M_{\odot}$几乎不旋转（与克尔自旋参数$a_{\star}< 10^{-2}$）的原始BH; $(ii)$ $3 M_{\odot} - 40M_{\odot}$缓慢旋转（$ 10^{-2} < a_{\star} < 0.5$）恒星质量BH; $(iii)$ $40M_{\odot} - 70M_{\odot}$ BH与一个中等的自旋参数$a_{\star}\sim 0.5$，这可能来自高质量的Pop III恒星的崩溃。质量扩散是由于不同的密度梯度和相对论马赫数…
2021-07-16 astro-ph.HE gr-qc
Evolution of the Magnetized, Neutrino-Cooled Accretion Disk in the Aftermath of a Black Hole Neutron Star Binary Merger
由致密双星合并形成的黑洞-环面系统是伽马射线暴（GRB）的可能发动机。在合并后残留物的早期演化过程中，环的状态是由中微子冷却和磁驱动加热过程的组合决定的，因此现实的模型必须包括这两种影响。本文利用谱爱因斯坦程序（SpEC）研究了磁化黑洞-中子星双星系统的并合后演化.我们使用有限温度的核物质状态方程，并在泄漏近似下考虑中微子效应。为了达到所需的精度，我们介绍了改进的SpEC的实施广义相对论磁流体动力学（MHD），包括使用立方体球多面体网格和改进的方法处理超音速吸积流原始变量恢复是困难的。我们发现，种子磁场触发一个持续的热源，但其热效应在很大程度上被抵消的吸积和扩展的环面从MHD相关的角动量输运。中微子光度在模拟开始时达到峰值，然后在前20 ms显著下降，但磁化和非磁化磁盘的方式大致相同。加热速率和盘的光度在此后下降得慢得多。这些演化特征对网格结构和分辨率、MHD方程的公式化和种子场强度不敏感，尽管湍流效应并不完全收敛
2017-10-20 astro-ph.HE gr-qc
