Continued cooling of the accretion-heated neutron star crust in the X-ray transient IGR J17480-2446 located in the globular cluster Terzan 5
我们提出了一个新的钱德拉观测(2016年7月进行)的中子星X射线瞬态IGR J17480-2446,位于球状星团Terzan 5。我们研究了这个系统中中子星地壳的持续冷却,该系统在2010年爆发时被加热。在IGR J17480-2446的最后一次观察后两年进行了这项新观察,因此,显著延长了冷却基线。我们重新分析了源的所有可用的钱德拉观测(但不包括Terzan 5中已知瞬变之一处于爆发状态的观测),并用我们的冷却代码NSCool拟合了获得的冷却曲线,这使得建模比以前对源进行的建模有了很大的改进。数据和我们的拟合模型表明,地壳仍然冷却约5.5年后爆发结束。中子星的地壳可能还没有达到壳核热平衡,预计会进一步冷却(这可以通过钱德拉在>5年内的额外观测来证实)。有趣的是,我们发现的迹象表明,热导率可能是相对较低的部分地壳相比,已推断为其他地壳冷却源,并初步建议,这一层可能位于周围的中子滴。这种差异的原因尚不清楚,但可能与IGR J17480-2446拥有一颗旋转相对缓慢的中子星(自旋为11 Hz),与已知或通常假设的其他冷却源相比,它具有相对较强的表面磁场($10^{9-10}$高斯)。
2019-05-21 astro-ph.HE
Type I X-ray bursts, burst oscillations and kHz quasi-periodic oscillations in the neutron star system IGR J17191-2821
本文详细研究了中子星瞬态IGR J17191-2821的X射线能量和功率谱特性。我们发现了四对同时千赫兹准周期振荡(kHz QPO)的实例。这些kHz QPO之间的频率差在315 Hz和362 Hz之间。我们还报告了五个热核I型X射线爆发的检测和发现的爆发振荡在~294赫兹在其中三个。最后,我们报告了一个微弱而短暂的爆发前兆,它发生在主爆发前两个月左右。我们的宽带光谱和变化特性的结果,使我们能够牢固地建立环礁源IGR J17191-2821的性质。
2009-08-27 astro-ph.HE
Indications for a slow rotator in the Rapid Burster from its thermonuclear bursting behaviour
我们进行时间分辨光谱的所有I型爆发的快速爆发(MXB 1730-335)检测与罗西X射线定时探测器。I型爆发在高吸积率下被探测到,达到爱丁顿光度的\sim 45%。我们发现的证据表明,在其时间分辨光谱缺乏规范冷却的爆发,但在本质上,热核。I型爆发率随着持续光度的增加而增加,远高于其他爆发低质量X射线双星突然下降的阈值。另一个已知的爆发率在如此大的质量吸积率范围内持续增加的源是11 Hz脉冲星IGR J17480 $-$ 2446。这可能表明快速爆发区的中子星也有类似的慢自旋。
2013-02-18 astro-ph.HE
Type I X-ray bursts and burst oscillations in the accreting millisecond X-ray pulsar IGR J17511-3057
本文报道了在吸积毫秒X射线脉冲星(AMXP)IGR J17511-3057的10个热核爆发中发现了自旋频率的爆发振荡。爆发振荡特性与持续AMXPs SAX J1808.4-3658和XTE J1814-338的特性一样,与间歇性爆发或非脉冲LMXB的爆发振荡相比是异常的。与SAXJ1808.4 -3658一样,它们在上升阶段而不是尾部显示频率漂移。也有证据表明谐波含量。IGR J17511-3057与其他两个持续爆发相比的不寻常之处在于,在所有爆发中都没有检测到振荡。随着吸积率的下降,爆发变得更亮,它们的上升/衰减时间尺度变得更短,而振荡幅度下降到检测阈值以下:首先在爆发峰值,然后在上升。来自IGR J17511-3057的爆发都没有显示出光球半径膨胀的证据(这可能会抑制振荡幅度),这使我们能够将距离上限设定为6.9 kpc。我们讨论了我们的研究结果的突发振荡机制的模型的影响。
2010-07-16 astro-ph.HE
High-energy characteristics of the accretion-powered millisecond pulsar IGR J17591-2342 during its 2018 outburst
IGR J17591-2342是最近发现的一颗正在吸积的毫秒X射线脉冲星,于2018年7月21日左右爆发。为了更好地了解这些系统在爆发事件中的物理作用,我们使用NICER,XMM-Newton,NuSTAR和INTEGRAL的数据在0.3-300 keV波段进行了详细的时间,时间和光谱分析。硬X射线20-60 keV爆发剖面由四个耀斑组成。在最后一次耀斑的最大值期间,我们在INTEGRAL JEM-X数据中发现了I型热核爆发。采用爱丁顿光度限制的光球半径膨胀爆发发射并假定各向异性发射,我们推导出距离为7.6+/-0.7kpc。在使用所有NICER 1-10 keV监测数据的时序分析中,我们观察到一个相当复杂的行为,从一个自旋上升期开始,然后是频率下降,一个恒定频率的事件,最后是不规则行为,直到爆发结束。使用INTEGRAL ISGRI数据检测到高达$\sim$ 120 keV的脉冲发射的1-50 keV相位分布被分解为三个傅立叶谐波,表明基波的脉冲分数从~10%增加到~17%,从~1.5到~4 keV,而对于能量<10 keV的较硬光子比软光子更早到达。IGR J17591-2342在0.3-150 keV波段的总发射光谱可以根据吸收compPS模型充分拟合,得到最佳拟合参数,柱密度为N_H=(2.09+/-0.05)× 10^{22} /cm 2,黑体种子光子温度kT_bb,种子…
2020-02-27 astro-ph.HE
Long tails on thermonuclear X-ray bursts from neutron stars: a signature of inward heating?
我们报道了在GS 1826-24的几分钟长的X射线爆发中发现了一小时长的尾。我们认为,尾巴是由于持久的热辐射从中子星信封。持久的排放可以解释为冷却更深的NS层,通过向内传导的热核壳闪光负责爆炸产生的热量加热。类似的,虽然稍短,尾巴也出现在EXO 0748-676和4U 1728-34的爆发中。在所有这些尾部中只检测到少量的冷却。这要么是由于尾光子的康普顿向上散射,要么更可能是由于其他稳定的核过程已经相当热的NS。
2009-02-02 astro-ph.HE
A micronova burst in the intermediate polar IGR J17014-4306
Universidade do Vale do Paraíba(巴西谷大学);Universidad Nacional de Hurlingham (UNAHUR)(乌尔希宁国立大学);Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)(国家科学研究委员会);Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE/MCTI)(国家空间研究所)
利用TESS数据在食双星IGR J17014-4306中探测到持续1.56天、总能量3.25×10^38 erg的短时光学爆发,其参数与磁约束吸积柱中的热核逃逸(微新星)一致,并估计了燃烧柱质量和复发时间。
2026-06-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
Systematic Uncertainties in the Spectroscopic Measurements of Neutron-Star Masses and Radii from Thermonuclear X-ray Bursts. I. Apparent Radii
低磁场中子星的质量和半径可以通过组合从热核X射线爆发期间的X射线光谱获得的不同可观测量来测量。其中一个量是每颗中子星的视半径,这是根据在爆发的冷却尾期间测量的X射线通量和光谱温度推断出来的,当时热核闪光被认为已经吞没了整个恒星。本文分析了从12个源观测到的446个X射线爆发的13,095个X射线谱,以评估中子星视半径测量中可能的系统效应。我们首先表明,绝大多数观察到的X射线光谱是一致的黑体函数在百分之几。我们发现大多数X射线爆发遵循X射线通量与温度之间的非常确定的相关性,这与整个中子星表面在冷却尾期间均匀发射是一致的。我们开发了一种贝叶斯高斯混合算法来测量这些源中中子星的表观半径,同时检测和排除少量的X射线爆发,表现出不规则的冷却行为。该算法还为我们提供了测量中的系统不确定度的定量测量。我们发现,这些误差的光谱测定中子星半径的X射线暴的冷却尾巴中的系统效应所引入的范围为$\simeq 3-8$ %。只要到每个源的距离的不确定性和X射线探测器的绝对校准不支配误差预算,这样的小误差就足以区分不同的状态方程。
2012-01-05 astro-ph.HE
The cooling rate of neutron stars after thermonuclear shell flashes
中子星上的热核壳闪光被探测为明亮的X射线爆发。传统上,它们的衰减用指数函数建模。然而,这并不是理论所预测的。在没有明显的核燃烧时,在爱丁顿极限以下的光度的函数形式是幂律。我们测试了指数和幂律函数形式对最好的数据:突发测量与高通量正比计数器阵列(PCA)上的罗西X射线定时探测器。我们选择了35个“干净”和普通(即,短于几分钟)的爆发,这些爆发来自14颗不同的中子星,它们1)显示出大的光度动态范围,2)受吸积盘扰动的影响最小,3)缺乏通过rp过程的长时间核燃烧。我们确实发现,对于每一个突发的幂律是一个更好的描述比指数函数。我们还发现,衰减指数是陡峭的,平均为1.8,并为每个爆发不同。这可以通过简并电子和光子对点燃层的比热容的贡献以及由于密度和温度的不透明度变化而导致的Stefan-Boltzmann定律的偏差来解释。对这一解释的详细验证产生了不确定的结果。虽然衰变指数的值是一致的,但模型计算不支持它随爆炸时间尺度(作为点火深度的代表)和时间的变化。
2013-12-18 astro-ph.HE
Neutron star cooling and the rp process in thermonuclear X-ray bursts
当吸积中子星的上层经历氦和氢的热核逃逸时,它表现出几keV的X射线爆发,冷却阶段通常为1~ 1 min。当氢过剩时,由于rp过程,氢聚变预计将在同一分钟内进行,该过程包括快速的质子捕获和缓慢的富含质子的同位素的β衰变。我们分析了1996年至2012年期间使用Rossi X射线定时探测器上的正比计数器阵列获得的1254个X射线爆发的高质量光变曲线,以系统地研究冷却和rp过程。这是一项研究的后续行动,该研究选择了37个来自缺乏氢的系统的爆发,并且在爆发期间只显示冷却。我们发现,辐射热光变曲线很好地描述了一个幂律和单侧高斯的组合。幂律衰减指数在1.3和2.1之间,与37次爆发样本的幂律衰减指数相似。有个别的爆发器具有较窄的范围。在所有爆发的一半中检测到高斯,典型的标准偏差为50 μ s,并且能量密度范围高达总能量密度的60%。高斯分布似乎与rp过程一致。高斯注量分数表明,层的rp过程是活跃的是不足的H的一个因素,至少有五个宇宙丰度。超紧凑X射线双星的所有爆发中有94%缺乏高斯分量,剩下的6%是边缘检测。这与这些双星中的氢缺乏是一致的。我们没有发现明显的相关性之间的幂律和高斯光曲线组件。
2017-08-29 astro-ph.HE
The 2015 outburst of the accretion-powered pulsar IGR J00291+5934: INTEGRAL and Swift observations
IGR J 00291 +5934是已知最快的吸积动力X射线脉冲星,在2004年的一次短暂爆发中发现。在本文中,我们报告了2015年爆发期间的积分和快速观测,持续了$\sim25$ d。自2008年以来,在爆发中没有观察到该源,这表明自发现以来,长期吸积率已经下降了两倍。2015年的平均宽带(0.1 - 250 keV)持续谱由热康普顿化模型很好地描述,柱密度为$N_{\rm H} \approx4\times10^{21}$ cm $^{-2}$,等离子体温度为$kT_{\rm e} \approx50$ keV,汤姆逊光学深度为$τ_{\rm T}\approx1$。在$\sim150$ keV能带的积分数据中检测到源的已知自旋周期处的脉动。我们还报告了在IGR J 00291 +5934上观察到的第一次热核爆发的发现,该爆发持续约7分钟,持续发射水平大致相当于爱丁顿吸积率的$1.6\%$。爆炸的性质表明,它主要是由氦点燃深度为$y_{\rm ign}\approx1.5\times10^9$克厘米$^{-2}$后,通过稳定燃烧的吸积氢耗尽。来自爆发的第一个$\sim20$ s的Swift/BAT数据提供了光球半径膨胀阶段的指示。假设是这种情况,我们推断源距离为$d = 4.2 \pm 0.3$ kpc。
2017-01-03 astro-ph.HE
Insight-HXMT observations on thermonuclear X-ray bursts from 4U~1608--52 in the low/hard state: the energy-dependant hard X-ray deficit and cooling saturation of the corona
本研究利用Insight-HXMT观测4U~1608--52低/硬态热核暴,发现硬X射线亏损及其50%饱和,揭示冕的分层冷却结构。
2025-02-27 astro-ph.HE
INTEGRAL and XMM-Newton observations of IGR J16418-4532: evidence of accretion regime transitions in a supergiant fast X-ray transient
我们报告了对超巨星快速X射线瞬变IGR J16418-4532的积分和XMM-牛顿观测的综合结果。观测的目标是IGR J16418- 4532 s轨道的X射线日食区域,在轨道相位的约25%范围内进行连续的积分观测,并在日食期间和日食之后分别进行两次长度为20 ks和14 ks的准同步XMM-牛顿观测。一个增强的INTEGRAL发射历史提供了19个以前未报告的爆发中确定的档案18-60千电子伏的数据集。XMM-牛顿日食观测显示出显著的铁辐射,通量为2.8*10^-13 erg cm^-2 s^-1(0.5 ~ 10 keV)。通过比较观测到的食和食后的流量,确定了超巨星通过恒星风的质量损失率为\dot{M}_{w} = 2.3-3.8*10^-7 M_{\odot} yr^-1。日食后的XMM-牛顿观测显示了一个动态的通量演化,包括X射线脉动的特征、一段时间的耀斑活动、结构化的nH变化以及有史以来第一次在脉动超巨星快速X射线瞬变中检测到X射线强度下降或“关闭状态”。考虑到起源的X射线倾角,我们得出结论,最适用的当前理论的X射线倾角的产生是康普顿冷却为主和辐射冷却为主的亚音速吸积制度之间的过渡内的“准球形”模型的风吸积。根据这一需要进一步确认的解释,IGR J 16418 -4532中的中子星拥有约10^14 G的磁场,首次提供了在超巨星快X射线瞬变中存在高磁化中子星的初步观测证据。I…
2013-05-02 astro-ph.HE
Flux decay during thermonuclear X-ray bursts analysed with the dynamic power-law index method
I型X射线爆发的冷却可以用来探测中子星包层的核燃烧情况。爆发的通量衰减传统上是用指数模型来模拟的,即使理论上的考虑预测了类似幂律的衰减。我们分析了Rossi X射线计时探测器观测到的五个低质量X射线双星的540个I型X射线爆发。我们根据观测到的源光谱状态(硬或软)对爆发进行了分组,标记了那些显示出光球半径膨胀(PRE)迹象的爆发。所有爆发的衰减相,然后拟合与动态幂律指数方法。该方法为探测吸积物质的化学成分提供了一种新的途径。我们的研究结果表明,在富氢源的幂律衰减指数是可变的,在爆发的尾巴和简单的冷却模型定性地描述了冷却可能是富氦源4U 1728-34和3A 1820-303。相反,富氢源4U 1608-52、4U 1636-536和GS 1826-24中的冷却明显不同,并且取决于光谱状态和是否发生PRE。特别是硬态爆发的行为与模型预测的不同,在低爆发通量下表现出冷却指数的特殊上升,这表明尾部的冷却比预期的要快得多。我们的研究结果表明,爆炸行为的驱动程序不仅是吸积率和吸积材料的化学成分,而且冷却,这是某种程度上与光谱状态。后者表明,中子星包层深处的燃烧层的性质可能会受到不同的影响,这取决于光谱状态。
2017-05-16 astro-ph.HE
X-ray bursts from the Terzan 5 transient IGR J17480-2446: nuclear rather than gravitational
2010年的瞬变中子星低质量X射线双星IGR J17480-2446爆发展示了一系列独特的X射线爆发,以及与这些爆发相关的毫赫兹(mHz)准周期振荡(QPO)。最近有人提出,这些是II型爆发,由引力能提供动力。这意味着目前基于核燃烧的mHz QPO模型是不正确的,这种定时特征不能作为测量中子星参数的工具。本文对IGR J17480-2446的Rossi X射线定时探测器数据进行了分析,结果表明该源的爆发性质与快速爆发源和GRO J1744-28观测到的II型爆发性质有很大不同。例如,非爆发通量与爆发通量的推断比值(~ 50-90)与IGR J17480-2446爆发的热核起源一致,但与II型爆发的比值(< 4)明显不同。我们的研究结果表明,IGR J17480-2446的爆发和mHz QPO是由核能提供能量的。
2011-02-28 astro-ph.GA astro-ph.HE nucl-ex
Rotational effects in thermonuclear Type I Bursts: equatorial crossing and directionality of flame spreading
在之前关于吸积中子星热核(I型)孕育的研究中,我们讨论并证明了旋转通过科里奥利力对燃烧火焰传播的影响的重要性。然而,该研究仅分析了科里奥利力系数$2Ω\cosθ$恒定的纵向传播情况。在本文中,我们研究了旋转对传播的影响,在纬向(纬度)方向,科氏力的变化从其最大值在两极到零在赤道。我们发现,在赤道的零科里奥利力,而影响的火焰的结构,并不阻止其传播从一个半球到另一个。我们还观察到结构的差异,向赤道传播的火焰和向极点传播,第二个更快。鉴于最近发现爆发子IGR~J17480-2446的低自旋频率为11 Hz(科里奥利效应应可忽略),我们还将模拟扩展到慢旋转。
2015-01-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
Thermonuclear Heating of Accreting Neutron Stars
本文提出用稳态核燃烧模型导出外壳-壳层热交换边界条件,并经 MESA 验证,以在长期热演化模拟中参数化研究吸积中子星的热核加热。
2025-08-29 astro-ph.HE
Multiwavelength characterisation of the accreting millisecond X-ray pulsar and ultra-compact binary IGR J17062-6143
IGR J 17062 -6143是一颗轨道周期为37.96分钟的超紧凑X射线双星(UCXB),拥有一颗毫秒X射线脉冲星,旋转频率为163 Hz,自2006年以来一直在从伴星吸积。确定UCXB中吸积物质的组成对于研究双星演化和中子星表面热核燃烧具有重要意义。在这里,我们提出了一个多波长的研究IGR J17062-6143旨在确定其吸积盘和伴星的详细属性。多历元光度紫外近红外光谱能量分布(SED)是一致的吸积盘$F_ν\proptoν^{1/3}$。的SED模型的吸积盘使我们能够估计外光盘半径$R_{out}=2.2^{+0.9}_{-0.4} \times 10^{10}$厘米和质量转移率$\dot{m}=1.8^{+1.8}_{-0.5}\times10^{-10}$ M $_{\odot}$年$^{-1}$。将其与从其X射线发射推断出的估计质量吸积率进行比较,表明$\gtrsim$ 90%的转移质量从系统中丢失。此外,我们的SED模型表明,在X射线光谱中看到的热发射分量是极不可能从吸积盘,因此必须代表从中子星表面的发射。我们的低分辨率光谱显示出蓝色连续谱,没有发射线,即缺乏H和He特征。根据目前的数据,我们不能最终确定伴星的性质,但我们提出了建议,为未来的研究,可以区分不同的可能演化历史的X射线二进制。最后,我们演示了如何多波长观测可以有效地用来找到更多的UCXB之间的LMXB…
2019-07-16 astro-ph.HE
The transitional millisecond pulsar IGR J18245-2452 during its 2013 outburst at X-rays and soft gamma-rays
IGR~J18245--2452/PSR J1824--2452I是一颗罕见的过渡吸积毫秒X射线脉冲星,它显示了旋转驱动的射电脉冲和吸积驱动的X射线脉冲之间状态转换的直接证据,被称为过渡吸积毫秒X射线脉冲星。IGR~ J 18245--2452是迄今为止唯一一颗表现出完整吸积情节的过渡脉冲星,其X射线光度达到了$\sim10^{37}$ ~erg~s $^{-1}$,允许其在2013年被INTEGRAL发现。在本文中,我们报告了2013年爆发时IBIS/ISGRI和INTEGRAL上的两个JEM-X监测器收集的数据的详细分析。我们利用一些互补的数据获得的仪器上XMM牛顿和雨燕,以执行平均宽波段光谱分析的源的能量范围为0.4 - 250千电子伏。我们已经发现,这是最困难的吸积毫秒X射线天体的光谱。我们改进了星历表,现在有效的整个爆发,并报告检测脉冲发射高达$\sim60$ keV的ISGRI($10.9 σ$)和费米/GBM($5.9 σ$)带通。在$\sim25\ μ$ s水平上,ISGRI和费米GBM 20 - 60 keV脉冲轮廓的对准是一致的。我们比较了在软X射线与\xmm \的软\gr射线的脉冲轮廓,并导出了基波和一次谐波的脉冲分数,以及基波的时间滞后,直到$150\ μ$ s,作为能量的函数。我们报告的热核X射线爆发探测与\Integ,并使用以前的I型X射线爆发的属性,我…
2017-04-25 astro-ph.HE
Discovery of X-ray pulsations in the Be/X-ray binary IGR J06074+2205
IGR J 06074 +2205是一个研究较少的X射线源,它有一颗Be伴星。它被认为是Be/X射线双星。在Be/X射线双星中,中子星上的吸积是通过Be星的星周盘的物质转移发生的。因此,在没有盘的情况下,不应检测到X射线。本工作的主要目的是研究IGR J 06074 +2205在盘丢失事件期间的静态X射线发射。我们表明,在时间的XMM-牛顿观测的decretion盘周围的Be星已经消失。尽管如此,吸积似乎是IGR J 06074 +2205中高能辐射的能量来源。我们报告发现的X射线脉冲的脉冲周期为373.2秒和脉冲分数的~ 50%。$0.4-12$ keV光谱由吸收功率定律和黑体成分很好地描述,最佳拟合参数为:$N_{\rm H}=(6.2\pm0.5) \times 10^{21}$ cm $^{-2}$、$kT_{\rm bb}=1.16\pm0.03$ keV和$Γ=1.5\pm0.1$。假设距离为4.5 kpc,吸收的X射线光度为$L_{\rm X}=1.4 \times 10^{34}$ erg s $^{-1}$。X射线脉动的探测证实了IGR J 06074 +2205是Be/X射线双星的性质。我们讨论了各种方案来解释这个脉冲星的静态X射线发射。我们排除了冷却的中子星表面和磁层发射,并得出结论,吸积是最有可能的情况。吸积物质的起源仍然是一个悬而未决的问题。
2018-02-13 astro-ph.HE
Inferring system parameters from the bursts of the accretion-powered pulsar IGR J17498-2921
本文通过改进 beansp 代码分析 IGR J17498-2921 的 I 型爆发,约束其燃料成分、距离和中子星质量等参数,并重新分析 SAX J1808.4-3658,发现其距离更近。
2024-10-22 astro-ph.HE
A "Hyperburst" in the MAXI J0556-332 Neutron Star: Evidence for a New Type of Thermonuclear Explosion
瞬态吸积中子星的研究为阐明中子星壳的性质提供了有力的手段。本文对瞬态低质量X射线双星MAXI J 0556 - 332中的中子星的演化进行了广泛的数值模拟。在过去的十年中,我们模拟了近20个观测结果,这些观测结果是在四次不同的爆发后的静止阶段获得的,考虑到恒星在吸积过程中由深地壳加热机制补充的一些浅热源的加热。我们表明,冷却数据是一致的,在过去三次爆发的浅层加热作用的单一来源,而一个非常不同的和强大的能源需要解释的中子星,~350 eV的极高的有效温度,当它退出第一次观察到的爆发。我们认为,在第一次爆发结束前几周,发生了一次巨大的热核爆炸,即富中子氧或氖同位素不稳定燃烧产生的“超爆”,释放出10^44尔格,密度约为10^11 g/cm ^3。这将是第一次观察到超爆,这些将是极其罕见的事件,因为爆炸层的建立需要大约一千年的吸积历史。尽管超暴的能量输出很大,但由于其深度,在吸积阶段并没有产生任何明显的光度增加,只能通过其对中子星后来冷却的印记来识别。
2022-02-08 astro-ph.HE
The influence of accretion geometry on the spectral evolution during thermonuclear (type-I) X-ray bursts
中子星(NS)的质量和半径可以从光球半径膨胀X射线爆发的观测中估算,只要光球的化学成分、观测光度范围内的光谱颜色校正因子和爆发期间的发射面积是已知的。通过对Rossi X射线定时探测器观测到的11颗低质量X射线双星的246个X射线爆发的分析,发现了爆发期间黑体归一化的持续光谱特性与时间演化之间的依赖关系。所有NS大气模型预测,颜色校正因子减少在早期冷却阶段时,亮度第一次下降到极限爱丁顿值以下,导致测量的黑体归一化的变化的特征模式。然而,模型的预测同意大多数突发发生在硬,低光度,“岛”光谱状态的观察,但很少在软,高光度,“香蕉”状态。所观察到的行为可能是由于吸积流,影响冷却的NS优先在软状态的突发。这一结果意味着,只有发生在硬,低光度光谱状态的爆发可以可靠地用于NS质量和半径的测定。
2014-10-02 astro-ph.HE
Relativistic X-ray reflection from the accreting millisecond X-ray pulsar IGR J17498-2921
本研究利用NuSTAR观测首次探测到吸积毫秒X射线脉冲星IGR J17498-2921的相对论X射线反射特征,拟合得到内盘半径、系统倾角及中子星磁场上限,还证实两次I型X射线暴的热核起源。
2024-09-11 astro-ph.HE
Ignition column depths of helium-rich thermonuclear bursts from 4U 1728-34
本文用RXTE、Chandra和INTEGRAL等方法分析了低质量X射线双星4U 1728 -34的热核(I型)X射线爆发。我们比较了爆炸能量和复发时间的变化作为吸积率的函数与数值点火模型的预测,包括在地壳中的加热和冷却的治疗。我们发现,测得的爆发点火柱深度显着低于理论预测值,无论假设的热结构的中子星内部。虽然钱德拉测量的吸积率可能被低估,但由于敏感带外的额外持久光谱成分,所需的校正因子通常为3.6,甚至高达6,这是不可信的。此外,对于RXTE和INTEGRAL,这种低估甚至更不可能,它们具有更宽的带通。对观测到的差异的可能解释包括剪切触发的混合的吸积氦更大的柱深度,导致更早的点火,或部分覆盖的吸积燃料的中子星表面。
2010-05-26 astro-ph.HE
Thermonuclear X-ray bursts from LMXB 4U 1636$-$536 observed with AstroSat
我们报告的结果从12热核X射线爆发的研究在6 AstroSat观测的中子星X射线二进制和著名的X射线爆发,4U 1636 $-$ 536。在这些X射线脉冲群中的三个脉冲群中观察到$\sim$ 581 Hz的脉冲群振荡,置信度为4 $-$ 5 $σ$。上升阶段爆发振荡显示出在3 $σ$置信度下分数均方根幅度的下降趋势,这是迄今为止AstroSat观测到的热核火焰传播的最有力证据。在上升的最初0.25秒期间,观察到非常高的值(34.0 $\pm$ 6.7%)。分数振幅分布的凹形状提供了一个强有力的证据,纬度依赖的火焰速度,可能是由于科里奥利力的影响。我们观察到衰减阶段的振荡幅度与上升阶段期间观察到的幅度相当,这可能是由于两个表面模式以及冷却尾流的综合作用。由于中子星的快速旋转而产生的多普勒频移可能会导致硬脉冲先于软脉冲,从而导致软滞后。使用PRE突发估计的到源的距离与$\sim$ 6 kpc的已知值一致。
2021-09-07 astro-ph.HE
The return of the bursts: Thermonuclear flashes from Circinus X-1
我们报告了在2010年5月的X射线再增亮期间,用RXTE和Swift对奇特的X射线双星Circinus X-1进行了15次X射线爆发的观测。这是25年前坦南特和合作者首次发现X射线爆发后,从源观测到的第一次X射线爆发。通过研究它们的光谱演化,我们确定其中9个爆发为I型(热核)X射线爆发。我们得到了一个角秒位置的爆发,确认一劳永逸的识别Cir X-1作为I型X射线爆发源,因此作为一个低磁场吸积中子星。RXTE观测到的前五个爆发很弱,并且显示出近似对称的光变曲线,没有可检测到的冷却迹象。我们讨论了它们的可能性质。最后,我们探讨了一种情况,以解释为什么Cir X-1现在显示热核爆发,而不是在过去,当它被广泛观察和以类似的速度吸积。
2010-07-08 astro-ph.HE
IGR J17480-2446: a new class of accreting binaries?
最近在低质量X射线双星(LMXB)中发现了长周期、低磁场的双星,这对标准的演化假设提出了挑战。这些磁星的磁场强度与毫秒磁星($\sim 10^8 - 10^9$ G)相当,但它们的周期至少要长一个数量级。我们讨论的起源,这类新的类内的LMXB形成的标准图片和IGR J17480-2446的情况下,我们的结果。在最小冷却方案的框架下,通过考虑不同吸积率对Roche瓣溢出过程的影响,数值研究了双星系统的磁热演化。我们发现,除了标准的毫秒星,长周期低磁场星也应该预期作为一个可能的结果的二进制演变,这取决于在罗奇瓣溢出的吸积率的强度。特别是,我们认为IGR J17480-2446属于这一类新的对象。
2014-12-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
On the impact of an intermediate duration X-ray burst on the accretion environment in IGR J17062-6143
我们报告了IGR J17062-6143在2020年6月中间持续时间I型X射线爆发后的X射线发射的光谱分析。利用中子星内部成分探测器,我们在MAXI/GSC探测到爆发后三小时开始观察源,并在随后的十二天内监测源。我们观察了X射线爆发冷却阶段的尾端,发现在爆发后的三天内,X射线通量相对于其历史值严重降低。我们解释这种强度下降的内部吸积盘逐渐恢复后,被扰动的爆发照射。叠加在该趋势上,我们观察到$1.5$ d间隔,在该间隔期间,X射线通量急剧低于更宽的趋势。这种通量的下降可以被隔离到能谱中的非热分量,这表明它可能是由不断发展的日冕引起的。此外,我们在单次$472$ s观测中检测到$6.3σ$显著的3.4 keV吸收线,同时爆发发射仍然明亮。我们初步确定这条吸收线是来自恒星表面燃烧灰烬的引力红移吸收线,可能与${}^{40}{\rm Ca}$或${}^{44}{\rm Ti}$有关。
2021-07-28 astro-ph.HE
An unusual type-I X-ray burst from the neutron star X-ray binary IGR J17591-2342: a double-photospheric-radius-expansion burst?
本研究在中子星X射线双星IGR J17591-2342的I型X射线暴中发现双光球半径膨胀的罕见特征,对现有热核暴理论提出挑战,并给出可能的物理解释方向。
2025-06-19 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Broad-band X-ray spectral and timing properties of the accreting millisecond X-ray pulsar IGR J17498$-$2921 during the 2023 outburst
该研究利用多卫星数据分析了2023年爆发期间毫秒脉冲星IGR J17498$-$2921的宽波段光谱与计时性质,探测到401 Hz脉冲和五次I型X射线暴,并通过反射模型拟合约束了系统参数和磁场强度。
2024-11-05 astro-ph.HE
On a re-examination of neutron star cooling in transient sources -- No shallow heating required?
Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université Libre de Bruxelles(布鲁塞尔自由大学天体物理研究所);Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna(拉古纳大学天体物理学系);Instituto de Astrofísica de Canarias(加那利天体物理研究所);Center for Nuclear Astrophysics across Messengers (CeNAM)(跨信使核天体物理学中心);Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学天文学研究所)
通过引入考虑热核加热泄漏的新边界条件,使用nscool代码模拟了八个爆发事件的中子星冷却,发现其中七个无需额外的浅层加热即可解释观测到的有效温度。
2026-06-01 astro-ph.HE
Evidence for enhanced persistent emission during sub-Eddington thermonuclear bursts
热核爆发的时间分辨X射线光谱分析的标准方法包括减去作为背景的爆发前发射。这种方法隐含地假设持续通量在整个突发中保持恒定。我们重新分析了罗西X射线定时探测器从40个源观测到的332个光球半径膨胀爆发,在我们的光谱拟合中引入了一个倍增因子$f_a$。我们发现,对于大多数光谱的最佳拟合值的$f_a$是显着大于1,这表明持续发射通常增加在一个突发。$f_a$值升高不仅在爆破的半径扩张间隔期间发现,而且在冷却尾部也测量到。修改后的模型的结果在一个较低的平均值的$χ^2$拟合统计,表明优越的光谱拟合,但还没有达到正式的统计一致性的水平,为所有的光谱。我们解释的$f_a$值升高的质量吸积率的增加到中子星在爆发期间,可能产生的影响,坡印廷-罗伯逊阻力盘材料。我们测量了$f_a$与持续通量的负相关性,这与椎间盘响应的理论模型一致。我们认为,这种改进的方法可以提供更准确的爆发光谱参数,以及提供一个探针的吸积盘结构。
2015-01-09 astro-ph.HE
Evidence for crust cooling in the transiently accreting 11-Hz X-ray pulsar in the globular cluster Terzan 5
瞬态吸积中子星壳的瞬时加热和随后的冷却携带着关于其结构和各种核反应过程的独特信息。我们报告了一个新的钱德拉主任的任意时间观测的球状星团泰山5,旨在监测瞬态吸积11赫兹X射线脉冲星IGR J 17480 -2446停止后,其最近的10周长的吸积爆发。在观测期间,进行了约125天的静止,源显示的热谱,适合中子星大气模型与观测者在无穷远的kT~92 eV的温度。这比大约75天前发现的低10%,但比最近爆发前测量的静止基准面高20%。这可以解释为吸积加热的中子星地壳的冷却,并意味着地壳冷却后,短期吸积插曲是可观察到的。与中子星热演化模拟的比较表明,大量的热量必须在中子星内部的浅深度释放,这是不占在目前的核加热模型。
2011-11-04 astro-ph.HE
Probing the effects of a thermonuclear X-ray burst on the neutron star accretion flow with NuSTAR
越来越多的观测证据表明,在中子星表面点燃的热核X射线爆发会影响周围的吸积流。在这里,我们利用NuSTAR高达79千电子伏的优异灵敏度来分析X射线爆发对中子星LMXB 4U 1608-52吸积发射的影响。这个约200秒长的X射线爆发发生在硬X射线光谱状态下,峰值强度约为爱丁顿极限的30- 50%,没有光球半径膨胀的迹象。光谱分析表明,在X射线爆发过程中,吸积辐射增强了约5倍。我们还应用了一种线性无监督分解方法,即非负矩阵分解(NMF),来研究这个X射线爆发。我们发现,NMF表现良好,在表征突发发射的演变,是一个很有前途的技术,研究的基础吸积发射的变化,更详细的比可能通过传统的光谱拟合。对于4U 1608-52的爆发,NMF表明在X射线爆发期间吸积谱可能软化,这可能归因于日冕的冷却。最后,我们报告了一个小的(~ 3%),但显着上升的吸积排放约0.5小时前的X射线爆发,虽然目前还不清楚这是否与X射线爆发点火。
2016-01-07 astro-ph.HE
Continued Neutron Star Crust Cooling of the 11 Hz X-Ray Pulsar in Terzan 5: A Challenge to Heating and Cooling Models?
2010年,球状星团Terzan 5中的瞬变中子星低质量X射线双星和11 Hz X射线脉冲星IGR J 17480 -2446表现出了为期11周的吸积爆发。钱德拉在爆发结束后的五个月内进行的观测显示,中子星的地壳在吸积阶段变得相当热,随后在静止状态下冷却。这为探测地壳的结构和组成提供了难得的机会。在这里,我们报告新的钱德拉观测泰山5,延长监测~2.2年进入平静。我们发现,热通量和中子星的温度继续下降,但仍然显着高于2010年吸积阶段之前测量的值。这表明地壳还没有热松弛,可能会继续冷却。这种行为是很难解释在我们目前的理解加热和冷却的瞬态吸积中子星。或者,静态发射可能已经稳定在一个较高的观测平衡水平(对于相同的内部温度),在这种情况下,中子星壳可能已经完全冷却。
2013-08-23 astro-ph.HE
Type Ia Supernova Explosions from Hybrid Carbon-Oxygen-Neon White Dwarf Progenitors That Have Mixed During Cooling
有人提出了“混合”白矮星的产生,它是由一个在O-Ne壳层中的C-O核心组成的,研究表明,富C中心区域的点火使这些可行的热核(Ia型)超新星的祖先。最近的研究发现,当白矮星在吸积之前冷却时,C-O核心与周围的O-Ne混合,这导致大质量祖星中的中心C分数低于先前的假设。为了进一步研究混合白矮星作为热核超新星祖先的有效性,我们从一系列新的混合祖先中模拟了热核超新星,其中包括冷却过程中的混合效应。前身白矮星模型是用一维恒星演化程序MESA建立的,它代表了一颗恒星经过不稳定的内部混合阶段,然后是吸积,直到达到碳燃烧的点火条件。然后将MESA模型映射到FLASH模拟爆炸的二维初始条件。为了比较,对传统的C-O祖先白矮星进行了类似的模拟。通过比较爆炸的产率,我们发现,与早期的研究一样,与传统的C-O祖先相比,混合祖先中较低的C丰度导致56 Ni的平均产率较低。虽然未混合的混合WD也表现出类似的减少,在总铁族产率,混合的情况下,不和产生一个较小的分数的铁族元素的形式56镍。我们把这归因于点火所需的较高的中心密度和爆燃点火的中心或偏离中心的位置。
2019-10-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Urca cooling pairs in the neutron star ocean and their effect on superbursts
中子星上的吸积爆发将富含氢和/或氦的物质沉积到中子星的包层中。吸积物质的热核燃烧强烈地产生Urca对\textrm{---},这对原子核经历$e^-$ -俘获和$β^-$ -衰变的循环。Urca冷却中微子光度对$T^5$的强烈依赖意味着中子星内部的Urca对可能从吸积驱动的核反应中带走热量。在这项研究中,我们确定Urca对中子星的海洋\textrm{---}等离子体的离子和电子覆盖的中子星地壳\textrm{---},并证明Urca冷却发生在海洋的所有深度。我们发现,Urca对在海洋和地壳降低海洋的稳态温度在吸积爆发和不稳定的碳点火,这被认为是触发超级爆发,发生更深的比否则。然而,冷却的超暴光变曲线只受到Urca对冷却的轻微影响,因为在高温的超暴后海洋中,超暴峰值辐射光度$L_{\rm peak}$总是比Urca对中微子光度$L_ν$大得多。
2016-11-10 astro-ph.HE
NICER observes a secondary peak in the decay of a thermonuclear burst from 4U 1608-52
我们报告的第一次低于1.5千电子伏,探测到的次峰在爱丁顿有限的热核X射线爆发所观察到的中子星内部成分探测器(NICER)从低质量的X射线双星4U 1608-52。我们的时间分辨光谱的爆发是一致的模型组成的一个温度变化的黑体,和不断发展的持续通量的贡献,可能归因于吸积过程。在第二个峰值之前爆发强度的下降也可以在测热通量中看到。在下降之前,黑体温度达到最大值$\approx3$ keV。我们的分析表明,倾角和第二峰是不相关的光球膨胀,不同的星周吸收,或散射。相反,我们讨论的流体动力学不稳定性,热核火焰传播模型,并在冷却尾部的爆发再燃烧的背景下观察。
2019-08-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Millisecond oscillations in the bursting flux of SAX J1810.8-2609
SAX J1810.8-2609是一个微弱的X射线瞬变,主要以其异常低的静态热光度而闻名,这与标准的冷却模型不一致。它也是一个小样本的恒星,其质量和半径已估计使用光谱模型的一个热核爆发。在这里,我们报告的发现毫秒振荡的I型热核X射线爆发从SAX J1810.8-2609在2007年爆发期间,由RXTE观察。在观察到的六个爆发中的一个的衰减期间,在531.8 Hz处存在强信号(Leahy归一化功率为71.5,4.5e-9与试验次数的保守估计一致的机会)。检测到振荡持续约6秒,在此期间,它们的频率以类似于其他突发振荡源的方式从531.4 Hz增加到531.9 Hz。发现的毫秒振荡精确地确定了中子星的自旋频率,这对于光谱建模、相关质量半径推断以及理解恒星的演化状态和冷却行为都很重要。截至2018年4月,该源再次爆发,为获取爆发振荡搜索的新材料提供了短暂的机会。
2018-05-25 astro-ph.HE
Neutrino Signal of Collapse-Induced Thermonuclear Supernovae: The Case for Prompt Black Hole Formation in SN1987A
坍缩引起的热核爆炸(CITE)可以解释核心坍缩超新星(CCSNe)。我们提出了一个初步的分析CITE预测的中微子信号,并将其与SN 1987 A的中微子爆发进行比较。对于强CCSNe,如SN 1987 A,CITE预测了一个原中子星(PNS)吸积阶段,伴随着相应的中微子光度,可以持续几秒钟,并被黑洞(BH)形成突然切断。中微子的亮度可以在几秒到几十秒的死时间后通过吸积盘发射恢复。相比之下,CCSNe的中微子机制预测了一个较短的PNS吸积阶段,随后是一个缓慢下降的PNS冷却光度。我们重复文献中使用的统计分析来解释中微子机制,并将其应用于CITE。中微子爆发的前1-2秒同样符合CITE和中微子机制。然而,数据暗示在t=2-3秒时光度下降,与中微子机制有一定的张力,同时自然归因于CITE中BH的形成。SN 1987 A在5秒时发生的中微子事件表明,吸积盘在那时形成。我们进行2D数值模拟,表明CITE可能能够容纳这个光盘形成时间,同时再现喷出的$^{56}$镍质量和喷出物动能内的因素2-3的意见。我们估计的盘中微子光度,并表明它可以大致匹配的数据。这表明BH的直接形成与SN 1987 A的中微子爆发是相容的。利用目前的中微子探测器,下一个银河系CCSN的中微子爆发可能会给我们提供实时形成事件视界的前排座位。对事件视界附近现象的了解激发了建造几个兆吨中微子探测器,每年对河外CCSNe进行观测…
2016-01-13 astro-ph.HE
Type-I X-ray bursts reveal a fast co-evolving behavior of the corona in an X-ray binary
虽然很长一段时间以来,人们一直认为日冕在模拟X射线双星(XRB)的特征爆发中起着关键作用,但对它们的了解仍然很少。I型X射线爆发,即发生在中子星(NS)表面的热核闪光,可以用作NS XRB最内部区域的探测器,那里的日冕被认为非常靠近NS。我们报告发现了一个微小的生命周期的日冕,这是迅速共同演变的I型爆发叠加在爆发的NS XRB IGR J17473 $-$ 2721。这一发现可能是直接看到XRB中日冕快速消失和形成的第一个证据,其冷却/加热时间尺度小于1秒,这可以强烈限制XRB中吸积模型的工作。
2013-04-19 astro-ph.HE
Strong neutrino cooling by cycles of electron capture and $β^-$ decay in neutron star crusts
吸积中的中子星外壳(包括其最外层的一公里)的温度是由高密度核反应加热、中微子冷却和来自内部的热传输决定的。被加热的地壳被认为会影响较浅深度的可观测现象,例如吸积包层中的热核爆发。在这里,我们报告说,电子捕获和它的逆周期,$β^-$衰变,涉及富中子核在一个典型的深度约150米,冷却外中子星地壳发射中微子,同时也热去耦的表层从更深的地壳。这种Urca机制已经在白矮星和Ia型超新星的背景下进行了研究,但迄今为止还没有考虑过中子星,因为以前的模型使用零温度近似计算地壳反应,并假设在任何给定的深度只有一个单一的核物种。这种热退耦意味着X射线爆发和其他地表现象在很大程度上与地壳深部加热的强度无关。因此,观测到的高能热核超级爆发的重现时间出乎意料地短,大约为几年,并不是热地壳的指示,而是指向中子星表面附近未知的局部加热机制。
2013-12-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Crust glass formation reveals the neutron star birth properties in IGR J17480-2446
Ioffe Institute(约费研究所)
通过分析IGR J17480-2446中子星地壳玻璃层的形成,确定其吸积物质质量约为2.4×10⁻⁶ M☉,证实其处于极早期吸积阶段,并揭示其诞生性质与电子俘获超新星相关。
2026-06-23 astro-ph.HE cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
The direct cooling tail method for X-ray burst analysis to constrain neutron star masses and radii
确定中子星(NS)的半径和质量有助于理解超核密度下物质的性质。低质量X射线双星中的NS在热核X射线爆发期间的热辐射为研究NS参数提供了一个独特的机会,因为它具有高通量、大的光度变化和光谱特性的相关变化。标准的冷尾方法利用热NS大气模型,将观测到的X射线爆发冷却阶段的光谱演化转换成爱丁顿通量F_Edd和恒星角尺寸Ω。然后将这些转换为对NS质量M和半径R的约束。在这里,我们提出了改进的,直接冷却尾部的方法,概括了标准的方法。首先,我们调整了冷却尾方法,以考虑对通量的热辐射修正。然后,我们通过将理论依赖性内插到给定的重力,直接在M-R平面上用理论模型拟合黑体归一化对通量的观测依赖性,从而确保M和R而不是F_Edd和Ω的先验信息很弱。利用SAXJ1810.8 - 2609中的光球半径膨胀爆发演示了直接冷却方法,该爆发发生在系统处于硬态时。与标准的冷却尾方法相比,置信区域向更大的半径移动了1 σ,对于该NS,在M=1.3-1.8 M_sun处给出R=11.5-13.0 km。
2016-11-29 astro-ph.HE
Cooling of neutron stars in soft X-ray transients with realistic crust composition
针对软X射线暂现源中宁静态中子星的冷却问题,使用基于热核灰烬成分的热力学一致新地壳模型模拟其热演化,并与传统模型及两个源的观测对比,发现新旧模型解释能力相似,均需额外因素拟合观测。
2024-11-21 astro-ph.HE
Actinide crystallization and fission reactions in cooling white dwarf stars
冷却的白矮星(WD)开始结晶时形成的第一批固体预计将大大富含锕系元素。这是因为WD物质的熔点标度为$Z^{5/3}$,且锕系元素具有最大的电荷$Z$。我们估计,这些固体可能富含锕系元素,它们可以支持裂变链式反应。这种反应可能会点燃碳燃烧,并导致热核超新星(SN Ia)中孤立WD的爆炸。我们的机制可能解释超新星Ia与sub-Bracrasekhar喷出物质量和短延迟时间。
2021-03-03 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Quiescent thermal emission from neutron stars in LMXBs
我们监测了低质量X射线双星中中子星在X射线强烈活动(爆发)活跃期后的静态热辐射。中子星壳的热弛豫的理论模型可以用来建立对壳的成分和输运性质的约束,这取决于所假设的天体物理情景。我们数值模拟了中子星地壳的热演化,并将其与五个源的推断表面温度进行了比较:MXB 1659-29,KS 1731-260,EXO 0748-676,XTE J1701-462和IGR J17480-2446。我们发现,MXB 1659-29,KS 1731-260和EXO 0748-676的演化可以很好地描述在地壳深部冷却的情况下。相反,我们发现,其他两个来源只能用地壳冷却以外的模型来解释。对于XTE J1701-462的特殊发射,我们提出了替代方案,如剩余吸积在静止期间,在外壳中的额外热源,和/或由于埋藏的磁场热隔离的内地壳。我们还解释了最近报道的IGR J17480-2446的温度与来自浅源的外地壳中的额外热沉积。
2015-02-19 astro-ph.HE nucl-th
Long thermonuclear burst driven thermal-viscous instability of accretion disk: triggering an outburst-like X-ray flare
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);School of Astronomy and Space Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学天文与空间科学学院);School of Science, Qingdao University of Technology(青岛理工大学理学院)
基于NICER和MAXI对中子星X射线双星MAXI J0911-655的观测,发现一次长时热核爆发后约一天出现类似爆发的X射线耀发,表明爆发辐射加热吸积盘引发热-粘性不稳定性,暂时增强吸积率。
2026-07-21 astro-ph.HE
Neutron star crust cooling in the Terzan 5 X-ray transient Swift J174805.3-244637
当中子星存在于短暂的X射线双星中时,它们的地壳层在吸积爆发期间变热,随后在静止时变冷。观测和模拟这种热响应,对中子星壳的物理性质产生了有价值的见解。然而,一个尚未解决的问题是在几个中子星的证据,一个额外的能源,位于地壳的浅深度,这是不占标准加热模型。它的起源仍然令人费解,目前还不清楚这种额外的加热是否发生在所有的中子星中,以及大小是否总是相同的。在这里,我们报告钱德拉观测,涵盖了2012年爆发的瞬态中子星X射线二进制斯威夫特J174805.3-244637在球状星团泰山5。中子星的温度在其8周吸积期后的头两个月内升高,但在100天内衰减到爆发前的水平。解释为快速冷却的吸积加热地壳,我们的模型与热演化代码所观察到的温度曲线。我们发现,有没有必要调用浅加热这个中子星,虽然额外的能量释放高达~1.4兆电子伏/核子是允许的当前数据(2西格玛置信度)。我们还提供了Terzan 5中11 Hz X射线脉冲星IGR J17480-2446的地壳冷却曲线上的两个新数据点,该脉冲星于2010年活跃。这颗中子星的温度仍然明显高于其爆发前的水平,但自2013年2月的测量以来,我们没有检测到温度变化。这与爆发后几年预计的冷却速度较慢是一致的。
2015-05-26 astro-ph.HE
The cooling phase of Type-I X-ray bursts in 4U 1636-53
低质量X射线双星(LMXB)热核X射线暴冷却阶段的时间分辨谱可以用来测量中子星的半径和质量。我们使用罗西X射线定时探测器的数据分析了LMXB 4U 1636-53的约300次爆发。根据爆发的性质和爆发时源的状态,我们将爆发分为三组,光球半径膨胀(PRE),硬非PRE和软非PRE爆发。对于这三种类型的爆发,我们发现,在冷却阶段的爆发的辐射热通量和温度之间的平均关系是显着不同的典型的$F \propto T^4$关系,预计如果在中子星的表面上的表观发射面积保持不变的流量减少在衰变的爆发。我们还发现,一个单一的幂律不能拟合的平均通量-温度关系的任何三种类型的爆发,和通量-温度关系的三种类型的爆发是显着不同的。最后,对于三种类型的爆发,在爆发的衰减过程中,在不同的流量水平的温度分布是显着不同的。从以上我们得出结论,硬非PRE爆发点燃在富氢的气氛中,而软非PRE和PRE爆发的燃料是富氦。我们进一步得出结论,中子星大气中的金属丰度随着爆发的衰减而减少,这可能是因为重元素在大气中的下沉速度比H和He快。
2010-10-12 astro-ph.HE
The neutron star transient and millisecond pulsar in M28: from sub-luminous accretion to rotation-powered quiescence
球状星团M28中的X射线瞬变IGR J18245-2452包含第一颗在旋转动力和吸积动力脉动之间切换的中子星(NS)。我们分析了2013年3月至4月由Swift观测到的25 d长的爆发,其峰值辐射光度约为爱丁顿极限(L $_{E}$)的6%,并给出了2013年4月7日观测到的热核爆发的详细性质。我们还对新的和存档的Chandra数据进行了详细分析,我们使用这些数据研究了2002年至2013年期间IGR J18245-2452的静态发射。总之,这些观测涵盖了几乎五个数量级的X射线光度(L $_X$,0.5-10千电子伏)。斯威夫特光谱在爆发衰变期间软化(光子指数$Γ$从L $_X$ /L $_{E}$ =10 $^{-2}$以上的1.3到L $_X$ /L $_{E}$ =10 $^{-4}$时的~2.5),类似于其他NS和黑洞(BH)瞬变。在更低的光度下,深钱德拉观测揭示了硬($Γ$ =1-1.5),纯粹的非热和高度可变的X射线发射静止。因此,我们找到了在L $_X$ /L $_{E}$ ~10 $^{-4}$的光谱跃迁的证据,在爆发下降期间观察到的X射线光谱软化变成硬化,因为源去平静。此外,我们在2008年钱德拉光变曲线中发现了一个惊人的变化模式:在高L $_X$“活跃”状态(L $_X\simeq$ 3.9x10 $^{33}$ erg/s)和低L $_X$“被动”状态(L $…
2013-11-06 astro-ph.HE
X-ray bursts as a probe of the corona: the case of XRB 4U 1636-536
为了研究软X射线爆发对日冕可能的冷却作用,我们研究了114个嵌入在4U 1636-536已知X射线演化中的爆发。我们根据RXTE/ASM和Swift/BAT分别监测到的1.5- 12 keV波段与15- 50 keV波段的通量之比对这些爆发进行了分组。我们在爆炸时发现硬X射线不足。这为发生在中子星表面的爆发所产生的软X射线驱动的日冕冷却过程提供了线索。在30- 50 keV的通量短缺相对于2- 10 keV的通量短缺具有2.4 $\pm$ ± 1.5秒的时滞,这与IGR 17473-2721的脉冲群中报道的0.7 $\pm$ ± 0.5秒的时滞相当。我们评论这些现象的可能起源,并对模型的电晕位置的影响。
2013-04-19 astro-ph.HE
Mass-Radius Constraints for 2S 0918-549 from an RXTE Superexpansion Burst: A Direct Cooling-Tail Analysis
School of Physical Science and Technology, Xinjiang University(新疆大学物理科学与技术学院);School of Science, Qingdao University of Technology(青岛理工大学理学院);Key Laboratory for Particle Astrophysics, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院高能物理研究所粒子天体物理重点实验室);RIKEN Pioneering Research Institute (PRI)(理学前瞻性研究院);RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS)(理科大学际理论与数学科学中心);Department of Astronomy, Peking University(北京大学天文系);Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University(北京大学卡尔·萨根天文与天体物理研究所)
利用RXTE观测到的2S 0918-549超膨胀爆发,通过直接冷却尾分析确定中子星质量和半径约束,表明重力束缚和自束缚方程状态在1σ置信度下仍有效。
2026-02-10 astro-ph.HE