Study on the energy limits of kHz QPOs in Sco X-1 with $RXTE$ and $Insight$-HXMT observations
利用Rossi X射线定时探测器($RXTE$)和硬X射线调制望远镜($Insight$ -HXMT)的观测数据,对Sco X-1的千赫兹准周期振荡(kHz QPO)进行了详细的光谱定时分析。首次研究了可探测到kHz准周期振荡的能带:在水平支上,$RXTE$探测到的上、下kHz准周期振荡的能带分别为$\sim$ 6.89- 24.01 keV和$\sim$ 8.68- 21.78 keV,$Insight$ -HXMT探测到的上kHz准周期振荡的能带为$\sim$ 9- 27.5 keV;在正常下支上,能带较窄。kHz QPO的分数均方根(rms)在较低能量处随着能量而增加,对于较低峰和较高峰,在约16 keV和20 keV处达到平台,并且然后虽然具有较大的不确定性而趋于平稳。对$RXTE$ /PCA的死区效应进行了仿真,结果表明死区效应对KHz QPO的搜索影响不大,但会使均方根幅度被低估。$RXTE$数据表明,在$\sim$ 6 keV以下没有检测到明显的QPO,这意味着kHz QPO不是源自吸积盘和中子星表面的黑体发射。此外,结合对KHz准周期振荡的能谱和绝对均方根谱的分析,我们认为Sco X-1中KHz准周期振荡起源于过渡层内部的康普顿化,其中旋转决定了频率,向内的体运动使谱变硬。
2021-04-17 astro-ph.HE
Modeling the upper kHz QPOs of 4U 1728-34 with X-ray reverberation
虽然千赫兹准周期振荡(kHz QPO)自最初发现以来已经被研究了几十年,但这些信号的原因仍然未知,因为没有模型能够准确预测它们的所有频谱和定时特性。另外,X射线混响滞后已经在活动星系核和恒星质量黑洞双星中检测到,混响也可能发生在中子星系统中,产生与kHz QPO测量的滞后相同幅度的滞后。此外,在许多中子星系统的时间平均光谱中检测到相对论反射的Fe K线,为测试混响提供了额外的动机。虽然已经表明较低kHz QPO的滞后能量特性不太可能由X射线混响产生,但是尚没有探索较高kHz QPO。因此,我们使用相对论射线追踪函数的上kHz QPO滞后能谱模型,并将其应用于4U 1728-34上kHz QPO已被检测到的存档RXTE数据。通过建模的时间平均频谱中,上kHz QPO已被显着检测到,我们确定的反射通量分数在所有的能量,并产生一个模型的滞后能量谱从X射线混响。我们探讨了几种不同类型的反射模型的建模滞后特性的依赖关系,但无法成功地再现测量滞后的4U 1728-34。我们的结论是,混响本身并不能解释测得的时间滞后检测到上kHz QPO。
2020-01-22 astro-ph.HE
A Possible Origin of kHZ QPOs in Low-Mass X-ray Binaries
提出了低质量X射线双星中kHz QPO的可能起源。最近对磁共振湍流磁场作用下吸积盘的MHD数值模拟明确地表明了准稳态吸积盘中双臂螺旋结构的存在。在这样的变形盘中,两臂($m=2$)c模式($n=1$)振荡由波-波共振不稳定性激发。在这些激发的振荡中,径向上的基波($n_r=0$)将是双QPO的较高kHz QPO,并且径向上的第一泛音($n_r=1$)将是双QPO的较低kHz QPO。本文还讨论了BH X射线双星中双高频QPO(HFQPO)的可能成因。
2020-02-25 astro-ph.HE
Investigation of the emission radii of kHz QPOs for the accreting millisecond X-Ray pulsars, Atoll and Z sources
基于Alfven波振荡模型(AWOM),推导了中子星低质量X射线双星(NS-LMXB)中双千赫准周期振荡(KHz QPO)的发射位置.对于大多数源,kHz QPO的发射半径聚集在16-19 km的区域周围,假设NS半径为15 km。Cir X-1的发射半径比其它源大23-38 km,这可能与其大的磁层-盘半径或强的NS表面磁场有关。SAXJ1808.4 -3658也是一个特殊的源,具有20 - 23 km的kHz QPO相对较大的发射半径,这可能是由于其18 - 19 km的大NS半径。所有源的KHz量子点的发射半径都大于NS半径,并给出了可能的解释。发现低/高光度Atoll/Z源的KHz类星体(16-19 km)的发射半径相似,这表明两个源具有相似的磁层盘半径。
2015-08-29 astro-ph.HE
The emission positions of kHz QPOs and Kerr spacetime influence
基于Alfven波振荡模型(AWOM)和相对论性进动模型(RPM),我们估计了除了CirX-1在r = 30 - 5 km(R/15 km)外,大多数被探测到的KHz类星体的发射位置在r=18+-3 km(R/15 km)。在KHz QPO的上限Keplerian频率下,讨论了Kerr时空中的自旋效应,当自旋频率为1000(400)Hz时,自旋效应比Schwarzchild情形的自旋效应有5%(2%)的修正,并应用于四个典型的QPO源Cir X-1,Sco X-1,SAX J1808.4-3658和XTE 1807-294,提到。
2009-12-04 astro-ph.HE
The spectral-timing properties of upper and lower kHz QPOs
中子星低质量X射线双星4U 1608 - 522和4U 1636 - 536的低千赫准周期振荡(kHz QPO)发射的软滞后已被报道。这些滞后具有约束QPO排放源的前景。在本文中,我们调查的频谱定时特性的低和高kHz QPO从中子星二进制4U 1728 - 34,使用整个罗西X射线定时探测器档案在这个来源。我们发现,两个QPO的滞后能量谱是系统不同的:而较低的kHz QPO显示软滞后,较高的kHz QPO显示一个平坦的滞后能量谱或硬变化滞后软的变化。这表明两种不同的QPO生成机制。我们还对两个kHz QPO的协方差谱进行了第一次谱去卷积。QPO光谱与康普顿化黑体发射一致,类似于在时间平均光谱中发现的,但具有更高的种子光子温度,这表明康普顿化层(边界/扩散层,电晕)的更紧凑的内部区域负责QPO发射。考虑到我们的结果与其他最近的研究结果,这导致我们的假设,即较低的kHz QPO信号产生的紧凑的边界层区域本身的相干振荡。然后,可以将较高kHz QPO信号与在内部吸积盘中产生的较不相干的吸积速率变化相关联,当它们到达边界层时被检测到。
2015-08-25 astro-ph.HE
Links between quasi-periodic oscillations and accretion states in neutron star low mass X-ray binaries
我们分析了Rossi X射线定时探测器(RXTE)从一个明亮的吸积中子星(NS)低质量X射线双星(LMXB)样本中获得的数据。为了研究准周期变率随吸积状态的变化,我们利用积分分数变率作为吸积态的跟踪器,对这些系统的X射线时间序列中的准周期振荡(QPO)进行了系统的搜索.我们发现,最初在80年代为最亮的LMXB确定的三种QPO类型,即所谓的Z源,水平的、正常的和燃烧的分支振荡(分别为HBO、NBO和FBO)也在亮度稍低的NS LMXB中被识别,即所谓的环礁源,在那里我们看到QPO的行为与HBO和FBO一致。我们比较了我们的NS样本与黑洞(BH)LMXB样本的准周期变化特性。我们确认了在Z源中观察到的HBO、NBO和FBO与BH系统中观察到的C型、B型和A型QPO之间的关联,并将比较扩展到Atoll源中观察到的HBO样和FBO样QPO。我们的结论是BH和弱磁化NS LMXBs的变异性表现出很强的相似性,与QPOs只有弱敏感的性质,在这两类系统的中心紧凑的对象。我们发现,kHz QPO和高频QPO之间的历史关联,看到周围的NS和BH,分别是不明显的,当比较类似的吸积状态在两种系统。
2017-03-03 astro-ph.HE
An Attempt to Describe Frequency Correlations among kHz QPOs and HBOs by Two-Armed Nearly Vertical Oscillations
我们研究是否双臂($m=2$)的垂直p模式振荡被困在最里面的区域的磁化吸积盘与有限的磁盘厚度可以描述kHz的QPO和HBO在LMXB。首先,我们推导出两个基本振荡的频率-频率相关性(在垂直方向上都是基模,但在径向上一个是基模,另一个是第一泛音),并将其与观察到的双kHz QPO的频率相关性进行比较。结果表明,在合理的参数取值下,计算的频率相关性能很好地描述观测相关性。其次,我们研究是否可以通过将HBO视为垂直方向上的第一泛音振荡(以及径向方向上的基波)来描述kHz QPO与HBO之间的频率相关性。结果表明,i)水平分支上的磁盘的最里面的部分强烈减少其垂直厚度(大概是由热日冕)和ii)分支大致是一个序列的变化的磁场或磁盘温度。
2012-02-01 astro-ph.HE
QPOs in compact binaries from small scale eruptions in an inner magnetized disk
矮超新星(DNe)和低质量X射线双星(LMXB)是紧凑型双星,其变化时间从几年到不到几秒。在这里,我们重点解释DNe快速波动的一部分,遵循最近关于DNe每月喷发的研究框架,该研究使用由外部标准盘和内部磁化盘组成的混合盘。我们表明,电离不稳定性,这是负责每月的DNe爆发,也能够在内部磁化磁盘操作。考虑到内部磁化盘的低密度和快速吸积时间尺度,电离不稳定性会产生小而快速的加热和冷却锋,在内部盘中来回传播。这导致具有$1000$ s量级的周期的准周期振荡(QPO)。我们的模型的一个强有力的预测是,这些QPO只能在静止或爆发的开始/结束。我们建议,这些快速波动可能解释一个子类已经观察到的QPOs DNe,以及一个,仍然观察,子类的QPOs LMXB。我们还推断出辐射压不稳定性可能与LMXB中的B型QPO有关。
2020-11-02 astro-ph.HE
Correlations between the frequencies of twin kHz QPOs and spins of neutron stars in LMXBs
我们研究了双千赫兹准周期振荡频率之间的相关性(kHz QPO)和中子星(NS)自旋的低质量X射线双星(LMXB),基于12个源的数据集,同时检测到双kHz QPO和NS自旋,发现双kHz QPO频率差之比的直方图(Δν = ν2 - ν1)和NS自旋νs显示出非均匀分布,间隙为Δν/νs ~ 0.65。根据这个间隙,我们将这12个源分为两类:(1)<νs> ~ 311 Hz的慢旋子,XTE J1807.4-294,4U 1915-05,IGR J17191-2821,4U 1702-43,4U 1728-34和4U 0614+09,它们的Δν/νs > 0.65;(Ⅱ)~ 546 Hz的快旋子,SAXJ1808.4 -3658,KS 1731-260,AqlX-1,4U 1636-53,SAXJ1750.8 -2900和4U 1608-52满足Δν/νs < 0.65的关系。然而,组(I)和组(II)的Δν对νs关系的线性拟合不能令人满意地确保任何确定的相关性。我们认为这一现象可能是由于大多数测量的KHz QPO和自旋满足1.1 νs < ν2 <1300 Hz和Δν随ν2减小的条件。显然,Δν/νs的多样化分布反驳了简单的拍频模型,并且双kHz QPO和NS自旋之间的统计相关性可能来自磁层-盘边界环境,例如,共旋半径和NS半径,其调制X射线信号的出现。此外,我们还发现,ν2与ν1…
2017-10-25 astro-ph.HE
On the distribution of frequency ratios of kHz QPOs
吸积中子星准周期振荡(QPO)的宽度(W)和均方根振幅(Rs)随频率变化。类似地,QPO频率随着源计数率(S)而变化。因此,QPO的重要性,缩放为S x Rs^2/W^(1/2)也将取决于频率。此外,显著性还随着傅立叶功率密度谱(T)的积分时间的平方根而增加。因此,根据数据的考虑方式,kHz QPO可能仅在其频率跨度的有限范围内被检测到,或者主要在某些频率处被检测到,从而潜在地导致所观察到的频率或频率比的分布中的偏差。尽管存在很多争议,但在Sco X-1中观察到的QPO频率比约为3/2的聚类,也在其他来源中看到,以前已被用作支持中子星QPO共振模型的论据。本文测量了三个原型中子星kHz QPO源4U 1636 -536、4U 0614 +091和Sco X-1的两个kHz QPO的统计显著性随频率的变化。由于QPO检测的意义取决于频率,我们表明,在灵敏度有限的观测(如在RXTE/PCA的情况下),同时检测的较低和较高的kHz QPO只能在有限的频率范围内实现。结果,即使QPO频率的均匀分布也将导致频率比的直方图中的峰值(特别是约3/2)。这意味着,所观察到的集群的比率并没有提供任何证据的固有的首选频率比,从而削弱了共振机制的情况下,在起源的中子星kHz QPO。
2009-09-16 astro-ph.HE
The Magneto Hydro Dynamical Model of KHz Quasi Periodic Oscillations in Neutron Star Low Mass X-ray Binaries (II)
利用一个新的磁流体力学模型研究了中子星低质量X射线双星中的千赫兹准周期振荡。重新检验了先前的MHD模型(Shi \& Li 2009),得到了KHz准周期振荡频率与LMXB吸积率之间的关系.我们的结果与六个源(4U 0614+09,4U 1636- 53,4U 1608- 52,4U 1915- 15,4U 1728- 34,XTE 1807- 294)的观测结果一致。在这个模型中,kHz准周期振荡起源于压缩磁层中的MHD波。单KHz准周期振荡和双KHz准周期振荡产生于吸积盘的两个不同区域,边界靠近共转半径。由于最内层稳定圆轨道的限制,在低吸积率时,频率-吸积率图中较低的QPO频率被截断,而在高吸积率时,双KHz QPO遇到一个顶限.
2014-06-26 astro-ph.HE
The Moving Hotspots model for kHz QPOs in accreting neutron stars
近几年来对中子星吸积的三维MHD模拟表明,吸积流的足迹(热点)随时间而变化。两种不同的吸积,即漏斗流和赤道吸积产生的不稳定性在内部磁盘,产生不同的运动的热点。漏斗流产生的热点围绕磁极移动,而不稳定性产生的其他热点随机出现,并沿着赤道或略高于赤道移动。两个热点的角速度不同,赤道热点的角速度较高,而在内部区域都接近开普勒速度。用蒙特卡罗模拟对这些热点的光变曲线进行建模,结果表明,如果观察到这些热点,它们在功率谱中产生的特征是QPO加上低频分量。如果我们假设漏斗流热点是较低kHz QPO的起源,而不稳定性是较高kHz QPO的起源,那么它们的频率、一般行为和特征正确地描述了kHz QPO的大部分性质。
2010-10-31 astro-ph.HE
Lower-twin-peak quasiperiodic oscillation coherence in x-ray binaries and matter stretched by tides falling onto a compact object
低质量X射线双星(LMXB),无论是中子星(NS)或黑洞,在它们的功率谱中显示准周期振荡(QPO)。那些在最高频率出现成对,并被命名为双峰高频QPO(HF QPO)。它们的中心频率是接近致密物体的轨道运动时标的典型频率。HF QPO被认为携带着关于在致密物体周围的极端引力场中运动的物质的独特信息。在以前的工作中,我们强调了强潮汐对吸积盘中等离子体团的作用,认为这是产生HF QPO的合适机制。结果表明,在NS LMXB中出现的双峰HF QPO的上部可能来源于团簇相对论轨道的潮汐圆化,而下部的HF QPO可能来自于团簇失去轨道能量的螺旋运动。本文着重研究了磁化等离子体团在潮汐作用下的形变,研究了团在潮汐作用下轨道圆化后形状的可能演化以及随后的轨道演化。在环礁NS LMXB中,NS LMXB的一个子类比Z NS LMXB的亮度低,较低的HF QPO显示其相干性$Q$与其中心频率$ν$的特征行为。$Q$在频率$ν\sim$ 600-850 Hz的范围内保持增加,然后在$ν\sim$ 900 Hz处突然下降。我们注意到,第一次,这样的行为是再现的磁化团块的等离子体拉伸强潮汐和下降到NS上的不稳定轨道。我们强调的整体行为的较低的HF QPO相干性作为候选人,以揭示最内层的稳定束缚轨道预测的广义相对论理论在强场制度。
2018-10-29 astro-ph.HE
The highest-frequency kHz QPOs in neutron star low mass X-ray binaries
我们研究了先前用RXTE在六个中子星(NS)低质量X射线双星中探测到的最高频率kHz QPO。我们发现,在4U 0614+09中检测到的最高频率kHz QPO在其质心频率上具有1267 Hz 3 $σ$置信下限。这是迄今为止报道的最高极限,并且具有直接的物理意义,因为它可以用于约束QPO模型和超核密度状态方程(EoS)。我们比较我们的测量频率预测的最大轨道频率在全GR旋转中子星与一些不同的现代EoS模型,并表明,这些可以容纳所观察到的QPO频率。因此,NS和ISCO半径约束的轨道运动是这些QPO的可行解释。在4U 0614+09最严格的情况下,我们发现NS质量必须是M $<$ 2.1 M $_{\odot}$。从我们测得的QPO频率,我们可以限制NS半径为五个源,我们研究了窄范围($\pm$ 0.1-0.7公里)不同的每个源和每个EoS。
2018-05-29 astro-ph.HE
Correlated Frequency-Changes of Trapped Vertical p-mode Oscillations and kHz QPOs
我们研究了在具有环形磁场的垂直等温圆盘中,俘获双臂($m=2$)近垂直振荡(垂直p模)的频率。磁场是分层的,因此阿尔文速度$c_{\rm A}$在垂直方向上是恒定的。我们特别关注当比率$c_{\rm A}^2/c_{\rm s}^2$改变时,径向方向上的基模($n_{\rm r}=0$)和第一泛音($n_{\rm r}=1$)的频率如何随相关性而改变,其中$c_{\rm s}$是等温声速。结果表明,在垂直方向上振荡为基模($n=1$)的情况下,上述振荡的相关频率变化似乎很好地描述了中心源质量和自旋的标准值,中子星X射线双星中观测到的kHz QPO的频率相关性。
2011-04-27 astro-ph.HE
Studying Frequency Relations of kHz QPOs for 4U 1636-53 and Sco X-1: Observations Confront Theories
通过拟合两个原型中子星准周期振荡源(4U~1636-536和Sco X-1)中同时出现的低kHz和高kHz准周期振荡(QPO)的频率,检验了目前提出的所有QPO模型的预测能力。模型预测两个频率之间的线性、幂律或任何其他关系。我们发现,对于看似合理的中子星参数(质量和角动量),没有模型可以令人满意地再现数据,导致我们的拟合卡方值非常大。对于4U~1636-53和Sco X-1,这在很大程度上是由于数据与线性关系显著不同。一些模型表现相对较好,但仍然有自己的问题。对数据与模型进行这种详细的比较,将有助于确定进一步改进这些模型的途径。
2010-10-29 astro-ph.HE
Statistical properties of twin kHz QPO in neutron star LMXBs
本文收集了2012年以前发表的26个中子星(NS)低质量X射线双星(LMXB)的双kHz准周期振荡(kHz QPO)数据,分析了Atoll源和Z源的双kHz QPO(低频ν_1和高频ν_2)的质心频率(ν)分布。对于不加平移的数据,我们发现Atoll源和Z源的ν_1、ν_2和ν_2/ν_1的分布不同,但Δν(孪生KHz准周期振荡的差值)的分布相同,这表明孪生KHz准周期振荡可能具有LXMB的共同性质,并且具有相同的物理起源。Δν的分布与常值分布有很大的不同,与常比值分布的ν_2/ν_1也有很大的不同。Atoll源的ν_1和ν_2的加权平均值和最大值略高于Z源。我们还发现,移位相加技术可以重建ν_1和Δν的分布。在有移位加的情况下,Atoll和Z源间的ν_1和Δν的K-S检验结果与无移位加的情况下有很大的不同,我们认为这可能是由于样本的选择偏差造成的。利用这两种观测方法的数据,我们还研究了4U 0614+09的品质因数(Q)和均方根(rms)振幅的性质,但误差太大,无法得出可靠的结论。28个NS-LMXB的NS自旋频率(ν_s)分布的平均值(约408 Hz)比射电双星毫秒双星(MSP)的平均值(约281 Hz)大,这可能是由于缺乏来自Z源(系统地低于281 Hz)的自旋探测。此外,在KHz量子点与NS自旋频率ν s的关系上,我们发现Δν的平均值分别与NS自旋及其半自旋近似相关。
2013-10-21 astro-ph.HE
Radiation mechanism of twin kilohertz quasi-periodic oscillations in neutron star low mass X-ray binaries
本文通过建立与双MHD波相关的辐射机制模型,结合4U 1636--53的28个双kHz QPOs样本进行MCMC计算,揭示了双kHz QPOs源于吸积盘最内半径处双MHD波扰动并经康普顿上散射产生。
2024-11-20 astro-ph.HE
Neutron Star QPOs from Oscillating, Precessing Hot, Thick Flow
在黑洞(BH)和中子星(NS)的低质量X射线双星(LMXB)中,某些高频和低频准周期振荡(QPO)之间似乎存在某种相关性。在以前的论文中,我们表明,对于BH LMXB,这可以通过热,厚,环面状日冕的同时振荡和进动来解释。在目前的工作中,我们将这一想法扩展到NS LMXBs通过关联的水平分支振荡(HBO)与岁差和上千赫兹(ukHz)QPO与垂直周转运动。对于环礁源4U 1608-52,该模型可以通过改变环面的内外半径来匹配HBO和ukHz QPO的许多不同的同时观测,同时保持中子星的质量(M_{NS})和自旋(a_*)的固定值。最佳拟合值为M_{NS} = 1.38 \pm 0.03 M_ \odot和a_* = 0.325 \pm 0.005。通过将这些约束条件与测量的自旋频率相结合,我们能够得到转动惯量的估计值:I_{NS} = 1.40 \pm 0.02 \times 10^{45} g cm ^2,这对状态方程施加了约束条件。该模型是无法适应较低的kHz QPO,但有证据表明,QPO可能与吸积流和中子星表面之间的边界层,这是不处理在这项工作。
2019-11-21 astro-ph.HE
The amplitude of the kilohertz quasi-periodic oscillations in 4U 1636$-$53 in the frequency-energy space
我们提出的中子星低质量X射线双星4U 1636 $-$ 53,并为第一次为任何源的千赫准周期振荡(kHz QPO),在QPO频率和光子能量定义的参数空间的kHz QPO的分数均方根振幅的二维行为。我们发现,较低kHz QPO的均方根幅度随着能量的增加而增加,直至$\sim12$ keV,然后在较高能量下下降,而较高kHz QPO的均方根幅度要么继续增加,要么在高能量下趋于平稳。较低kHz QPO的均方根幅度随频率增加然后减小,峰值在$\sim 760$ Hz处,而较高kHz QPO的幅度随频率减小,局部最大值在$\sim 770$ Hz附近,并且在所有能带中与在相同QPO频率$\sim1400$ Hz处变为零一致,从而将中子星质量限制在$M_{NS} \leq 1.6 M_{\odot}$,假设QPO反映了吸积盘内缘的开普勒频率。我们表明,均方根能量谱的斜率连接到kHz QPO在不同的能量带,因为它的频率变化的变化特性。最后,我们讨论了一个可能的机制负责的kHz QPO的辐射特性,并基于一个模型,其中QPO产生的振荡在Comptonising云的热电子,我们表明,kHz QPO的属性可以约束的热力学性质的内部吸积流。
2019-08-22 astro-ph.HE
Relation between the properties of the kilohertz quasi-periodic oscillations and spectral parameters in 4U 1636$-$53
研究了低质量X射线双星4U 1636 $-$ 53的能谱参数与千赫兹准周期振荡(KHz QPO)的频率和振幅之间的关系。我们适合的$3-180$ -千电子伏光谱的这个来源与模型,其中包括一个热Comptonisation组件。我们发现,这两个kHz QPO的频率遵循相同的关系作为该频谱分量的参数的函数,除了系统的频移,而每个QPO的均方根分数振幅遵循不同的关系相对于这些相同的参数。这意味着,虽然设定QPO频率的动力学机制对于两个kHz QPO可以是相同的,但设定较低和较高kHz QPO振幅的辐射机制可能是不同的。我们讨论的影响,这些结果的kHz QPO的建模和可能性,较低的kHz QPO反映Comptonising介质和吸积盘和/或中子星表面的光子之间的共振。
2017-07-11 astro-ph.HE
High-Frequency and Type-C QPOs from Oscillating, Precessing Hot, Thick Flow
最近的研究表明,在低质量,黑洞X射线双星(LMXB)的高频准周期振荡(QPOs)和低频,C型QPO之间的明显相关性的动机,我们探索一个模型,解释所有三个QPOs的振荡,旋进热流在截断盘几何形状。我们的模型倾向于将两个高频QPO归因于热厚流的呼吸和垂直周转频率模式,尽管我们不能排除开普勒和m=-1径向周转模式,但这两个高频QPO通常以接近3:2的频率比发生。在任何一种情况下,C型QPO都归因于岁差。QPO的相关性来自于所有三个频率都与相同的几何结构相关联的事实。虽然精确的QPO频率对黑洞的质量和自旋很敏感,但它们在爆发过程中的演化主要与几何上薄的光学厚盘和内部热流之间的截断半径有关。我们表明,在LMXB GRO J1655-40的情况下,该模型可以解释所有三个QPO的一个同时观测,并且该模型的外推似乎与三个分量中只有两个分量的低频观测相匹配。因此,该模型可能能够使用单个简单几何模型的特性来统一多个QPO观测。
2016-06-17 astro-ph.HE
An Attempt to Describe Frequency-Correlations among kHz QPOs and HBOs by Two-Armed Vertical p-mode Oscillations: Case of No Magnetic Field
本文研究了相对论圆盘中两臂($m=2$)垂直p模振荡的俘获。圆盘被假定为在垂直方向上是等温的,但是由于日冕的存在而在一定高度处被截断。同样的问题已经在以前的论文中研究过(Kato 2012 a)。然而,与前一篇文章不同,本文没有使用近似的振荡是几乎垂直的,而是限制在一个更简单的情况下,没有磁场。与前一篇论文一样,结果表明,两个基本振荡模式[在垂直方向上都是基频($n=1$),但在水平方向上一个是基频($n_{\rm r}=0$),另一个是第一泛音($n_{\rm r}=1$)]对应于双kHz QPO。第二,作为垂直方向上的第一泛音$(n=2)$和水平方向上的基波($n_{\rm r}=0$)的振荡模式将对应于Z源的水平分支振荡(HBO)。后者表明,Z源的水平分支是一个序列的温度变化的磁盘,其垂直厚度是强烈终止。温度从正常枝和水平枝之间的顶点开始依次升高。
2012-06-22 astro-ph.HE
Timescale of twin-peak quasi-periodic oscillations and mass of accreting neutron stars
爱因斯坦的广义相对论预言,在中子星低质量X射线双星(LMXB)系统中,吸积气体接近中子星(NS)的轨道运动发生在与NS质量成比例的时间尺度上。气体的辐射解释了观测到的LMXB的大部分变化。在十多个源中观测到双峰准周期振荡(QPO)。受预期的轨道运动周期和NS质量之间的比例的启发,我们提出了一个简单的比较这些来源。我们调查QPO周期和它们的比率之间的关系,并确定QPO与个别源的特征时间尺度。这些时间尺度可能由每种NS的相对质量决定。我们发现,毫秒脉冲星XTE J1807.4-294的特征时间尺度比大多数其他NS LMXB长。因此,考虑测地轨道频率的QPO模型意味着X射线双星的质量必须比其他源的平均质量高出约50%。考虑到其他X射线源,XTE J1807.4-294的例外性不能以任何简单的方式与NS磁场相关。我们认为,在这个源中观察到的QPO可以帮助区分NS状态方程的拟议版本。
2019-07-11 astro-ph.HE
Discovery of twin kHz quasi periodic oscillations in the low mass X-ray binary XTE J1701-407
本文报道了低质量X射线双星(LMXB)XTE J1701-407的三个Rossi X射线定时探测器观测中发现的kHz准周期振荡(QPO)。在其中一个观测中,我们检测到一个特征频率为1153 +/- 5 Hz的kHz QPO,而在另外两个观测中,我们检测到特征频率为740 +/- 5 Hz,1112 +/- 17 Hz和740 +/- 11 Hz,1098 +/- 5 Hz的双QPO。所有检测都发生在XTE J1701-407处于其高强度软状态时,其单次试验显著性在3.1-7.5 sigma范围内。双kHz QPO的质心频率(385 +/- 13 Hz)的频率差是迄今为止所看到的最大的频率差之一。上kHz QPO的3-30 keV分数均方根幅度在~ 18%和~ 30%之间变化。XTE J1701-407的持续光度接近爱丁顿极限的1%,是一小群低光度kHz QPO源之一,并且在任何源中检测到的kHz QPO上限的均方根值最高。该源的X射线光谱和变率特征表明其环礁源性质。
2013-06-02 astro-ph.HE
A variable corona for GRS 1915+105
大多数低质量X射线双星(LMXB)中低频准周期振荡(QPO)的模型解释了这些QPO的动力学性质。另一方面,近年来的混响模型,假设一个灯柱几何已经成功地解释了能量依赖的时间滞后的恒星质量黑洞和活动星系核的宽带噪声分量。我们最近表明,康普顿化可以解释在中子星(NS)LMXB中观察到的千赫(kHz)QPO的光谱定时特性。因此,值得探讨的是,同一系列的模型是否能成功地解释低频QPO。在这项工作中,我们使用康普顿化模型来研究BH LMXB GRS 1915+105中的C型QPO的相位滞后的频率依赖性。GRS 1915+105中QPO的相位滞后在约1.8Hz的QPO频率处进行从硬到软的转变。我们的模型表明,在高QPO频率下,约100-150 R_g的大日冕覆盖了大部分吸积盘,使吸积盘100%反馈控制,从而产生软滞后。随着所观察到的QPO频率的降低,电晕逐渐收缩到约3-17 R_g,并且在1.8 Hz时,到盘上的反馈变得低效,导致硬滞后。我们讨论了如何在吸积几何的变化影响的定时性质的C型QPO。
2021-03-18 astro-ph.HE
The kilohertz quasi-periodic oscillations during the Z and atoll phases of the unique transient XTE J1701--462
我们分析了中子星低质量X射线双星XTE J1701-462在2006-2007年爆发期间的866次观测。XTE J1701-462是迄今为止唯一一个在爆发期间毫无疑问地显示Z型和环礁型光谱和时间特征的源。我们发现,在环礁阶段较低的kHz QPO有一个显着更高的相干性和分数均方根幅度比任何的kHz QPO在Z阶段,并在相同的频率范围内,环礁较低的kHz QPO显示的相干性和分数均方根幅度,分别比Z kHz QPO大2倍和3倍。在Z阶段的707个观测中,没有一个观测的kHz QPO具有与XTE J1701-462处于环礁阶段时相似的相干性或均方根振幅,尽管Z阶段的总曝光时间比环礁阶段长约5倍。由于它是在同一个源中观测到的,所以QPO相干性和Z相位与环礁相位之间的均方根振幅的差异不可能是由于中子星质量、磁场、自旋、吸积盘的倾斜度等。如果QPO频率是产生它的吸积盘半径的函数,我们的结果表明,在XTEJ 1701 -462中,相干性和均方根幅度与该半径并不唯一相关。在这里,我们认为,这种差异是由于在中子星周围的吸积流的性质的变化。无论精确的机制,我们的结果表明,其他的效果比中子星周围的时空几何有很强的影响的相干性和均方根振幅的kHz QPO,因此的相干性和均方根振幅的kHz QPO不能简单地用来推断存在的最内部的稳定的圆形轨道围绕一个中子星。
2010-05-18 astro-ph.HE
QPO signatures of disk restoration after type-I X-ray bursts from 4U~1636$-$536
本研究利用 AstroSat 数据发现 4U 1636-536 的 I 型 X 射线暴后 kHz QPO 消失约 200 秒,与黏滞时间尺度吻合,表明内盘被辐射暂时破坏后恢复。
2025-07-31 astro-ph.HE
kHz QPOs from the 2000 and 2010 X-ray transients located in the globular cluster Terzan 5: EXO1745-248 and IGR J17480-2446
EXO 1745 - 248是一颗位于球状星团泰山5(Terzan 5)的瞬变中子星。它在2000年爆发,并在一次罗西X射线定时探测器的观测中显示出频率在670和715 Hz之间的高度相干准周期振荡(QPO)。应用最大似然法拟合X射线功率密度谱,我们表明,QPO可以检测到的片段短T = 48秒。我们发现,它的宽度是一致的是恒定的,而以前的分析的基础上更长的段持续时间(200秒)发现它的变量。如果EXO 1745 - 248中的QPO频率变化遵循随机游走(即漂移对测量宽度的贡献像T的平方根一样增加),则我们得出约2.3 Hz的固有宽度。这对应于在691 Hz下约297 +/-50的固有品质因数。我们还表明,Q是一致的恒定在2.5和25千电子伏之间。IGR J17480 - 2446是位于Terzan 5中的另一个X射线瞬态。这是一个非常有趣的对象,显示吸积动力脉动和爆发振荡在11赫兹。我们报告10月18日和10月23日之间检测到的kHz QPO的属性,在源从所谓的环礁移动到Z状态后不久。它的QPO是典型的持续Z源;在这个意义上,它们具有低Q因子(约30)和低RMS幅度(约5%)。最高频率(870 Hz),如果是轨道频率,则盘内半径的下限约为18.5 km,磁场的偶极矩上限为5 x 10^26 G cm ^3。
2012-05-02 astro-ph.HE
Tidal disruption of small satellites orbiting black holes
含有黑洞或中子星的低质量X射线双星(LMXB)的功率谱具有准周期振荡(QPO)的特征。双峰高频QPO的特征在于,频率对于距离紧凑物体10 r_g以内的物质而言是典型的。我们考虑围绕史瓦西黑洞运行的物质团块,它们由于潮汐相互作用而变形。我们给出了相应的光变曲线和功率谱的初步计算。我们能够将模拟的功率谱与包含黑洞的LMXB XTE J1550-564中观察到的功率谱的高频部分相拟合。我们的数值模拟再现了双高频QPO和幂律。下峰对应于开普勒频率,上峰对应于开普勒频率和径向频率之和。
2009-02-12 astro-ph.HE
The drop of the coherence of the lower kHz QPOs is also observed in XTE J1701-462
我们调查的品质因数和RMS振幅较低的kHz QPO从XTE J1701-462,一个独特的X射线源,这是观察到在所谓的Z和环礁状态。校正的QPO的频率漂移,我们表明,在所有的来源,这样的校正可以应用,品质因数和RMS幅度急剧下降以上的临界频率。对于XTE J1701-462,该频率估计为~800 Hz,其中品质因数达到最大值~200(例如,与从更经典的系统(如4U~1636-536)中观察到的值一致)。这种下降被解释为最内层稳定圆形轨道的特征,这种解释与我们在这里报告的观测结果一致。Z状态下的kHz QPO比环礁状态下的相干性低得多,振幅也低得多。我们认为,两个源态之间QPO性质的变化与吸积盘的尺度高度的变化有关,这是barret等人(2007)提出的玩具模型的预测。作为我们分析的副产品,我们还将在环礁相中检测到的上kHz QPO的显著性提高到4.8 sigma(单次试验显著性),并表明频率分离(266.5+/-13.1 Hz)与从Z相的同时双QPO测量的频率分离相当。
2010-11-20 astro-ph.HE gr-qc
Broad iron emission line and kilohertz quasi-periodic oscillations in the neutron star system 4U 1636-53
中子星低质量X射线双星(LMXB)中的宽铁(Fe)谱线和千赫兹准周期振荡(KHz QPO)频率都可以提供吸积盘内径的独立测量。我们使用XMM-牛顿和同步罗西X射线定时探测器观测LMXB 4U 1636-53来检验这一假设。我们研究了Fe-K发射线作为源的光谱状态和kHz QPO的频率的函数的性质。我们发现,吸积盘的内半径推导出的频率上kHz QPO的变化作为一个函数的源的位置在颜色-颜色图,根据以前的工作和吸积盘几何形状的标准方案。相反,从Fe线的轮廓推导出的内盘半径与源的光谱状态不相关。在四次观测中,从kHz QPO和Fe线推断的内半径值并不导致中子星质量的一致值,无论用于拟合Fe线的模型如何。我们的研究结果表明,无论是kHz QPO或标准的相对论Fe线解释不适用于这个系统。此外,kHz QPO和宽Fe线的同时检测难以与Fe线的加宽是由于外流风中光子的再处理的模型相协调。
2014-03-31 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
The kHz QPOs as a probe of the X-ray color-color diagram and accretion-disk structure for the atoll source 4U 1728-34
以KHz QPO为工具,在假设KHz QPO的上半部分为开普勒轨道运动,中子星磁层由偶极磁场定义的基础上,研究了环礁源4U 1728-34的X射线色图(CCD)径迹与磁层-盘位置之间的相关性.我们发现,从岛态到香蕉态,内吸积盘逐渐靠近NS面,半径从r ~ 33.0 km减小到~15.9 km,对应的磁场从B(r)~4.8*10^6 G减小到~4.3*10^7 G.另外,我们还注意到磁层-圆盘-r的一些特殊半径的特征:首先,CCD的整个环状形状连接着圆盘半径~15.9 - 33.0 km的范围,而圆盘半径正好位于4U 1728-34 -r_co的共转半径(~34.4 km)之内,这意味着CCD的形状参与了NS上旋态。其次,CCD的岛状和香蕉状对应于两个特殊的边界:(I)-在r ~27.2 - 33.0km的共转半径附近,源处于岛状;(II)-在r ~15.9 - 22.3km的NS面附近,源处于岛状和香蕉状。第三,在r ~ 16.4km处,CCD图像中环礁形状的顶点位于NS表面附近,在那里发生了从硬光子到软光子的辐射跃迁。上述结果表明,磁场和吸积环境都与环礁径迹的CCD结构有关,其中,共转半径和NS硬表面对环礁源的辐射分布起着重要作用。
2018-09-02 astro-ph.HE
Confronting models for the high-frequency QPOs with Lense-Thirring precession
在含有黑洞的低质量X射线双星(LMXB)的功率密度谱中观测到了准周期振荡(QPO)。QPO的两个主要类别-低频和高频-具有相当不同的特性。这就是为什么它们通常被分开研究。在文献中,人们可以找到大量的高频QPO的模型,但没有那么多的低频的。HF QPO吸引了大量的研究工作,因为它们有可能提供黑洞的性质,其吸积盘和强场引力的一般不可或缺的信息。然而,为了解释观测对象的HF QPO的数据,我们必须固定一个模型。在这里,我们提出了一个简单的测试,可以让我们筛选模型。该测试是基于五个相当一般的假设有关的性质的中心对象在黑洞双星和机制的LF QPOs观察到的PDS中的这些对象的生成。换句话说,我们结合事实,我们知道的LF和HF QPO的几个对象和搜索冲突。因此,我们选择了一个模型的HF QPO-3:2非线性共振模型。作为这项研究的副产品,我们提出了对LMXB H 1743-322质量的宽松限制。
2014-12-17 astro-ph.HE gr-qc
Constraining the size of the Comptonizing medium by modeling the energy dependent time-lags of kHz QPOs of Neutron star system
在早期的工作中,我们已经表明,所观察到的软滞后和r.m.s与能量的低kHz QPO的中子星双星可以解释的框架下的热康普顿化模型。它还表明,这样的解释可以提供的康普顿介质的大小和几何形状的估计。在这里,我们研究的依赖性,这些估计的时间平均谱模型假设和QPO的频率。利用1996年3月3日RXTE对4U 1608-52的高质量时间滞后和均方根值,以及其它在不同QPO频率下的观测结果,其中两个宽能带之间存在单一时间滞后。我们比较了当假设时间平均光谱由光谱退化的“热”和“冷”种子光子光谱模型表示时所得到的结果。我们发现,对于“热”种子光子模型,介质的尺寸在0.3-2.0公里的范围内,随着QPO频率的增加,尺寸减小。另一方面,对于“冷”种子光子模型,尺寸的范围大得多,为0.5-20 km,因此可能不显示出随QPO频率的变化。我们的研究结果强调需要宽带光谱信息结合高频定时,以解除这种简并。我们进一步表明,作为能量的函数的上kHz QPO的均方根值是类似的较低的一个,我们确实发现,该QPO的驱动程序应该是相同的较低kHz QPO的日冕的温度变化。然而,对于上kHz QPO报告的时间滞后是困难的,如果证实,将挑战这里提出的简单康普顿化模型。这可能意味着混响滞后也很重要,和/或主导频谱分量不是单一温度介质,而是多温度复杂介质。
2016-02-29 astro-ph.HE
A possible explanation of the parallel tracks in kilohertz quasi-periodic oscillations from low-mass-X-ray binaries
在考虑压缩磁层的中子星低质量X射线双星(NS-LMXBs)的KHz准周期振荡(kHz QPO)MHD模型(Shi,Zhang & Li 2014)中,重新计算了磁流体动力学(MHD)波的模式.本文提出了一种逐点扫描正常LMXB各参数的方法来确定NS-LMXB中的波数。通过波数和磁场(B?)由我们的方法决定。基于MHD模型,提出了平行径迹的新解释,即慢变有效磁场导致平行径迹移动。在这项研究中,我们得到了一个简单的幂律关系的kHz QPO频率和点(M)/B^2?在这些来源。最后,我们研究了kHz准周期振荡频率与中子星的自旋、质量和半径的关系。我们发现中子星的有效磁场、自旋、质量和半径导致了不同源中的平行径迹。
2018-05-24 astro-ph.HE
Discovery of millihertz quasi-periodic oscillations in the X-ray binary EXO 0748--676
本文报道了用Rossi X射线时间探测器(RXTE)从爆发的高倾角环礁中子星低质量X射线双星(NS LMXB)EXO 0748- 676中发现的毫赫兹准周期振荡(mHz QPO)。这类QPO最初发现于三个NS LMXB中,被解释为NS表面核燃烧的特殊模式的结果。使用源的所有RXTE存档观测,我们在11个观测中检测到显著的($>3σ$)mHz QPO。振荡频率在$\sim$ 5和$\sim$ 13 mHz之间。我们还发现,在两个场合的QPO频率随时间的减少,在这些振荡消失的X射线爆发的开始,类似于在其他来源的报道。我们对X射线颜色的分析表明,EXO 0748- 676在表现QPO时处于软光谱状态。这使得EXO 0748- 676成为第六个具有与边缘稳定燃烧相关的mHz振荡的源,并且是第二个显示系统频率漂移的源。我们的研究结果表明,产生漂移的机制可能总是存在的,如果在所谓的中间态观察到的mHz QPO。
2021-02-01 astro-ph.HE
The Comptonising medium of the neutron star in 4U 1636-53 through its lower kilohertz Quasi-Periodic Oscillations
逆康普顿散射在中子星低质量X射线双星光谱的高能部分占主导地位。有人提出,逆康普顿散射也驱动千赫兹准周期振荡(kHz QPO)的辐射特性。在这项工作中,我们构建了一个模型,预测的kHz QPO的均方根幅度和时间滞后的能量依赖性。利用这个模型,我们拟合了NS LMXB 4U 1636-53中低kHz QPO在11个QPO频率间隔上的均方根振幅和时滞能谱,并报告了三个重要发现:(1)需要在NS表面上方延伸1-8 km的介质来拟合数据;这种介质可以通过重力和辐射压力之间的平衡来维持,而不需要强制任何平衡条件。(ii)我们预测的振荡NS温度之间的时间延迟,由于反馈,和振荡电子温度的介质,与相位分辨光谱的帮助下,可以用作探针的几何形状和反馈机制。(iii)我们发现,所观察到的变化作为QPO频率的函数,主要是由介质的振荡电子温度驱动。这提供了强有力的证据,表明LMXBs中的康普顿介质即使不是完全驱动,也会显着影响较低kHz QPO的辐射特性,无论产生QPO频率的动力学机制的性质如何。
2019-12-14 astro-ph.HE
Possible twin kHz Quasi Periodic Oscillations in the accreting millisecond X-ray Pulsar IGR J17511-3057
利用Rossi X射线定时探测器正比计数器阵列自2009年9月12日发现吸积毫秒X射线脉冲星(AMXP)IGR J17511-3057以来的所有定点观测资料,对该脉冲星的非周期性X射线定时和颜色行为进行了研究.根据颜色和时间特征,可将该源归类为环礁源。在整个爆发过程中,它一直处于坚硬状态。在爆发的开始和结束时,源表现出似乎是双kHz准周期振荡(QPO)。双QPO之间的间隔Δ V为~ 120 Hz。与慢旋转器的预期相反,它不是接近244.8 Hz的旋转频率,而是接近旋转频率的一半。然而,QPO的识别是不确定的,因为源不完全适合在中子星低质量X射线双星(NS LMXB)中看到的非周期性变化频率的相关性的现有方案,也不能一个单一的移位因子,使其适合已报告的其他AMXP。这些结果表明,IGR J17511-3057是一个不同于其他AMXP的独特来源,并且可能在促进我们对AMXP和NS LMXB的理解方面发挥关键作用。
2011-01-13 astro-ph.HE
A model for upper kHz QPO coherence of accreting neutron star
{We从理论上研究了低质量X射线双星(LMXB)中双千赫兹准周期振荡(kHz QPO)的相干性。上kHz QPO的配置文件,解释为开普勒频率,归因于kHz QPO发射区域的径向范围,与过渡层在磁层-磁盘边界,这对应于上kHz QPO的相干性。将理论模型应用于五个环礁和五个Z源的观测资料,得到了一致性。
2011-01-29 astro-ph.HE
Links Between Z Sources and Atoll Sources
Z源和环礁源是低质量X射线双星(LMXB)中两种典型的中子星源,它们具有不同的低kHz QPO的Q- $ν$关系。我们认为Z源和环礁源是LMXB中中子星演化轨迹上的两个不同阶段,而不是两种不同类型的源。
2012-11-01 astro-ph.HE
Spectral-timing analysis of the kilohertz quasi-periodic oscillations and constraints on the mass of the neutron star in 4U 1636-536 using AstroSat observations
本文基于 AstroSat 对 4U 1636-536 的光谱与计时观测,分析态转变、kHz QPOs 及日冕性质,并利用相对论进动模型测得中子星质量为 2.37±0.02 M⊙。
2025-09-30 astro-ph.HE
Application of the relativistic precession model to the accreting millisecond X-ray pulsar IGR J17511-3057
在中子星或黑洞的功率密度谱中观测到一对同时存在的KHz孪生QPO,使得它们的质量-角动量关系受到约束。同时观察到的对多于一个的情况允许kHz QPO的不同模型被证伪。来自不同对的估计值之间的差异将使所使用的模型受到质疑。本文将相对论性岁差模型应用于吸积毫秒X射线脉冲星IGR J 17511 -3057的三组观测光变曲线中出现的双KHz类星体。结果发现,其中一组的预测实际上与其他两组相冲突。另一个有趣的结果是,kHz QPO诞生的区域相当广泛,并且从ISCO延伸得相当远。
2015-11-12 astro-ph.HE gr-qc
Time lags of the kilohertz quasi-periodic oscillations in the low-mass X-ray binaries 4U 1608--52 and 4U 1636--53
我们利用RXTE数据研究了NS LMXB 4U 1608-52和4U 1636-53中kHz QPO的傅里叶时间滞后和固有相干性的能量和频率依赖性。在这两个源中,我们证实了较低kHz QPO的10-100 μs的能量依赖性软滞后。我们还发现,上kHz QPO的时间滞后与能量无关,并且与下kHz QPO的软滞后不一致。较低kHz QPO的固有相干性从5到12 keV保持恒定在0.6,然后下降到零,而对于较高kHz QPO,固有相干性在整个能量范围内与零一致。上kHz QPO的固有相干性在QPO的整个频率范围内与零一致,除了在4U 1636-53中在~780 Hz处增加到0.13。在4U 1636-53中,对于较低kHz的QPO,在500-850 Hz的QPO频率范围内,4-12 keV的光子滞后于12-20 keV的光子25 μs,在较高频率下,滞后减小到15 μs。在4U 1608-52中,较低kHz QPO的软滞后保持恒定在40 μs。在4U 1636-53中,对于较高kHz的QPO,12-20 keV的光子滞后于4-12 keV的光子11 +/- 3 μs,与QPO频率无关;我们在4U 1608-52中发现了较高kHz QPO的时间滞后的一致结果。在4U 1636-53和4U 1608-52中,较低kHz QPO的固有相干性分别从600 Hz处的~0-0.4增加到800 Hz处…
2013-02-26 astro-ph.HE
Kilohertz quasi-periodic oscillations in neutron-star X-ray binaries: Flattening of the lag spectrum with increasing luminosity
研究了一组中子星低质量X射线双星(LMXB)的千赫兹准周期振荡(KHz QPO)的能量相关时滞和均方根分数振幅。我们发现,对于较低的kHz QPO的最佳拟合的线性模型的时滞谱和总均方根振幅集成在2至25 keV的能量带的斜率都呈指数下降与光源的亮度。对于较高的kHz QPO的时滞谱的斜率是一致的零,而总均方根振幅随光源的亮度呈指数下降。我们发现,这两个的时滞谱的斜率和总均方根振幅较低的kHz QPO线性相关的斜率为1。最后,我们讨论的机制,可能是负责的kHz QPO的辐射特性,与起源于Comptonising云或日冕,耦合到吸积盘的最里面的区域,靠近中子星的变化。
2021-06-30 astro-ph.HE
Discovery of an accretion-rate independent absolute RMS amplitude of millihertz quasi-periodic oscillations in 4U 1636-53
利用Rossi X射线定时探测器观测了中子星低质量X射线双星(NS LMXB)4U 1636-53的毫赫兹准周期振荡(mHz QPO)的频率和振幅.我们发现,没有兆赫QPO出现时,源是在硬谱状态。我们还发现,有没有显着的频率和分数均方根振幅的兆赫QPO之间的相关性。尽管如此,第一次,我们发现的绝对RMS振幅的mHz QPOs是不敏感的参数Sa,它测量的源的位置在颜色-颜色图,通常被假定为是一个增加的函数的质量吸积率。这一发现表明,从边缘稳定燃烧到稳定燃烧或不稳定燃烧的转变可能非常迅速地发生,因为在转变之前,mHz QPO不会随着速率的进一步变化而逐渐衰减。
2019-09-16 astro-ph.HE
High-frequency variability in neutron-star low-mass X-ray binaries
双星系统的中子星主要吸积从伴星显示变化的X射线波段的时间尺度从几年到毫秒。千赫准周期振荡(kHz QPO)的频率高达~1300 Hz,代表了从任何天体上观察到的最快变化。这种变化的亚毫秒时间尺度意味着kHz QPO产生于非常接近中子星表面的吸积流中,这为宇宙中一些最强引力场影响下的物质动力学提供了独特的视角。这为探索广义相对论的某些最极端的预言提供了可能性,例如惯性系的拖曳和近星点进动的速度比在太阳系中观测到的速度快16个数量级,以及最终是否存在一个最小距离,在这个距离上,一个紧凑的物体可能有一个稳定的轨道。在这里,我们回顾了过去二十年的研究kHz QPO,我们讨论了未来的发展前景,在这一领域。
2020-10-16 astro-ph.HE
Spectral-Timing Analysis of the Lower kHz QPO in the Low-Mass X-ray Binary Aquila X-1
在低质量X射线双星(LMXB)系统中,千赫准周期振荡(kHz QPO)的光谱定时产物,包括能量和频率相关的滞后,已经在4U 1608-52,4U 1636-53和4U 1728-34中进行了分析。本文首次研究了中子星LMXB天鹰座X-1低kHz QPO的光谱时序特性。我们计算宽带能量滞后,以及依赖于能量的滞后和协方差谱使用的数据从罗西X射线定时探测器(RXTE)。我们发现非常相似的特性,其他先前研究的系统,包括软滞后的$\sim$ 30 $μ$ s之间的3.0 - 8.0 keV和8.0 - 20.0 keV的能量带在平均QPO频率。我们还发现,滞后显示出几乎单调的趋势与能量,最高能量的光子到达第一。较低kHz QPO的协方差谱与热康普顿化模型很好地拟合,尽管我们发现与平均谱相比种子光子温度更高,这也见于Peille等人,(2015),并指出了复合边界层发射区的可能性。最后,我们看到在一组观测中,在2.4- $σ$置信度的协方差谱中的Fe K分量,这可能会引起关于混响在滞后产生中的作用的问题。
2016-11-08 astro-ph.HE
High-Frequency QPOs as a Product of Inner Disk Dynamics around Neutron Stars
在中子星低质量X射线双星中观测到的kHz准周期振荡可能产生于中子星周围的吸积盘的最内层区域。内盘的旋转动力学的特征在于,根据中子自旋相对于内盘半径处的开普勒频率的相对快度,存在亚开普勒或超开普勒吸积流。在磁层-盘相互作用模型中,如果中子星是慢旋转体,则在给定源中观察到的两个kHz QPO之间的频率差可以估计为略高于或接近中子星的自旋频率,如果中子星是快旋转体,则小于恒星的自旋频率。
2012-02-08 astro-ph.HE physics.flu-dyn
Resonant radii of kHz quasi-periodic oscillations in Keplerian discs orbiting neutron stars
在一些低质量X射线双星(LMXB)中观察到的双kHz准周期振荡(QPO)之间的优势交换表明两种振荡模式之间存在共振的可能性。我们研究了特定共振半径周围的有效引力势的行为,并估计了高阶项的非线性,非谐强迫的作用。我们讨论了它对模式振幅的影响在线性和非线性制度。我们还讨论了一个相关的可能性降低的中子星质量估计的最高观测QPO频率。
2010-10-10 astro-ph.HE
QPOs in compact sources as a non-linear hydrodynamical resonance: Determining spin of compact objects
提出吸积盘基本模式受致密天体自旋等外在模式强迫的非线性共振统一模型,解释黑洞与中子星从低频到高频QPO的起源,并据此约束黑洞自旋、中子星半径及两者质量。
2023-08-18 astro-ph.HE
Lags of the KiloHertz Quasi-Periodic Oscillations in the transient source XTE J1701$-$462
我们分析了中子星X射线双星XTE J1701 $-$ 462的14次千赫兹准周期振荡(kHz QPO)观测,这是第一个在单次爆发期间显示出环礁和Z型行为之间明显过渡的源。我们计算了XTE J1701 $-$ 462在参考/硬带(6.1 - 25.7 keV)和主体/软带(2.1 - 5.7 keV)之间的环礁和Z相位观测的平均互谱,以使用新技术获得较低和较高kHz QPO的平均时间滞后。在环礁阶段,我们发现,在频率较低的kHz QPO的软光子落后于硬的$18 \pm 8$ $μ$ s,而在Z阶段的滞后是$33\pm35$ $μ$ s,一致的零。这两个相位的滞后的差异表明,在XTE J1701 $-$ 462中,正如在其他光源中观察到的那样,滞后随着亮度的增加而减小。我们发现,对于环礁和Z相位观测的分数均方根振幅增加与能量高达$\sim$ 10千电子伏,并保持或多或少恒定在较高的能量。由于XTE J1701 $-$ 462的这些变化发生在同一次爆发中,所以像中子星的质量或系统的倾角这样的性质不能对环礁和Z相的kHz QPO的定时性质的差异负责。在这里,我们认为,这些差异是由康普顿化组件或电晕驱动,可能振荡的吸积盘的最里面的区域的耦合模式。
2022-04-13 astro-ph.HE