Outer disc edge: properties of low frequency aperiodic variability in ultracompact interacting binaries
闪烁,更具体地说,非周期性宽带变化,是一个重要的现象,用于理解的几何形状和动力学的吸积流。虽然内部区域的吸积流是已知的,以产生相对较快的时间尺度上的可变性,在外部区域产生的宽带可变性大多仍然难以捉摸,由于其长的内在可变性的时间尺度。超紧凑的AM CVn系统相对较小,相比其他吸积双星,非常适合搜索和探测低频变化。在这里,我们提出的第一个低频功率谱分析的超紧凑吸积白矮星系统SDSS J1908 $+$ 3940。分析揭示了在时间平均功率谱中在$\sim 6.8 \times 10^{-7} $ Hz处的低频突变以及具有$\sim 1.3 \times 10^{-4} $ Hz的特征频率的第二较高频率分量。我们将这两个组件的粘性时间尺度内的光盘,通过经验拟合的功率谱,以及分析拟合波动的吸积盘模型。我们的研究结果表明,低频突变可以关联到一个几何薄吸积流的磁盘外部区域。在SDSS J1908 $+$ 3940中检测到低频突变,为进一步检测其他超致密吸积系统中的类似特征提供了先例。更重要的是,它提供了一个新的观察,可以帮助限制吸积流的模拟。
2022-11-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Evolution of intermediate-mass X-ray binaries driven by magnetic braking of Ap/Bp stars: I. ultracompact X-ray binaries
一般认为超紧凑X射线双星(UCXB)是由中子星从低质量白矮星或氦星吸积而成的双星演化而来,其中质量转移由引力辐射驱动。然而,标准的白矮星演化通道不能产生具有高时间平均传质速率的相对长周期($40 - 60$ \,min)的UCXB。在这项工作中,我们探索了一种替代的演化路线UCXB的同伴从中等质量的Ap/Bp星演化的一个非常强的磁场($100 - 10000$ \,G)。考虑到磁场与吸积分量产生的X射线通量所引起的辐射驱动风之间的耦合所引起的磁制动,我们证明了中等质量X射线双星(IMXB)可以演化为UCXB.使用\emph{MESA}代码,我们已经计算了大量的IMXB的进化序列。模拟结果表明,在较小的风驱动效率$f=10^{-5}$下,异常磁制动可以驱动IMXB到11 min的超短周期。与15个已识别UCXB的观测参数比较,异常磁制动演化通道可以分别解释$f=10^{-3}$和$10^{-5}$的7个和8个源的形成。特别是,一个相对较大的值的$f$可以适合三个长期的,持久的源与高传质速率。虽然Ap/Bp星在中等质量恒星中的比例仅为5%,但UCXB相的寿命为$\gtrsim$ 2 Gyr,产生了相对较多的可观测系统,使其成为UCXB形成的另一个演化通道。
2016-08-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Galactic Ultracompact X-ray Binaries: Disk Stability and Evolution
我们研究了超紧凑X射线双星(UCXB)的质量传递速率和磁盘稳定性条件,使用经验时间平均X射线光度从文件I(Cartwright等。2013)和汇编的信息从文献中。大多数UCXB与白矮星供体的进化轨迹一致。三个轨道周期超过40分钟的UCXB的质量转移速率超过10^{-10} Msun/年,与白矮星的供体轨道不一致。我们表明,如果氦星捐助者可以保持其初始的高熵,他们可以解释观察到的质量传递速率这些UCXB。几个UCXB表现出持续的光度明显低于磁盘不稳定性极限照射的He吸积盘。我们指出,一个主要的C和/或O盘(如观察到的光谱中的几个)降低磁盘的不稳定性限制,解释这种分歧。2S 0918-549的轨道周期和较低的时间平均质量转移率提供了证据,证明它是一颗低熵的C/O白矮星,这与光谱相一致。我们结合现有的信息来限制4U 1916-053(0.064+-0.010 Msun)和4U 1626-67(1.4 Msun中子星<0.036 Msun)中施主的质量。我们发现,4U 1626-67确实是持久的,而不是经历一个短暂的爆发,离开他的明星模型作为最好的解释捐助者。
2013-03-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
Spectroscopic and Photometric Periods of Six Ultracompact Accreting Binaries
超紧凑吸积双星系统每个都由一个恒星残余物组成,该恒星残余物从一个紧凑的供体恒星吸积富含氦的物质。这类双星包括两个相关的子类,AM CVn型双星和氦激变变星,两者的中心恒星都是白矮星。本文对轨道周期在40- 70 min范围内的六颗吸积双星进行了分光光度研究,包括相位分辨VLT光谱和高速ULTRACAM光度测量。其中四个是AM CVn系统,两个是氦激变变星。对于其中四个双星,我们能够确定轨道周期(其中三个是光谱)。SDSS J1505+0659的轨道周期为67.8分钟,比之前认为的要长,也比任何已知的AM CVn双星都要长。我们在SDSS J1505+0659中发现了一个WISE红外过量,我们认为这是第一次直接探测到非直接撞击双星中的AM CVn施主星。SDSS J1505+0659的质量比与白矮星供体一致。CRTS J1028-0819的轨道周期为52.1分钟,是所有氦激变变星中周期最短的。MOA 2010-BLG-087与一颗K级恒星共线,这颗恒星在它的光谱中占主导地位。ASASSN-14 ei和ASASSN-14 mv都显示了在超级爆发之后的显著数量的回波爆发(分别为13和10个回波爆发)。ASASSN-14 ei在其超级爆发后的几年中显示出更高的爆发率,这可能是由于吸积率的增加。
2020-05-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Expanding the ultracompacts: gravitational wave-driven mass transfer in the shortest-period binaries with accretion disks
本文发现三个带吸积盘的超短周期双白矮星,并通过轨道周期变化率测量约束质量转移与恒星性质,为LISA/TianQin多信使研究提供高振幅毫赫兹引力波源。
2024-11-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Long-term luminosity behavior of 14 ultracompact X-ray binaries
上下文X射线双星通常分为持久源和瞬态源。对于超紧凑X射线双星(UCXB),质量转移率预计是一个强大的功能的轨道周期,预测持久源在短周期和瞬态在长周期。目标。对于14个UCXB,包括两个候选人,我们调查的长期变化和平均光度的目的是学习多久一个源可以预期是可见的高于一个给定的光度,我们比较推导出的光度与理论预测。方法.我们使用来自RXTE全天监测器的数据,因为它是长期的,无偏的观测。许多UCXB是微弱的,即,它们在大多数时间具有处于噪声水平的计数率。尽管如此,信息可以从数据中提取,或者通过只使用可靠的数据点,或者通过将亮端变化行为与时间平均光度相结合。结果亮度概率分布显示了源在给定亮度以上发射的时间分数。所有UCXB显示出显着的变化和相对相似的行为,虽然时间平均光度意味着更高的可变性,在系统的周期超过40分钟。我们通常称之为持久源和瞬变源的统计光度行为没有很大的差异。周期低于~30 min的UCXB具有与基于理论传质速率的估计值合理一致的时间平均测辐射热光度。在40分钟左右,时间平均光度的下限与基于理论质量传递速率的光度相似,这表明这些源在未被检测到时确实是微弱的。超过50分钟,一些系统比理论传质速率预测的要亮得多,除非这些系统具有氦燃烧供体或失去额外的角动量。
2012-06-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
Black Hole Ultracompact X-Ray Binaries as Galactic Low-frequency Gravitational Wave Sources: the He Star Channel
本文研究了黑洞超致密X射线双星的氦星演化通道,发现其可作为低频引力波源,并预测了其X射线光度、啁啾质量及LISA探测率。
2023-11-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Discovery of an Outbursting 12.8 Minute Ultracompact X-Ray Binary
我们报告了OGLE-UCXB-01的发现,这是一个12.8分钟的变星,位于银河系凸起球状星团Djorg 2的中心区域。在长期OGLE测光中,在如此短的时间内频繁出现短暂的增亮,加上哈勃太空望远镜图像中物体的蓝色,以及钱德拉天文台探测到的中等硬度的X射线,都指向一个超紧凑的X射线双星系统。观测到的快速周期减小使该系统成为引力波探测器(如计划中的激光干涉仪空间天线)特别感兴趣的目标。
2019-08-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
Rapid Orbital Decay in the Ultracompact Double-degenerate Binary eRASSU J060839.5$-$704014
Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics(天文与天体物理大学中心);Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik(马普地外物理学研究所);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);School of Astronomy and Space Science, Nanjing University(南京大学天文与空间科学学院);Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics (Nanjing University), Ministry of Education(教育部现代天文与天体物理重点实验室(南京大学));National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);School of Science, Qingdao University of Technology(青岛理工大学理学院);Department of Physics(物理系)
本研究针对超致密双简并白矮双星eRASSU J060839.5−704014,结合多台X射线望远镜观测数据开展计时与光谱分析,测得其轨道衰减速率快于同类典型系统,证实其为大质量直接撞击型超致密双星,是未来低频引力波研究的重要验证源。
2026-08-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Population synthesis of ultracompact X-ray binaries in the Galactic Bulge
[摘要]目的。我们模拟了银河系膨胀中超紧X射线双星(UCXB)的数量和性质。目的是了解UCXB的形成及其演变,如传质的开始和后期行为。方法.二进制人口合成代码SeBa和恒星演化轨迹被用来模拟UCXB人口。利用对已知UCXB的长期X射线观测和热粘盘不稳定性模型预测了UCXB的光度行为。结果在我们的模型中,大多数UCXB最初都有一个氦燃烧的恒星供体。在没有破坏旧UCXB的机制的情况下,我们预测银河系隆起中有(0.2 - 1.9)x 10^5个UCXB,大多数在轨道周期超过60分钟的情况下(大量的长周期系统也是从观测到的短周期UCXB种群中得出的)。大约有5 ~ 50个UCXB的亮度应该在10^35 erg/s以上,它们大多数是轨道周期短于30 min的持久源,并含有简并氦和碳氧供体。这比观察到的(可能)三个数量级多一个数量级。结论.这种对短周期UCXB的过度预测意味着形成的系统较少,或者超爱丁顿传质速率比假设的更难生存。观测到的长周期UCXB相对于短周期UCXB的数量非常少,观测到的轨道周期约为50分钟的UCXB的亮度惊人地高,PSR J1719-1438系统的特性都表明UCXB的演化速度比仅通过引力波辐射的角动量损失所预期的要快得多。旧的UCXB,如果它们仍然存在,可能有超过2小时的轨道周期,并且由于减少吸积或静止而变得非常微弱,或者已经脱离。UCXB是孤立毫秒射电星的有希望的候选祖…
2013-02-28 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Synthetic Direct Impact Light Curves of the Ultracompact AM CVn Binary Systems V407 Vul and HM Cnc
相互作用双星白矮星(AM CVn)系统HM Cnc和V407的轨道周期分别为5.4 min和9.5 min。这两个系统的特征在于在X射线光变曲线中的“开/关”行为,以及接近正弦的光学光变曲线,并且在这两个系统中,光学光变曲线在相位上领先X射线光变曲线约0.2。在已经提出的解释观测结果的模型中,似乎需要微调最少的是Marsh & Steeghs(2002)的直接影响模型。在这个模型中,主白矮星相对于半长轴足够大,吸积流直接撞击主白矮星的表面而不形成吸积盘。Marsh和Steeghs提出,在这种情况下,可能会在赤道周围建立一个流动,其表面温度随着距离撞击点的距离而降低。在这项研究中,我们估计的光变曲线,可能会导致这样的温度分布,并发现它们是合理的近似的观察。一个意想不到的结果是,必须存在两个不同的X射线斑点,以匹配X射线光变曲线的形状。
2009-01-19 astro-ph.SR
CSS100603:112253-111037: A helium-rich dwarf nova with a 65 minute orbital period
我们提出的时间分辨光谱的矮新星CSS 100603:112253-111037。它的光谱富含氦,在吸积盘中产生宽的双峰发射线。我们测量到HeI 5876/H_α = 1.49 +/- 0.04的线通量比,这比通常在矮新星中观察到的要高得多。根据线翼的径向速度得出的轨道周期为65.233 +/- 0.015分钟。结合先前测量的超级峰周期,这意味着M_2/M_1 = 0.017 +/- 0.004的极端质量比。H_alpha和HeI 6678的发射线还有一个狭窄的中心尖峰,这在AM CVn型恒星的光谱中很常见。比较其性质CV,AM CVn系统和氢双星低于CV周期最小值,我们认为,CSS 100603:112253-111037是第一个引人注目的例子,AM CVn系统形成通过进化的CV通道。随着这个系统的加入,演化的激变变星(CV)现在占所有已知的Porb < 76 min的半分离白矮星双星的7%。虽然这个样本的选择偏差还没有很好地定义,这些系统支持进化的CV模型作为一个可能的形成通道ultracompact吸积双星。这三颗超紧吸氢双星的轨道周期与长周期的AM CVn星重叠,但目前还没有已知的周期在67 - 76分钟的系统。
2012-07-16 astro-ph.SR
Formation of a Possible Black-hole Ultracompact X-ray Binary with the Shortest Orbital Period
本研究针对M31中疑似7.7分钟周期黑洞超致密X射线双星Seq.1超出标准磁制动模型预测的问题,验证了对流旋转增强磁制动方案可解释其形成,给出前身星参数空间,并预言其引力波信号与未来潮汐瓦解事件。
2025-05-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Tidal Interaction in High Mass X-ray Binaries and Symbiotic Stars
本文总结了我们最近对高质量X射线双星和共生星的潮汐相互作用的研究结果。我们证明了轨道周期<1200 d的共生星中的巨星是同向旋转(同步)的。共生体MWC 560和CD-4314304可能具有高轨道偏心率。共生双星中的巨星比场巨星旋转得更快,很可能它们的旋转是由白矮星的潮汐力加速的。轨道周期<40 d的巨星/超巨星高质量X射线双星是同步的。然而,Be/X射线二进制不同步。在Be/X射线双星中,星周盘比孤立的Be星更致密、更小,可能被轨道上的中子星截断。
2010-08-04 astro-ph.SR
Strongly magnetized accretion in two ultracompact binary systems
本研究发现两个表现出磁准直吸积特征的AM CVn系统,其质量转移速率高于纯引力辐射驱动的演化预期,提出磁制动可能是驱动机制,并探讨了该机制对这类天体演化及引力波探测的影响。
2023-12-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Nonconservative Mass Transfer in Massive Binaries and the Formation of Wolf-Rayet+O Binaries
大质量双星演化过程中的质量传递效率目前还不确定。为了研究Wolf-Rayet+O(WR+O)双星的形成,我们模拟了双星网格中的质量转移过程,考虑了两种非保守质量转移模型:旋转相关质量吸积模型I和半质量吸积模型II.通常,模型I中的传质效率更低,对于情况A和情况B传质,平均效率分别在$\sim0.2-0.7$和$ \lesssim0.2 $的范围内。我们提出了后代WR+O二进制的参数分布。通过比较模拟的恒星质量分布与观测到的银河系WR+O双星,我们发现,高度非保守的质量转移是必需的。
2016-10-14 astro-ph.SR
NICER observations of type-I X-ray bursts from the ultra-compact X-ray binary M15 X-2
本文利用NICER观测数据研究了超致密双星M15 X-2的7次I型X射线爆发,发现采用增强持续发射方法能改善光谱拟合,证实爆发由纯氦燃烧驱动。
2025-03-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Evolving Neutron Star Low-Mass X-ray Binaries to Ulta-compact X-ray Binaries
作者介绍了NS LMXB的演化和UCXB的形成的结果(Ma & Li 2009 for details),并在这项工作中提出了一种借助于CB盘从L/IMXB形成UCXB的方案。
2010-05-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Be/X-Ray Binaries: Phenomenology, Variability, and Accretion~Dynamics
Foundation for Research and Technology-Hellas(希腊研究与技术基金会);University of Crete(克里特大学)
研究Be/X射线双星,综合当前对其在光和X射线波段丰富现象学的理解,重点关注从秒到年时间尺度的变异性,以揭示其现象学、变异性及吸积动力学特点。
2026-07-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
Circumstellar structures around high-mass X-ray binaries
许多高质量X射线双星(HMXB)都是失控的。HMXB中的恒星风和施主星的辐射,以及吸积物的外流和喷流,与当地的星际介质相互作用,产生奇怪的星周结构。几个这样的结构,并在这方面的贡献进行了讨论。
2018-11-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Photometric study of selected X-ray binaries
我们目前的长期光度计光学监测项目的选定的低质量和高质量的X射线二进制的结果进行了在TÜBAUTTAK国家天文台(TUG)。在2015年至2019年期间,使用TUG 60厘米望远镜对三个选定的具有中子星成分的X射线双星(HZ Her,ScoX-1,SAX J2103.5+4545)进行了新的长期$VRI$观测。系统的光变化的介绍和讨论。
2020-02-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Long-term variability of high-mass X-ray binaries. I.Photometry
我们提出了光度观测的领域周围的光学同行的高质量X射线双星。我们的目标是研究长期光度变化与它们的X射线活动的相关性,并推导出一组可用于时间序列分析的二级标准星。我们发现Be/X射线双星中的施主在星等和颜色上的振幅变化比那些拥有超巨星伴星的施主要大。在Be/X射线双星中,变化幅度随波长的增加而增加,在超巨星系统中保持相当恒定。当考虑年的时间尺度时,观察到X射线和光学变率之间的良好相关性。当光学亮度降低时,X射线停止。这些结果反映了Be/X射线双星的星周盘是光学和X射线变化的主要来源。我们还推导出的颜色过剩,E(B-V),选择数据的时候,拱盘的贡献应该是最小的,我们重新审视的距离估计。
2014-11-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Long-term optical variability of high-mass X-ray binaries. II. Spectroscopy
我们提出的结果,我们的监测计划,以研究长期的变化,在高质量的X射线双星的H α线。我们对大质量X射线双星的整体性质进行了迄今为止最完整的光学光谱研究,分析了20个源的1100多个光谱。我们的目标是建立光变时间尺度,研究中子星与吸积物质之间的相互作用。我们的结果可以总结如下:i)我们发现窄轨道的Be/X射线双星比长轨道周期的系统更易变,ii)我们表明气体粒子的开普勒分布提供了对Be/X射线双星盘的良好描述,就像在经典Be星中一样,iii)在主要X射线爆发后通常观察到H α等效宽度的减小,v)当有超巨星伴星时,Be/X射线双星在某些历元表现为双峰非对称轮廓,表明密度不均匀性是Be/X射线双星盘的共同性质,vi)剖面变异性Be/X射线双星的V/R比和H α等效宽度都比孤立的Be星小,vii)我们提供了新的证据表明Be/X射线双星的盘平均密度比经典Be星的高。
2016-04-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Confirmation of six Be X-ray binaries in the Small Magellanic Cloud
小麦哲伦云(SMC)的X射线双星群体包含大量的大质量X射线双星,最近的XMM-牛顿巡天观测又发现了近50颗大质量X射线双星候选者。使用Haberl & Sturm(2016)的概率参数以及这项工作中的光谱和时间,我们确认了SMC中的六个新的大质量X射线双星。我们还报告了两个非常可能的双星周期,XMM 1859年为36.4 d,XMM 2300年为72.2 d。这些Be X射线双星可能是一般SMC人口的一部分,很少经历X射线爆发。
2017-01-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Fast optical variability in Supergiant X-ray binaries
本研究利用TESS数据分析超巨星X射线双星的光学对应体的快速光变,发现其低频随机变异性与单颗早型星一致,但振幅更高、特征频率更低,且缺乏高频相干信号。
2024-12-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
Understanding the X-ray luminosity function of high mass X-ray binaries
高质量X射线双星光度函数(XLF)是研究双星演化过程以及大质量恒星质量损失和演化的重要工具。我们计算了中子星双星的XLF使用这些系统的形成和演化的标准方案。建立了原始二元参数与HMXB参数之间的一一对应关系。然后,使用标准雅可比形式变换概率密度函数。结果表明,该模型成功地解释了观测到的XLF的一些基本性质。
2011-08-21 astro-ph.HE astro-ph.SR