Investigating slim disk solutions for HLX-1 in ESO 243-49
ESO 243-49星系中的超亮X射线源HLX-1是目前最好的中等质量黑洞候选者，它显示出的光谱跃迁与银河系黑洞双星中观察到的光谱跃迁相似，但亮度要高出100-1000倍。我们研究了这个独特的源拟合多历元数据收集的斯威夫特，XMM牛顿和钱德拉与磁盘模型计算光谱的广泛的次和超爱丁顿吸积率假设一个非旋转的黑洞和面对磁盘（i = 0度）的X射线特性。在这些假设下，我们发现HLX-1中的黑洞处于中等质量范围（~2 × 10^4 M_odot），吸积流处于亚爱丁顿区。圆盘辐射效率为eta = 0.11 +/-0.03。我们还证明了源的质量估计符合L_X ~ T^4关系。在爆发峰值处，源辐射接近爱丁顿极限。吸积速率随后几天保持在4 × 10^（-4）M_odot yr^（-1）附近，然后呈指数下降。吸积速率的这种“平台”可以证明，增强的传质速率是HLX-1中驱动突出的机制。我们还报告了2011年8月由斯威夫特X射线望远镜观测到的新爆发。这次新爆发的时间进一步加强了~1年复发时间尺度。
2012-04-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
On the radio properties of the intermediate-mass black hole candidate ESO 243-49 HLX-1
我们使用澳大利亚望远镜紧凑阵列（ATCA）和卡尔G。Jansky甚大阵列（VLA）我们报告了使用ATCA在硬X射线状态期间在HLX-1位置检测到无线电发射的情况。假设“基本面”的吸积黑洞是适用的，我们提供了一个独立的估计黑洞质量的$M_{\rm{BH}}\leq2.8^{+7.5}_{-2.1} \times 10^{6}$ M $_{\odot}$在90%的置信度。然而，我们认为，检测到的无线电发射很可能是多普勒增强，我们的质量估计是一个上限。我们讨论了其他可能的无线电发射的起源，如由于射电星云，恒星形成，或后来的耀斑与大尺度环境的相互作用。这些都被认为是不够的。VLA观测是在X射线爆发期间进行的。然而，没有发现新的射电耀斑，可能是由于稀疏的时间采样。最深的组合VLA数据表明存在可变射电源，我们简要讨论了之前检测到的耀斑的特性，并将其与微类星体和活动星系核进行比较。
2014-11-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
A Young Massive Stellar Population Around the Intermediate Mass Black Hole ESO 243-49 HLX-1
我们提出了哈勃太空望远镜和同步斯威夫特X射线望远镜观测的最强候选中间质量黑洞ESO 243-49 HLX-1。拟合从X射线到近红外波长的光谱能量分布表明，宽带光谱与简单的和辐照的吸积盘模型不一致，但由辐照的吸积盘加上质量约为1 E6 Msun的恒星星族组成的模型可以很好地描述。星族的年龄不能被唯一地限制，非常年轻和非常古老的恒星星族都是允许的。然而，非常古老的解决方案需要非常高的椎间盘再处理水平和非常小的椎间盘，导致我们倾向于年龄约为1300万年的年轻解决方案。此外，尘埃带的存在和宿主星系的X射线观测缺乏任何核活动，使我们提出一个富含气体的小型合并可能发生在不到2亿年前。这样的合并事件可以解释中等质量黑洞的存在，并支持年轻的恒星星族。
2012-01-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
A Redshift for the Intermediate Mass Black Hole Candidate HLX-1: Confirmation of its Association with the Galaxy ESO 243-49
在这封信中，我们报告了最亮的超亮X射线源HLX-1与ESO 243-49星系的光谱确认。在主星系距离为95 Mpc时，观测到的0.2 - 10 keV最大光度为1.2E42erg/s。这个光度比20 Msun黑洞的爱丁顿极限高出约400倍，并被解释为意味着一个吸积的中等质量黑洞的质量超过500 Msun（假设光度比爱丁顿值高出10倍）。然而，一些其他的超亮X射线源后来被确定为背景活动星系或前景源。最近有人声称HLX-1可能是一颗静止的中子星X射线双星，距离银河系只有2.5千秒差距，因此为了确认该天体的性质，与宿主星系的明确关联至关重要。在这里，我们报告的检测最近确定的光学对应物在红移与ESO 243-49一致的Halpha发射线。这一发现明确地将HLX-1置于ESO 243-49内部，确认了极端的最大光度，并加强了它包含一个吸积超过500 Msun的中等质量黑洞的情况。
2010-08-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
X-ray outbursts of ESO 243-49 HLX-1: comparison with Galactic low-mass X-ray binary transients
利用雨燕监测的全套观测资料，研究了超亮X射线源ESO 243-49 HLX-1的爆发特性。我们量化了等待时间，复发时间和e-折叠上升时间尺度沿爆发序列的增加，以及相应的爆发持续时间，总辐射能量和e-折叠衰减时间尺度的减少，这证实了以前的研究结果。HLX-1的爆发时间越来越短，静止时间越来越长，但峰值亮度基本保持不变。我们比较了HLX-1爆发的性质与明亮的银河系低质量X射线二进制瞬态（LMXBT）。我们的光谱分析加强了HLX-1和银河系LMXBTs中状态转换之间的相似性。我们还发现HLX-1的硬-软态跃迁光度与峰值光度之间以及上升阶段X射线光度变化率与峰值光度之间存在近似线性的相关关系，这表明HLX-1的硬-软态跃迁与银河系LMXBT在爆发期间的发生类似。我们发现，HLX-1并不遵循总辐射能量和峰值光度之间的相关性，以及我们以前在银河系LMXBTs中确定的总辐射能量和e-折叠上升/衰减时间尺度之间的相关性。如果距离是几百千秒差距，HLX-1将遵循这些相关性。然而，对HLX-1调用更近的距离并不是解决这个问题的可行方案，因为它会引入其他更严重的观测不一致。
2015-09-09 astro-ph.HE
Optical variability of the accretion disk around the intermediate mass black hole ESO 243-49 HLX-1 during the 2012 outburst
我们提出了专门的准同步X射线（斯威夫特）和光学（甚大望远镜（VLT），V-和R-波段）观测的中间质量黑洞候选人ESO 243-49 HLX-1之前和期间的2012年爆发。我们表明，V-波段的幅度随时间变化，从而证明所观察到的发射起源于吸积盘的一部分。利用HLX-1的第一次静态光学观测，我们发现HLX-1周围的恒星星族比V~25.1和R~24.2更暗。我们发现，光辐射可能会增加之前的X射线发射与Lasota等人（2011年）提出的方案一致，其中定期爆发可能与通过在近星点的恒星围绕中等质量黑洞在偏心轨道，这触发了质量转移到一个准永久的吸积盘周围的黑洞。此外，如果在X射线发射中确实存在延迟，则我们估计传质传递半径为~ 1 e11 cm。
2013-11-27 astro-ph.HE
Understanding the environment around the intermediate mass black hole candidate ESO 243-49 HLX-1
目的。ESO 243-49 HLX-1（英语：HLX-1）是一个中等质量黑洞（IMBH）候选者，位于距离S 0星系ESO 243-49中心8”（3.7 Kpc）的边缘。这个黑洞是如何与这个星系联系在一起的，以及它所处的环境的性质仍然不清楚。使用多波长观测，我们调查的性质，围绕HLX-1的介质，寻找过去与ESO 243-49合并的证据和约束的星系参数。方法.我们减少和分析积分场单位的ESO 243-49，采取了与MUSE仪器上的VLT的意见。利用互补的多波长数据，包括X-Shooter，HST，Swift，Chandra和ATCA数据，我们进一步研究了HLX-1的附近。我们还研究了宿主星系的性质，并估计了ESO 243-49中心超大质量黑洞（SMBH）的质量。结果没有证据表明最近的小合并可能导致IMBH的存在，但数据与ESO 243-49历史上可能发生的小合并的情况是一致的。MUSE的数据显示，在银河系的中心，围绕着SMBH有一个快速旋转的圆盘。ESO 243-49中心的SMBH的质量估计为0.5-23 $\times$ 10 $^7$ M $_\odot$。研究HLX-1的光谱，这是在低/硬状态，我们确定H $_α$通量的变化至少是一个因素6，在高/软状态的观察相比。这一年中H $_α$通量的变化表明，这条线起源于IMBH附近，排除了这条线来自周围星云或星团的可能性。与HLX-1的…
2017-04-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Combined Analysis of Hubble and VLT Photometry of the Intermediate Mass Black Hole ESO 243-49 HLX-1
在本文中，我们提出了一个综合分析的数据与哈勃太空望远镜（HST），甚大望远镜（VLT），和斯威夫特X射线望远镜（XRT）的中间质量黑洞ESO 243-49 HLX-1，采取了2个月之间的2010年9月和11月。先前对这些数据的单独分析发现，它们与来自非常年轻或非常古老的恒星星族的辐射吸积盘一致，并且还表明HLX-1对应物的光通量可能是可变的。这种变化只能归因于一个不断变化的吸积盘，所以同时分析所有数据集应该打破模型拟合的简并性。因此，我们同时适合的宽带光谱能量分布（SED）从近红外线通过X射线波长的两个时代的数据与模型组成的辐射吸积盘和恒星星族。我们表明，这种结合分析排除了一个老恒星星族，发现SED是占主导地位的排放从吸积盘与适度的再处理在外盘周围的中间质量黑洞嵌入在一个年轻的（20百万年）星团的质量为1 E5 Msun。我们还对一个额外的隐藏的老恒星星族的质量上限为1 E6 Msun。然而，用Gemini-South望远镜获得的HLX-1的光学r波段观测结果覆盖了后来X射线爆发的部分衰变，与恒定的光通量一致，表明HST和VLT观测结果之间的观测变化可能是由应用于两个光学数据集的背景减除差异引起的。在这种情况下，恒星星族的贡献，因此星团的恒星质量，可能更高（节略）。
2013-10-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
First evidence for spectral state transitions in the ESO243-49 hyper luminous X-ray source HLX-1
最亮的超亮X射线源（ULX）是ESO 243-49 HLX-1，其0.2 - 10 keV X射线亮度高达10^42 erg·s^-1，为中等质量黑洞的存在提供了迄今为止最有力的证据。虽然小尺度的X射线光谱变化已经得到证实，我们已经开始了监测活动与X射线望远镜上的雨燕卫星搜索光度相关的光谱变化，并比较其行为与更好地研究恒星质量的黑洞。在本文中，我们报告了一个下降的XRT计数率的一个因素的8同时发生硬化的X射线光谱。第二次观察发现，该源重新变亮了约21倍，这与X射线光谱的软化同时发生。这可能是低/硬和高/软状态之间过渡的第一个证据。
2009-09-24 astro-ph.HE
Statistical study of a large and cleaned sample of ultraluminous and hyperluminous X-ray sources
本研究基于XMM-Newton等目录构建并清洗了迄今最纯的ULX/HLX样本，通过分析其X射线特性与环境，发现两者在星系偏好及光度函数上存在显著差异，支持部分HLX为矮星系中吸积中等质量黑洞的观点。
2023-10-25 astro-ph.HE
Investigation of X-ray timing and spectral properties of ESO 243-49 HLX-1 with long-term Swift Monitoring
对ESO 243-49 HLX-1的长期Swift监测提供了一个机会，可以研究这种超亮X射线源的详细时间和光谱行为。自2009年8月中旬以来，雨燕已经探测到7次爆发。使用不同的动态定时算法，我们确认的爆发之间的时间间隔，这是表现在最近的爆发之间的延迟增加的趋势。HLX-1静止态的X射线谱可用单一的幂律模型描述，而爆发态的X射线发射主要是热成分。只有少量的证据表明光子指数（或光谱硬度）在静态之间的变化约为1σ偏差。随着更新的时间和光谱特征，我们重新审视不同的情况下，解释的起源HLX-1的准周期调制。一个显着增加的趋势，没有明显的随机波动的时间尺度上检测到的准周期可能不完全支持的轨道周期的起源，可能是由于质量转移事件从一个捐助者的恒星在近星点的一个极其偏心的轨道。爆发的配置文件似乎是一致的吸积盘或振荡风的情况下，在内部磁盘的潮汐引起的进动的效果。基于这些模型，我们推测，真正的轨道周期比检测到的准周期性短得多。
2019-11-29 astro-ph.HE
Discovery of an optical counterpart to the hyperluminous X-ray source in ESO 243-49
质量为~ 10^2-10^5 Msun的黑洞的存在对星团和超大质量黑洞的形成和演化具有重要意义。迄今为止最强的候选者之一是超亮X射线源HLX 1，可能位于S 0-a星系ESO 243 -49中，但缺乏可识别的光学对应物阻碍了对其的解释。利用麦哲伦望远镜，在HLX 1的位置误差圆内发现了一个R =（23.80 ± 0.25）mag，V =（24.5 ± 0.3）mag的不可分辨光源。这意味着平均X射线/光通量比约为500。取与ESO 243 -49相同的距离，我们得到一个内禀亮度M_R =（-11.0 +/-0.3）等，与大质量球状星团的亮度相当。或者，光源与星系晕中的主序星M一致（例如，M4.4星在~ 2.5 kpc）。我们还研究了ESO 243 -49的性质，结合斯威夫特/UVOT观测与恒星星族建模。我们发现，总的辐射主要是由一个~5 Gyr老的恒星星族，但在~2000 Ang的紫外线辐射主要是由于正在进行的恒星形成的速度约0.03 Msun/年。紫外线辐射更强烈（至少比平均值高出9 σ），位于核东北部，与HLX 1在同一象限。结合光学和X射线测量，我们对HLX 1的性质提出了限制。我们排除了前景恒星和背景活动星系核。两种备选方案仍然可行。HLX 1可能是星团中的一个吸积中等质量的黑洞，它本身可能是一个矮星系的剥离核，该星系穿过了ESO 243 -49，这一事件可能导致了当前的恒…
2010-02-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
The origin of variability of the intermediate-mass black-hole ULX system HLX-1 in ESO 243-49
位于ESO 243-49星系中的超亮中等质量黑洞系统HLX-1表现出可能重现时间为几百天的可变性。找到这种变化的起源将限制这个非凡物体的大部分未知属性。由于它表现出强度硬度行为特性的黑洞X射线瞬变，我们分析了可变性的HLX-1的磁盘不稳定性模型的框架，解释爆发这样的系统。我们发现，HLX-1的长期变化是不太可能解释的模型中，爆发是由热粘性不稳定性吸积盘。可能的替代方案包括不稳定的辐射压力占主导地位的磁盘，但我们认为，一个更可能的解释是调制的质量转移由于潮汐剥离的恒星偏心轨道周围的中等质量的黑洞。我们考虑一个进化的情况下，导致创建这样一个系统，并估计其观察的概率。我们使用一个简化的坍缩后星系团动力学模型得出结论，不超过1/100到1/10的Mbh < 10^4 Msun的IMBH--由年轻星系团致密坍缩核心中的逃逸恒星合并形成--可以使几倍于1 Msun的主序星在轨道偏心度足以在近点进行质量转移的轨道上演化为AGB，同时避免碰撞破坏或被分散到IMBH的2体遭遇。这种构型的有限但低概率与HLX-1的独特性是一致的。然而，我们注意到，一个标准的吸积盘对质量转移爆发的实际反应可能太慢，无法解释观测结果，除非轨道接近抛物线（因此更罕见）和/或额外的加热，可能与高度依赖于时间的引力势有关。
2011-04-23 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Cool Accretion Disk in ESO 243-49 HLX-1: Further Evidence of an Intermediate Mass Black Hole
ESO 243-49中的HLX-1的辐射热光度超过10^42 erg/s，是超亮X射线源中最明亮的，也是中等质量黑洞存在的最有力证据之一。我们得到了很好的拟合盘占主导地位的观测源与BHSPEC，一个完全相对论性的黑洞吸积盘光谱模型。由于缺乏对倾角和黑洞自旋的独立约束，模型中出现了简并，因此最佳拟合的黑洞质量M存在100倍的不确定性。然而，XMM-牛顿观测的光谱拟合提供了可靠的下限和上限，即3000 Msun < M < 3 x 10^5 Msun，置信度为90%，将HLX-1牢牢地置于中等质量区域。M的下限完全由匹配光谱中热分量的形状和峰值能量来确定。这个界限与仅基于爱丁顿极限的论点一致（但独立于）。XMM-牛顿数据与更明亮的斯威夫特和钱德拉观测的联合光谱建模将下限提高到6000 Msun，但这种更严格的约束并不独立于爱丁顿极限。M的上限对最大允许倾角i很敏感，如果我们限制i < 75度，则M的上限会降低到M < 10^5 Msun。
2011-04-13 astro-ph.HE
The hyperluminous X-ray source candidate in IC 4320: another HLX bites the dust
超亮X射线源（HLX）的已知成员数量很少，但它们被认为是超亮X射线源（ULX）中最有可能的中等质量黑洞（IMBH）候选者，因此引起了极大的兴趣。在这里，我们报告的光学测光和光谱的HLX候选人与星系IC 4320，揭示它是一个背景活动星系核。我们讨论的影响，排除这个对象从少量的充分研究的HLXs，这似乎突出了良好的IMBH候选ESO 243-49 HLX-1和少数其他HLXs之间的特性差异。
2015-03-05 astro-ph.HE
Kinematics of the intermediate mass black hole candidate HLX-1
我们使用甚大望远镜上的FORS 2摄谱仪研究了HLX-1在最近一次爆发期间的光谱。我们探测到一条中心在λ =（6718.9 +/- 0.9）Ang的H α发射线，发现它相对于ESO 243 -49核的投影径向速度为（424 +/- 27）km/s，而该星系中恒星的最大旋转速度为~209 km/s。这表明HLX-1及其周围的恒星不是在原地形成的，而是来自一个被破坏的矮星系或来自核反冲。我们还发现，H α发射线的分辨率与全宽在半最大值~400公里/秒，这表明一个星云，而不是磁盘的发射起源。它的光度（L_{Halpha} ~几个10^{37} erg/s，等效宽度~70 Angs）也与HLX-1光电离的星云的辐射一致。
2013-04-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Implications of the delayed 2013 outburst of the ESO 243-49 HLX-1
从2009年到2012年，超亮X射线源ESO 243-49 HLX-1显示了四次爆发，间隔为$\sim 1$年，目前是最好的中等质量黑洞（IMBH）候选者，2013年的爆发延迟了一个多月。在Lasota et al.（2011）中，我们提出X射线光变曲线是在近拱点处增强的质量转移事件的结果，该事件来自一颗在高偏心轨道上围绕IMBH运行的供体恒星。在这种情况下，只有当轨道参数在不同轨道之间突然变化时，才能解释这种延迟。为了研究这一点，我们运行了牛顿光滑粒子流体动力学模拟，从一个进入的捐助者接近抛物线轨道上的IMBH开始。我们调查了一个大的参数空间，通过改变恒星BH质量比（$10^{-5}-10^{-3}$）和近心点分离$r_p$从2.2到$2.7~r_t$与$r_t$，潮汐半径。为了模拟供体，我们选择了几种多面体（$Γ= 5/2,~n=3/2$ ; $Γ=3/2,~n=2$ ; $Γ=5/3,~n=2$ & $n=3$）。一旦系统形成，轨道周期就会减小，直到达到最小值。然后，由于潮汐效应和增加的质量传递，周期倾向于在几个近心点通道上增加，最终导致供体的喷射。供体内部随机波动的发展可能导致轨道周期从轨道到轨道的突然变化，其幅度与HLX-1所观察到的幅度相当。考虑到BH质量（$M_{\rm BH} > 10^4~M_\odot$）的限制，并假设HLX-1目前接近周期为$\sim 1$年的…
2014-08-08 astro-ph.HE
X-ray Variability and Hardness of ESO 243-49 HLX-1: Clear Evidence for Spectral State Transitions
超亮X射线（ULX）源ESO 243 - 49 HLX-1目前为中等质量黑洞的存在提供了最有力的证据。我们用斯威夫特X射线望远镜进行了一次持续的监测活动，发现HLX-1显示出两次快速上升和指数衰减，计数率增加约40倍，间隔375 +/-13天。我们获得了新的XMM-牛顿和钱德拉专用点，分别在最低和最高光度下触发。未被吸收的光度范围为1.9x10^40至1.25x10^42 erg/s。我们确认在这里检测HLX-1的光谱状态转换让人想起银河系黑洞双星：在高亮度，X射线光谱显示出的热状态占主导地位的磁盘组件的温度为0.26千电子伏最多，在低亮度的光谱是占主导地位的硬幂律与光子指数在1.4 - 2.1的范围内，符合硬态。该源也被观察到处于陡峭的幂律状态。在热状态下，盘组件的亮度似乎与内部盘温度的四次方成比例，这支持了光学厚、几何薄的吸积盘的存在。这种状态下的低分数变异性（rms为9 +/-9%）也表明存在主导盘。源的光谱变化和长期可变性不能用光束角度的变化来解释，并且与处于超爱丁顿吸积状态的源不一致。因此，HLX-1是一个不寻常的ULX，因为它类似于银河系的黑洞双星，具有非光束和亚爱丁顿发射，但亮度高3个数量级。在这幅图中，可以推导出黑洞质量的下限为> 9000 M_sun，热态下的盘温度也表明存在几个10^3 M_sun的黑洞。
2011-08-22 astro-ph.HE
Chandra and Swift Follow-up Observations of the Intermediate Mass Black Hole in ESO243-49
ESO 243 - 49星系中最亮的超亮X射线源HLX-1为中等质量黑洞的存在提供了强有力的证据。由于亮度和质量的估计取决于HLX-1与ESO 243 - 49的关联，因此确认它的关联至关重要。这需要在X射线以外的波长进行后续调查，这反过来又需要改进源位置。为了进一步加强中等质量黑洞的识别，有必要确定HLX-1的环境，以确定它是否有可能在观测到的光度下形成和滋养黑洞。利用Chandra上的高分辨率相机，我们确定了RA = 01h10m28.3s和Dec =-46d04 '22.3 "的源位置。通过将野外3个X射线源的位置与2MASS星表进行交叉匹配，发现保守的95%误差为0.3 "。结合所有的雨燕紫外/光学望远镜uvw2图像，我们未能检测到在钱德拉位置的紫外源下降到3sigma极限的20.25马格。然而，有证据表明，紫外线发射是在HLX-1的方向拉长。GALEX的档案数据支持了这一点，并表明远紫外辐射比近紫外辐射强。这可能意味着HLX-1可能位于恒星形成区的边缘附近。使用最新的X射线观测，我们推导出质量吸积率的500 Msun的黑洞所观察到的光度，并表明，这是兼容的，这样的环境。
2010-02-19 astro-ph.HE
Long-term X-ray Variability of Ultraluminous X-ray Sources
位于银河系和麦哲伦云中的X射线双星的长期X射线调制已被广泛研究。对于其他附近的星系，只有最明亮的X射线源可以通过专门的观测进行监测。本文首次系统研究了Swift监测的四个超亮X射线源（ESO 243-49 HLX-1、Holmberg IX X-1、M81 X-6和NGC 5408 X-1）的长期X射线变化。通过使用各种动力学技术分析它们的光变曲线，我们发现了几个有趣的低频准周期性。虽然周期性信号可能不代表任何稳定的轨道调制，这些检测揭示了这种长期的规律性模式可能与超轨道周期和吸积盘的结构有关。特别是，我们表明，ESO 243-49 HLX-1的爆发复发时间随时间而变化，并建议它可能不是轨道周期。相反，它可能是由于某些类型的岁差，而真正的双星周期预计要短得多。
2015-09-02 astro-ph.HE
The most extreme ultraluminous X-ray sources: evidence for intermediate-mass black holes?
我们给出了对一个新样本的X射线和光学研究结果，该样本包括8个极端亮度的超亮X射线源（ULX）候选者，这些候选者是在2XMM-DR 1和RC 3星表的互相关中确定的位于100 Mpc以内的最亮ULX（LX> 5 × 10^40 erg/s）。这些天体是如此明亮，以至于它们很难用目前的超爱丁顿吸积模型来描述，除非是最大质量的恒星残骸;因此它们是最有可能容纳更大的中等质量黑洞（IMBH）的候选者之一。有两个天体在至少一次观测中足够明亮，可以被归类为超亮X射线源（HLX）候选者，其中包括一个位于S 0星系中的持久HLX，它（3 × 10^41 erg/s）是迄今为止探测到的第二明亮的HLX。剩下的七个源位于螺旋星系中，其中几个似乎与恒星形成区域密切相关，这对于许多亮度较低的ULX来说很常见。然而，这些极端ULX的X射线特征似乎与亮度较低的物体不同。它们通常更硬，具有吸收的幂律连续光谱，光子指数约为1.7，并且在短时间尺度上可能更具可变性，在0.2-2 ks的时间尺度上，数据与约10%-20%的均方根变化一致。这些性质似乎与亚爱丁顿硬态相一致，考虑到观测到的这些天体的光度，这表明存在质量在10^3-10^4 M_Sun之间的IMBH。因此，这加强了这些最明亮的ULX作为高度难以捉摸的IMBH的最终结论性检测的良好候选者的情况。然而，我们警告说，最高的合理的超爱丁顿吸积率和最大的允许恒星黑洞残…
2012-03-19 astro-ph.HE
HI study of the environment around ESO 243-49, the host galaxy of an intermediate mass black hole
透镜星系ESO 243-49拥有超亮X射线源HLX-1，这是目前已知的最佳候选中等质量黑洞（IMBH）。IMBH的环境仍然未知，但提出的候选者包括矮星系或球状星团的核。可见光波段的证据表明，HLX-1是一个吸积矮星系的残骸。在这里，我们报告了澳大利亚望远镜紧凑阵列射电观测的HI排放和周围ESO 243-49寻找最近的合并事件的签名。在ESO 243-49中没有检测到HI谱线发射，HI气体质量的5 $σ$上限为几个$10^8 M_{\odot}$。这种未检测到的可能原因是集群环境耗尽ESO 243-49的HI气藏。上限与HLX-1作为ESO 243-49的矮卫星的解释一致，但需要更灵敏的观测才能检测到。我们在距离ESO 243-49约170 kpc的特殊螺旋星系AM 0108-462中探测到HI气体的~ $5 \times 10^8 M_{\odot}$。这一数量的HI气体比具有类似光学和近红外特性的螺旋星系少10倍，加强了星系团环境确实耗尽这两个星系的HI气体库的结论。在这里，我们还报告了使用麦哲伦6.5米望远镜在几个光学和近红外波段观测AM 0108-462，以及使用XMM-牛顿和斯威夫特进行的X射线和紫外线观测。这些数据与HI线数据相结合表明AM 0108-462可能正在经历合并事件。
2014-12-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
The population of hyperluminous X-ray sources as seen by XMM-Newton
本研究利用XMM-牛顿卫星数据，通过剔除污染物构建了含40个源的高光度X射线源（HLXs）纯净样本，分析其光谱特性，发现HLXs比超亮X射线源更多样化，需新观测揭示其本质。
2025-07-20 astro-ph.HE
Investigating the mass of the intermediate mass black hole candidate HLX-1 with the SLIMBH model
在本文中，我们提出了一个全面的研究中的中间质量黑洞候选人HLX-1的星系ESO 243-49的质量。我们分析了Swift、XMM-Newton和Chandra收集的连续X射线谱，并采用SLIMBH薄盘模型，估计了黑洞在倾角（inc = 0° - 85°）和自旋（a* = 0 - 0.998）的整个范围内的质量。相对论性SLIMBH模型特别适合于研究高光度盘的光谱，因为它结合了平流的影响，例如盘内边缘向更小半径的移动和盘光球高度的增加（包括相对论性射线追踪从其适当的位置，而不是盘的中平面）。我们发现，随着倾角的增大，零自旋黑洞的质量范围为6，300 - 50，900 M_sun，而最大自旋黑洞的质量范围为16，900 - 191，700 M_sun.这与先前的估计一致，并加强了HLX-1包含中等质量黑洞的想法。
2014-10-23 astro-ph.HE
Radio Detections During Two State Transitions of the Intermediate Mass Black Hole HLX-1
相对论喷流是以光速的几分之一运动的等离子体流。它们可以从恒星质量的黑洞（$\sim$ 3 $-$ 20太阳质量，M $_\odot$）以及在大多数星系中心发现的超大质量黑洞（$\sim$ 10 $^6$ $-$ 10 $^9$ M $_\odot$）中观察到。喷流也应该是由中等质量黑洞产生的（$\sim$ 10 $^2$ $-$ 10 $^5$ M $_\odot$），尽管这第三类黑洞的证据直到最近还很薄弱。我们报告了在中等质量黑洞候选者ESO 243-49 HLX-1的位置检测到瞬态无线电发射，这与离散喷流喷射事件是一致的。这些观测结果还使我们能够将黑洞的质量估计值精确到$\sim$ 9 $\times$ 10 $^{3}$ M $_\odot$和$\sim$ 9 $\times$ 10 $^{4}$ M $_\odot$之间。
2013-11-27 astro-ph.HE
Optical counterpart of HLX-1 during the 2010 outburst
我们研究了ESO 243-49中中等质量黑洞候选者HLX-1的光学对应物。我们使用了2010年11月的一组甚大望远镜成像观测数据，并结合了同一时期的Swift X射线数据。我们测量了标准织女星亮度U = 23.89 +/- 0.18等，B = 25.19 +/- 0.30等，V = 24.79 +/- 0.34等和R = 24.71 +/- 0.40等。因此，该源在每个波段比几个月前拍摄的一组哈勃太空望远镜图像暗约1等，当X射线通量高出两倍时。我们的结论是，在2010年9月的观测中，光学对应物主要是来自辐射盘的发射（响应于不同的X射线光度），而不是黑洞周围的星团（不会改变）。我们模拟了该盘的康普顿化辐照X射线光谱，发现2010年11月数据中的光学光度和颜色仍然与辐照盘的发射一致，其特征外半径r_{out} ~ 2800 r_{in} ~ 10^{13} cm，后处理分数~ 2 x 10^{-3}。光学颜色也与年龄小于600万年（太阳金属丰度）、质量约为10^4 M_{sun}的恒星星族一致;如果辐射盘也有显著贡献，这只是质量的上限。我们强烈排除了年轻的超级星团的存在，因为它太亮了。一个古老的球状星团可能与HLX-1有关，只要它的质量小于2 x 10^6 M_{sun}，年龄为10 Gyr，但它对观测到的非常蓝色和可变的光学/紫外辐射没有显著的贡献。
2011-12-06 astro-ph.CO astro-ph.HE
The universal "heartbeat" oscillations in black hole systems accross the mass-scale
螺旋星系ESO 243-49附近的超亮X射线源（HLX-1，峰值X射线光度$\sim 10^{42}\rm erg\ s^{-1}$）可能是中等质量黑洞（IMBH）的最佳候选者，该黑洞经历了周期为$\sim 400$天的周期性爆发。这种准周期性变化的物理原因尚不清楚。通过模拟HLX-1的光变曲线，探讨了吸积盘中存在辐射压力不稳定性的可能性，发现它可以大致再现HLX-1周期性爆发的持续时间、周期和振幅，其IMBH为~ 10^5 Msun。我们的结果为解释HLX-1的周期性爆发提供了一个可能的机制。我们进一步发现，对于具有非常宽的质量范围的BH源，爆发持续时间和测热光度之间存在普遍的相关性（例如，X射线双星，XRB，HLX-1和活动星系核，AGN），这是大致符合的预测辐射压力不稳定性的吸积盘。这些结果表明，辐射压力不稳定性触发的“心跳”振荡可能出现在不同尺度的BH系统。
2016-10-14 astro-ph.HE
Simulations of the tidal interaction and mass transfer of a star in an eccentric orbit around an intermediate-mass black hole: the case of HLX-1
螺旋星系ESO 243-49附近的X射线源HLX-1是目前最好的中等质量黑洞候选者。它的最大热辐射光度为$10^{42}$ erg s $^{-1}$，这意味着它的质量流入率为$\sim10^{-4}$ MSun yr $^{-1}$，但这个质量的来源尚不清楚。有人提出，有一颗恒星在围绕黑洞的偏心轨道上，在近心点转移质量。为了研究这个系统的轨道演化，我们进行恒星演化模拟使用台面和SPH模拟的恒星轨道周围的一个中等质量的黑洞使用FI。我们使用amuse框架运行并耦合这些模拟。我们发现，质量损失通过第一和第二拉格朗日点，有一个延迟的近心点通道和峰值质量损失事件之间的时间长达10天。我们在模拟中发现的轨道演化时间尺度比分析模型预测的要大，但这些模型落在我们结果的误差范围内。尽管轨道演化很快，但我们无法重现观测到的爆发期变化。我们的结论是，在恒星轨道的变化与系统参数的研究在这里是无法解释所有观察到的功能HLX-1。
2015-10-07 astro-ph.HE
A search for hyperluminous X-ray sources in the XMM-Newton source catalog
我们提出了一种新的方法来识别发光的非核X射线源在星系的外围大型公共红移调查，区分他们的前景和背景的闯入者。利用3XMM-DR 5星系X射线源星表和SDSS DR 12星系光谱样本，借助这种离核交叉匹配技术，我们选择了98个具有推断的X射线光度在$10^{41} < L_{\rm X} < 10^{44}\,{\rm erg\,s}^{-1}$范围内的源，与超亮X射线天体（HLX）兼容。为了验证该方法，我们验证了它允许我们恢复已知的HLX候选，如ESO 243 $-$ 49 HLX $-$ 1和M82 X $-$ 1。根据统计学研究，我们保守估计，这些来源中多达$71 \pm 11$可能是前或背景来源，统计学上至少有16个可能是HLX，从而为HLX人群的存在提供支持。我们确定了两个很好的HLX候选人，并使用其他公开的数据集，特别是VLA第一无线电，UKIDSS在近红外，GALEX在紫外线和CFHT Megacam档案中的光学，我们目前的证据表明，这些对象是不太可能的前景或背景X射线对象的传统类型，例如活动星系核，BL紫胶天体，银河系X射线双星或附近的恒星。然而，需要额外的专用X射线和光学观测来确认它们与假设的宿主星系的关联，从而确保它们的HLX分类。
2015-11-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Discovery of a second outbursting hyperluminous X-ray source
我们报告了对CXO J122518.6+144545的6次Chandra和1次HST/WFC 3观测，该天体由Jonker等人（2010）发现，是一个候选的超亮X射线源（HLX）、X射线明亮超新星或反冲超大质量黑洞，其能量为$L_X = 2.2 \times 10^{41}$ erg/s（如果与该星系相关，其能量为182 Mpc）。我们在2014年11月20日获得的钱德拉图像中检测到一个新的爆发源，并表明X射线计数率变化了一个因子$> 60$。在2014年获得的新的HST/WFC 3观测结果表明，光学对应物在$g' = 27.1 \pm 0.1$仍然可见，$1 \pm 0.1$的星等比2003年发现的HST/ACS观测结果要暗。这种光学可变性强烈表明光学和X射线源是相关的。此外，这些属性非常有利于HLX性质的来源，而不是替代方案。因此，我们得出结论，CXO J122518.6+144545最有可能是一个爆发的HLX。它是继ESO 243-49中的HLX-1之后发现的第二个这样的天体。它的高X射线亮度使其成为中等质量黑洞的有力候选者。
2015-09-01 astro-ph.HE
HLX-1 as a Repeating Partial Tidal Disruption Event around an Intermediate-Mass Black Hole
Princeton University（普林斯顿大学）；Institute for Advanced Study（高等研究院）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
该研究通过相对论薄盘时变模型拟合HLX-1的多次X射线爆发，得出中等质量黑洞质量约10^4.5太阳质量，支持其作为重复部分潮汐瓦解事件的解释。
2026-10-01 astro-ph.HE
Exploring the Nature of the Brightest Hyper-luminous X-ray Source
如果不存在中等质量的黑洞，就很难解释光度超过~ 1 E41 erg/s的超亮X射线源的小子集，因为需要显著的超爱丁顿吸积和/或非常小的光束角。最近发现的HLX-1是这类天体中最明亮的天体，在ESO 243-49星系中的光度达到了创纪录的~ 1 E42 erg/s，因此目前为中等质量黑洞的存在提供了一些最有力的证据。HLX-1几乎比其他超光源亮一个数量级，并且表现出类似于银河系恒星质量黑洞X射线双星的X射线光谱和通量变化。在本文中，我们回顾了目前的知识状态，这个有趣的来源，并概述了从无线电到紫外波长的多波长研究的结果，包括成像和光谱学的最近确定的光学对应的甚大望远镜。这些结果继续支持超过500 Msun的中等质量黑洞
2010-11-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
X-ray Transients: Hyper- or Hypo-Luminous?
如果把盘的自辐照考虑在内，盘的不稳定性图象对软X射线瞬态系统的行为给出了一个合理的解释。我们表明，有一个简单的峰值亮度（在爆发开始）和衰变时标之间的关系。我们使用这个关系放置约束系统假设经历磁盘不稳定性。椭圆星系中可观测到的X射线粒子数绝大部分由长寿命的瞬变组成，这是Piro和Bildsten（2002）根据不同的理由推导出来的。ESO 243-49星系中的强变X射线源HLX-1可以被模拟为一个类似于SS 433的高度超爱丁顿恒星质量双星的盘不稳定性。对HLX-1的中等质量黑洞模型来说，不可能拟合盘不稳定性图像。其他最近发现的超级爱丁顿ULX可能会受到磁盘不稳定性的影响。
2015-01-31 astro-ph.HE
Nature of the Extreme Ultraluminous X-ray Sources
在这个概念验证研究中，我们证明了在一个二元系统中，质量可以以极高的速率向一个吸积致密物体转移。如果转移的质量被有效地转换为X射线亮度（忽略经典的爱丁顿极限），或者如果X射线被聚焦成窄束，那么双星可以形成极端的ULX源，其X射线亮度Lx>10^42 erg/s。例如，Lasota和King认为已知最亮的ULX（HLX-1）是一个规则的双星系统，有一个相当低质量的紧凑物体（恒星起源的黑洞或中子星）。预测的形成效率和具有非常高的质量传递速率的双星的寿命是足够大的，以解释所有观察到的极端X射线光度系统。这些系统不仅限于具有恒星起源的黑洞吸积器的双星。值得注意的是，我们还发现了具有中子星的这类天体。通常情况下，一个10兆太阳的黑洞由一个巨大的（10兆太阳）赫兹弹簧能隙施主提供能量，罗氏瓣溢出率为10^-3兆太阳/年（2600 MEdd）。对于中子星系统，典型的施主是演化的低质量（2 Msun）氦星，其洛希瓣溢出率为10^-2 Msun/yr。我们的研究并没有证明任何特定的极端ULX是一个规则的双星系统，但它表明任何ULX，包括最明亮的那些，可能是双星生命中的一个短暂阶段。
2015-07-31 astro-ph.HE
On the association of the ultraluminous X-ray sources in the Antennae galaxies with young stellar clusters
附近星系中超亮X射线源（ULX）的性质是一个有争议的问题。其中一个流行的假设是，它们与中等质量黑洞以亚爱丁顿速率的吸积有关。另一种可能性是在高质量X射线双星中以超爱丁顿速率吸积的恒星质量黑洞。在本文中，我们发现了一个非常显着的关联最亮的X射线源在银河系和星团。另一方面，我们表明，大多数的X射线源位于这些集群之外。我们研究集群与ULXs使用ESO甚大望远镜光谱和哈勃空间望远镜的数据与理论的进化轨迹，并确定其年龄低于6百万年。这意味着ULX的前身质量肯定超过30倍，有些天体更接近100倍太阳质量。我们还估算了靠近亮度较低的X射线源（亮度范围为3 × 10^38 < L_X < 10^39 erg/s）的星团的年龄，发现它们中的大多数都小于1000万年，因为它们被强的H $α$辐射所包围。这些发现是一致的想法，即大多数ULX是大质量的X射线双星，已被抛出的过程中形成的星团的几个机构遇到，并在同一时间排除的建议，大多数ULX是中等质量的黑洞。
2013-04-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Accessing Intermediate-Mass Black Holes in 728 Globular Star Clusters in NGC\,4472
根据定义，中等质量黑洞（IMBH）的质量为$M_{\rm IMBH} \sim 10^{2-5}~M_\odot$，这是一个几乎没有观测限制的范围。在球状星团（GC）中发现IMBH将验证早期宇宙中大质量黑洞种子的形成通道。在这里，我们模拟了一个60小时的观测与下一代甚大阵（ngVLA）的728 GC候选人在室女星系团星系NGC\4472。将射电探测阈值解释为IMBH吸积的特征，我们在三种情况下对IMBH质量阈值进行了基准测试，发现：（1）ESO\，243 -49 HLX-1的射电类似物在所有728个GC候选者中都很容易获得，它是一个强的IMBH候选者，在星团中具有$M_{\rm IMBH}^{\rm HLX} \sim 10^{4-5}~M_\odot$。(2)对于30个GC候选者与现存的X射线探测，经验的基本面关系，包括黑洞质量加上X射线和射电光度表明访问$M_{\rm IMBH}^{\rm FP} \sim 10^{1.7-3.6}~M_\odot$，与0.44 dex的不确定性。(3)一个基准邦迪吸积模型适用于所有728 GC候选人和GC候选人的无线电堆栈。该模型建议访问IMBH质量，具有0.39 dex的统计不确定性，对于单个GC候选者的$M_{\rm IMBH}^{\rm B} \sim 10^{4.9-5.1}~M_\odot$和对于约100-200个GC候选者的无线电…
2021-06-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Recurrent outbursts revealed in 3XMM J031820.8-663034
3XMM J031820.8-663034是由ROSAT在NGC 1313中首次发现的，是少数几个已知的瞬态超亮X射线源之一。在本文中，我们提出了几十年的X射线数据的ROSAT，XMM-牛顿，钱德拉和尼尔Gehrels斯威夫特天文台。发现自1992年以来，它的X射线辐射经历了4次爆发，典型的周期为$\sim$ 1800天，爆发持续时间为$\sim 240-300$天，X射线峰值亮度几乎恒定为$\sim 1.5 \times 10^{39}$ erg/s。静止状态下X射线亮度的上限为$\sim 5.6 \times 10^{36}$ erg/s，一次爆发辐射的总能量为$\sim 10^{46}$ erg。高光度态的光谱可以用一个被吸收的盘状黑体来描述，盘状黑体的温度随着X射线光度的增加而增加。我们将其爆发特性与包括ESO 243-49 HLX-1在内的其他已知瞬态ULX进行比较。由于它的峰值亮度只是勉强把它放在ULX的类别，我们也比较它与正常的瞬态黑洞二进制。我们的研究结果表明，该源是由一个吸积的大质量恒星质量的黑洞，爆发是由热粘性不稳定性触发。
2018-04-29 astro-ph.HE
Models of Ultra-Luminous X-ray transient sources
现在人们普遍认为大多数超亮X射线源（ULX）是双星系统，其大的（高于$10^{39}$ erg s $^{-1}$）视光度可以用恒星质量致密天体上的超爱丁顿吸积来解释。许多ULX，特别是那些包含磁化中子星的ULX，是高度可变的;有些表现出瞬态行为。大的光度可能意味着大的吸积盘，因此可能倾向于热粘性不稳定性，已知驱动矮新星和低质量X射线双星瞬变源的爆发。本文的目的是扩展和推广的X射线瞬态盘不稳定性模型的情况下，大（外径大于$10^{12}$ cm）的吸积盘和应用它的描述系统的超爱丁顿吸积率在爆发，在某些情况下，超爱丁顿质量转移率。我们用我们的盘不稳定性模型程序计算了吸积盘的时间演化和爆发性质。我们表明，如果自辐射的吸积盘是有效的，即使当吸积率超过爱丁顿值，可能是由于散射回的X射线通量的光盘的外部部分上的光盘的中心部分发射，加热前可以达到光盘的外缘产生高吸积率。我们还提供了分析近似的可观察到的属性的爆发。我们已经成功地再现了观测到的星系瞬变的性质与大磁盘，如V404天鹅座，以及一些ULX，如M51 XT-1。如果吸积体是中子星，我们的模型可以再现ESO 243-39 HLX-1爆发的峰值亮度和衰变时间。我们预测的爆发持续时间和衰变时间与峰值亮度之间的关系的观测测试将是最受欢迎的。
2020-10-01 astro-ph.HE
Spectral index-mass accretion rate correlation and evaluation of black hole masses in AGNs 3C~454.3 and M87
本文报道了在活动星系核3C~454.3和M87中观测到的X射线谱（光子）指数与质量吸积率之间的相关性。我们使用Chandra，Swift，Suzaku，BeppoSAX，ASCA和RXTE数据分析了在这些活动星系核中观察到的光谱跃迁事件。我们采用了缩放技术的黑洞（BH）质量评价，它使用的光子指数（伽马）和归一化的种子成分，这是成比例的磁盘质量吸积率Mdot之间的相关性。我们开发了一个分析模型，该模型表明，BH紧急光谱的伽玛经历了从低到高的值取决于Mdot的演变。为了估计3C~454.3中的BH质量，我们考虑河外SMBHs NGC~4051和NGC~7469以及银河系BH Cygnus X-1和GRO~J1550- 564作为参考源，它们的距离、倾角是已知的，BH质量也已经估算过。另一方面，对于M87，我们使用河外源（IMBH：ESO 243-49 HLX 1和M 101 ULX--1）和银河源（恒星质量BH：XTE J1550-564，4U 1630-472，GRS 1915+105和H 1743-322）作为参考源提供BH质量标度。应用光子指数-Mdot相关的标度技术，估计3C 454.3和M87的BH质量分别约为3.4x10^9和5.6x10^7太阳质量。我们还比较了我们的缩放BH质量估计值与最近使用{事件视界望远镜}获得的BH质量估计值M_{87} = 6.5 x 10^9 …
2019-11-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Chandra Discovery of a Candidate Hyper-Luminous X-ray Source in MCG+11-11-032
本文利用Chandra高分辨率X射线观测分析MCG+11-11-032，发现距主AGN 3.27角秒处存在致密硬X射线源X2，其光度与射电性质类似ESO 243-49 HLX-1，提示其可能为超亮X射线源，凸显高分辨率成像对验证双AGN候选体的重要性。
2024-09-05 astro-ph.HE
SDSS~J075217.84+193542.2: X-ray weighing of a secondary BH
该研究利用Swift/XRT的X射线观测，通过康普顿化模型拟合和潮汐瓦解情景，对类星体SDSS~J0752中的次级黑洞进行质量称重，发现其质量下限为9×10^7太阳质量，并估计双星倾角为80°。
2024-03-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
X-ray spectral scaling of black hole mass in quasi-periodic eruptive source RX J1301.9+2747
INAF-IAPS（意大利国家天体物理研究所）；Lomonosov Moscow State University/Sternberg Astronomical Institute（莫斯科罗蒙诺索夫国立大学/斯登伯格天文研究所）；Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院空间研究所）；Lomonosov Moscow State University Branch in the City of Sarov（莫斯科罗蒙诺索夫国立大学萨罗夫分校）；University of Chicago（芝加哥大学）
本文利用多卫星X射线观测和整体运动康普顿化模型，通过光谱标度技术首次估算准周期爆发源RX J1301.9+2747的黑洞质量，结果为4×10^5至7×10^6太阳质量，与时间分析及其他方法测量一致。
2026-10-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
