TDE fallback cut-off due to a pre-existing accretion disc
已经探测到许多来自银河系中心的潮汐破裂事件(TDE)候选者(例如,由${\it Swift}$和ASASSN提供)。它们的一些宿主星系显示出弱活动星系核(AGN)的典型特征,表明超大质量黑洞(SMBH)周围预先存在吸积盘。在这项工作中,我们开发了一个分析模型来研究如何预先存在的吸积盘影响TDE。我们假设椎间盘的密度为$ρ\propto R^{-λ}$,$R$是距SMBH的径向距离,$λ$在$0.5$和$1.5$之间变化。先前存在的吸积盘与潮汐扰动恒星流之间的相互作用可以使远离SMBH的恒星流停滞,导致气体回落到SMBH的速率突然下降。这些相互作用可以解释在某些TDE候选物的光变曲线中观察到的陡峭截止值(例如,${\it Swift}$ J1644和${\it Swift}$ J2058)。与我们的模型,它是可能的,使用的时间,这个截止约束一些属性有关的预先存在的吸积盘,如$λ$和光盘粘度参数$α$。我们通过将我们的理论应用于TDE候选物${\it Swift}$ J1644、${\it Swift}$ J2058和ASASSN-14 li来证明这一点。我们的分析有利于粘度参数$α\sim0.01-0.1$的$λ\sim1$圆盘轮廓。
2017-05-23 astro-ph.HE
Instability in supernova fallback disks and its effect on the formation of ultra long period pulsars
针对超长周期脉冲星起源不明的问题,本研究模拟带超新星回落盘的磁星演化,发现盘内热黏滞不稳定性显著影响其形成,且多数此类脉冲星为近对齐或正交自转体,仍需额外机制解释其射电辐射。
2024-10-08 astro-ph.HE
Anisotropic neutrinos and gravitational waves from black hole neutrino-dominated accretion flows in fallback core-collapse supernovae
核心坍缩超新星(CCSNe)的退落对决定其中心致密残留物的性质起着重要作用,而致密残留物可能在大质量CCSNe中心产生黑洞(BH)超吸积系统。当吸积速率极高且中微子冷却占主导地位时,超吸积应处于中微子主导吸积流(NDAF)阶段,大量各向异性MeV中微子将伴随强引力波(GW)从盘中发射出去.在本文中,我们进行了一系列的一维CCSN模拟的初始爆炸能量的范围内的$2-8$ B(1 B = $10^{51}$ erg)的研究回落过程。通过考虑中心BH质量和自旋在回落吸积过程中的演化,给出了大质量祖星的初始爆炸能量、质量和金属丰度对各向异性MeV中微子谱和NDAF产生的GWs波形的影响.这些中微子或GW信号可能被运行中或未来的探测器探测到,多信使联合探测可以限制CCSNe和祖星的性质。
2021-08-09 astro-ph.HE
Long-period Pulsars as Possible Outcomes of Supernova Fallback Accretion
在大约半个世纪的时间里,射电脉冲星群被观测到在~0.002- 12 s的范围内旋转,不同的脉冲星类别具有显著不同的旋转周期演化,这取决于它们的磁场或过去的吸积历史。最近对几颗缓慢旋转的脉冲星的探测重新开启了长期存在的精确物理和观测偏差问题,推动了脉冲星种群周期范围的上限。在这项工作中,我们进行了参数研究的自旋周期演化的超新星回落物质相互作用的恒星,特别是看回落吸积盘的情况。根据形成时的初始条件,这种演化可能与典型的偶极自旋下降有很大的不同,从而导致星的自旋周期比同时代的同行更长。通过对脉冲星的自旋周期和诞生时的磁场、初始回退吸积率以及磁场衰减的一般假设,我们发现,在强的类磁星磁场(>10^{14}G)和中等的初始回退吸积率(~10^{22-27} g s^{-1})的情况下,可以达到很长的自旋周期(> 100 s)。此外,我们还研究了最近发现的两个周期射电源,脉冲星PSR J 0901 -4046(P = 75.9s)和射电瞬变GLEAM-X\,J162759.5 -523504.3(P = 1091 s)。我们的结论是,超新星回落的情况下,可能是一个可行的渠道,以产生人口的长期孤立的恒星,只有最近的观测活动才开始揭开面纱。
2022-07-21 astro-ph.HE
Impact of Pulsar and Fallback Sources on Multifrequency Kilonova Models
我们探讨了脉冲星电磁偶极子和回退吸积辐射对一组kilonova模型光度的影响。脉冲星模型是不同的脉冲星磁场强度,脉冲星寿命,喷出物的质量,和元素丰度;回退模型是不同的回退吸积率和喷出物的质量。对于丰度,我们使用Fe和Nd分别作为风和动力喷出物的代表。我们模拟辐射转移在喷出物中的一维球形或二维圆柱空间几何形状。对于1D模拟的网格,Nd的质量分数为0、$10^{-4}$或$10^{-3}$,其余为Fe。我们的模型适合AT 2017 gfo(与引力波中发现的第一颗中子星合并相关的千诺瓦,GW 170817)的热光度,但不能同时适合B,V和I的时间演化。然而,我们发现,在B和V星等的演变趋势是更好地匹配的回落模型相对于脉冲星模型,这意味着剩余源的时间依赖性影响的颜色演变。在我们可以用残余源描述AT 2017 gfo之前,需要进一步探索参数空间和模型缺陷。
2019-05-31 astro-ph.HE
GRB 250706B/C: Insight-HXMT Discovery of a High-Luminosity Burst as a Candidate for Fallback-Regulated Accretion in the Prompt Emission
State Key Laboratory of 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国家重点实验室);University of Chinese Academy of Sciences, Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学)
基于Insight-HXMT观测到的长暴GRB 250706B/C,发现其瞬时辐射同时具有极短时标变化和缓慢演化的包络,支持回落吸积盘在高光度分支工作的模型。
2026-06-08 astro-ph.HE
Advective accretion disc-corona model with fallback for tidal disruption events
潮汐破裂事件(TDEs)显示了紫外线到X射线光谱指数和爱丁顿比之间的相关性,在低爱丁顿比的非热X射线发射。我们认为围绕吸积盘的日冕是一个非热的X射线源。我们构造了一个含时的非相对论性对流吸积盘-日冕模型。下落的碎片被假定为形成一个种子盘的时间$t_c$,这演变由于质量增益下落碎片在恒定的外半径与质量回落率$\dot{M}_{\rm fb}$和质量损失,通过吸积到黑洞。在我们的模型中的粘性应力取决于气体($P_g$)和总($P_t$)的压力为$τ_{rϕ} \propto P_g^{1-μ} P_t^μ$,其中$μ$是一个常数。我们发现质量吸积率$\dot{M}_a$从爱丁顿吸积演化到亚爱丁顿吸积,其演化的时间接近于$t^{-5/3}$,其中$t$是时间.我们发现,辐射热盘光度遵循接近$t^{-5/3}$的晚期演化。日冕X射线总光度与辐射热盘光度的比值随$μ$的增加而增加,而$μ\neq 1$的比值在后期增加。我们得到的X射线黑体温度的光盘,同意从X射线观测($\sim~10^5~{\rm K}$)的温度。我们发现,光盘的辐射效率随时间的增加和减少的光盘时,包括电晕。我们忽略了外流,我们的模型更适用于近亚爱丁顿吸积和当$\dot{M}_{\rm fb}$是亚爱丁顿。
2022-11-09 astro-ph.HE
On the Diversity of Fallback Rates from Tidal Disruption Events with Accurate Stellar Structure
超大质量黑洞(SMBH)对恒星的潮汐扰动可以用来探测SMBH质量函数、单个恒星的性质以及星系核中的恒星动力学。即将到来的任务将探测到数千个TDE,需要精确的理论建模来精确解释数据。在这里,我们分析了更现实的恒星结构的影响,TDEs的结果,特别是,我们比较的回退率-潮汐破坏碎片返回黑洞的速度-从恒星演化代码{ \sc台面}产生的祖先$γ= 4/3$和$γ= 5/3$多面体。我们发现,{ \sc台面}产生的密度配置文件产生质量不同的回退率相比,多方近似,只有回退曲线从低质量($1M_{\odot}$或更少),零年龄的主序星是很好的适合无论是$γ= 4/3$或$5/3$多方。恒星年龄对回落曲线的形状有很大的影响,并且可以产生特征时间尺度(例如,到回退速率的峰值的时间)与多变值有很大不同。我们使用这些差异来评估从观测到的光变曲线推断的黑洞质量与真实值的偏离程度,并发现这种差异可以达到数量级水平。精确的恒星结构也会导致恒星完全破裂的临界碰撞参量发生很大变化,并会增加碎片流在自身重力作用下碎裂的可能性。这些结果表明,需要详细的建模,以准确地解释所观察到的TDEs的光变曲线。
2019-08-05 astro-ph.HE
Clues from 4U 0142+61 on supernova fallback disc formation and precession
NuSTAR实验探测到一个周期为8.68917 s的硬X射线发射(10-70 keV),以及来自异常X射线脉冲星(AXP)4U 0142+61的55 ks(或该值的一半)的脉冲相位调制。它在这里表明,这一证据是自然解释的岁差开普勒超新星回落盘围绕这个AXP。还发现,在比过去所考虑的更远的距离上,年轻中子星周围形成的盘的进动,可能构成几乎被忽略的引力波源,其频率属于未来空间干涉仪LISA、ALIA、DECIGO和BBO的敏感波段。在这项工作中的引力波发射进动后退盘可能形成的年轻的恒星,如螃蟹在一个区域延伸超过8 $\times$-10 $^{7}$ m从脉冲星表面的估计。它也评估的作用,红外辐射辐射发射从circumpulsar光盘可能发挥的贡献TeV能量的正电子和电子的逆康普顿散射。对年轻和中年恒星周围的盘形成进行广泛的观测活动,也可能有助于解决长期存在的问题,即在地球附近观测到的7 GeV以上的宇宙射线中过量的正电子来自脉冲星。在不久的将来,詹姆斯·韦伯望远镜具有前所未有的近红外和中红外观测能力,可能会提供超新星后备盘大样本的直接证据。
2021-12-27 astro-ph.HE gr-qc
The fate of fallback matter around newly born compact objects
年轻中子星周围的回退盘的存在多年来一直被用来解释各种各样的现象。在这里,我们进行了一个这样的磁盘的形成在超新星爆炸的数值调查,同时考虑中子星(NS)和黑洞(BH)的残余物。使用公共代码MESA,我们计算了超新星前物质的角动量分布,对于初始质量M在13 - 40 Msun范围内的恒星,初始表面旋转速度vsurf在临界速度的25%和75%之间,金属丰度Z为太阳值的1%,10%和100%。这些预SN模型以在10^{50} -3x 10 ^{52}尔格之间变化的能量E爆炸,并且计算回退材料的量。我们发现,如果磁矩在角动量输运中起着重要的作用,那么NS周围的回退盘,即使是低金属丰度的主序星,也不是SN爆炸的结果。只有在可以忽略的磁矩和微调的爆炸能量的条件下,才能在年轻的NS周围形成这样的盘。对于那些留下BH残留的恒星,如果磁场不起很强的作用,则盘的形成是普遍存在的;然而,与NS的情况不同,即使内部有很强的磁耦合,盘也可以在{Z,M,vsurf,E}参数空间的大区域中形成。连同文献中广泛讨论的紧凑,超吸积回退磁盘,我们确定在上述参数空间中的区域,导致扩展,长寿的磁盘周围的BH。我们发现,这些磁盘中的物理条件可能有利于行星形成,从而导致行星绕黑洞的可能存在。
2013-12-17 astro-ph.HE
Supernova Light Curves Powered by Fallback Accretion
在核心坍缩超新星爆炸中喷射出的部分物质可能仍然与致密的残余物结合在一起,并最终转向并回落。我们发现,与这种“后备”材料的吸积相关的后期(>天)功率可能会显着影响光学光变曲线,在某些情况下会产生超亮或其他奇特的超新星。我们使用球对称流体动力学模型来估计吸积率在后期的一系列祖质量和半径和爆炸能量。原中子星或黑洞的吸积率在后期随着Mdot ~ t^-5/3而降低,但在低爆炸能量、非常大质量的恒星中,或者如果在原始恒星的氦/氢界面形成强烈的反向冲击波,其标准化可以显着增强。如果由此产生的超级爱丁顿吸积驱动一个外流,使流出的喷出物热化,超新星碎片将在光子可以有效扩散出去的时候重新充满能量。由此产生的光变曲线是不同的,比以前的后备超新星模型,忽略了吸积功率的输入,并产生短暂的,暗淡的瞬变更多样化。当回退吸积功率显著时,可能的结果包括短持续时间和长持续时间的超亮(> 10^44尔格/ s)II型事件,以及可能经历了显著质量损失的致密恒星的发光I型事件。吸积功率可能会使剩余的下落物质分离,导致一些长时间II型事件的亮度突然下降。这种情况可能与解释最近发现的一些特殊和罕见的超新星有关。
2012-10-26 astro-ph.HE
The Vela Pulsar With an Active Fallback Disk
后备盘预计将在年轻的中子星周围形成。这些盘的存在可以通过它们在红外、光学和紫外波段的黑体光谱来揭示。我们提出了一个重新减少的船帆座脉冲星的档案光学和红外数据,连同现有的红外和紫外光谱船帆座,和模型的非脉冲成分的黑体光谱的超新星碎片盘。我们调用静态磁盘解决方案的Sunyaev和Shakura的描述的磁盘在螺旋桨阶段,并发现磁盘的内半径是轻圆柱半径内。我们用XMM-牛顿法进行了高分辨X射线分析,发现在0.57 keV处有一个窄的吸收特征,可以解释为类氦氧(OVII)的K $_α$线。这条线的强度表明,在我们的视线范围内,一种元素的丰度超过了ISM的预期。这一光谱特征可能来源于脉冲星风星云,部分原因可能是后退盘对X射线辐射的再处理。我们讨论了船帆座低于3的制动指数,部分原因是螺旋桨扭矩的贡献。我们的研究结果表明,脉冲星机制可以与螺旋桨过程同时工作,碎片盘可以生存的辐射压力至少$\sim 10^4$年。由于船帆座是一个相对较近的天体,并且是一颗原型脉冲星,如果确认存在盘,可能表明年轻中子星周围普遍存在碎片盘。
2014-11-07 astro-ph.HE
On the Interacting/Active Lifetime of Supernova Fallback Disk around Isolated Neutron Stars
本文通过自相似质量演化模拟研究孤立中子星周围超新星回落盘,发现其相互作用/活动寿命通常短于0.1 Myr,但盘的存在寿命可显著更长。
2024-06-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Supernova Fallback as Origin of Neutron Star Spins and Spin-kick Alignment
天然反冲和自旋是中子星和黑洞的特征性质。两者都为恒星核心坍缩和爆炸的动力学过程提供了有价值的线索。此外,它们还影响着恒星多重系统的演化以及它们的旋进和合并产生的引力波信号。可能通用的自旋踢对齐的观测证据已被解释为表明,NS自旋诱导NS踢或继承的祖旋转,从而可能在恒星坍缩过程中发挥动态的重要作用。目前的三维超新星模拟表明,NS踢转移在爆炸的第一秒,主要是通过各向异性的质量喷射,并在第二级,各向异性中微子发射。相比之下,NS自旋只在几分钟到几小时后由与超新星中没有引力束缚的物质的回落相关的角动量确定。在这里,我们提出了一个新的方案来解释自旋踢对齐的后果是切向涡流的回退物质,主要是从NS的运动方向吸积。对于这种效应,初始的NS反冲是至关重要的,因为它产生了NS远离爆炸中心的不断增长的偏移,从而促进了单侧吸积。在这种新的情况下,基于传统概念的结论被颠倒了。例如,不需要预反冲NS自旋,并且快速的祖核旋转可能妨碍自旋-反冲对准。我们还讨论了出生BH踢的影响和可能性抛出BH的旋转轴在其形成过程中。
2021-12-05 astro-ph.HE hep-ph
Evolutionary Origin of Ultra-long Period Radio Transients
本文通过磁星与回落盘相互作用模拟,解释J1627的超长周期等观测性质,并提出J1839可能处于盘失活后的第二抛射体阶段。
2024-04-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Rotational and X-ray luminosity evolution of high-B radio pulsars
在延续我们早期的工作,长期演变的所谓的高-B无线电hoppers(HBRPs)与测量制动指数,我们已经调查了长期演变的其余五个HBRPs的制动指数尚未测量。这完成了我们的源的回退盘模型,也适用于早期的异常X射线散射(AXP),软伽马中继(SGR),和昏暗的孤立中子星(XDIN)的HBRP的源分析。结果表明,由于初始条件的不同,即初始盘质量、初始周期和偶极场强度的不同,不同中子星群体的X射线光度和转动性质可以通过带有回退盘的中子星获得。对于五个HBRP,与AXP,SGR和XDIN不同,我们的结果不约束源的偶极场强。我们得到的演变路径,导致螺旋桨阶段的偶极子场足够强,产生脉冲无线电发射的HBRPs的属性。
2017-12-18 astro-ph.HE
Evolution of the long-period pulsar PSR J0901-4046
回退盘模型预测,在今年发现前两个长周期射电望远镜(LPP)之前,异常X射线射电望远镜(AXP)和软伽马中继器(SGR)将演化为孤立的长周期射电望远镜。与正常的射电望远镜不同,LPP显示出具有不寻常和可变脉冲形状的瞬态脉冲射电时代,类似于少数射电发射AXP/SGR的射电行为。我们表明,目前的属性,最近发现的第二LPP,PSR J 0901 -4046($P \simeq 76$),作为进化的结果,在与后备光盘的相互作用,因为我们已经显示了第一个发现的LPP,GLEAM-X J162759.5-523504.3($P \simeq 1091$ s)。虽然GLEAM-X J162759.5-523504.3的周期导数$\dot{P}$只有上限,但PSR J 0901 -4046的$\dot{P}$已被测量,为演化模型提供了更好的约束。该模型可以产生具有偶极矩$μ\simeq 10^{30}$ G cm $^3$的源特性。结果对脉冲星的初始周期不敏感。结果表明,PSR J 0901 -4046在$10^4$数年时经历了AXP/SGR期,目前为$\sim (6 - 8) \times 10^5$年。
2022-12-20 astro-ph.HE
Optical excess of dim isolated neutron stars
暗孤立中子星(XDIN)光谱中的光学过剩是其转动能量损失率的重要组成部分。这与孤立射电脉冲星的情况截然不同。我们调查这个问题的框架中的回退盘模型。光学光谱可以由最内层圆盘物质上的磁应力提供动力,因为耗散的能量主要从圆盘的内缘作为黑体辐射发射。在回退盘模型中,XDIN是在螺旋桨阶段中以类似的扭矩机制演变的源。在这个模型中,加热内部圆盘物质的总磁功的比率预计对于不同的XDIN是相似的。光学光度计算一致的光学光谱和理论约束的内部光盘半径给出非常相似的比率的光学光度的旋转能量损失率为所有这些来源。这些比率表明,一个显着的部分的磁力矩加热光盘的物质,而其余部分从系统中驱逐光盘的物质。对于XDIN,与磁加热相比,X射线辐射加热对光学光度的贡献可以忽略不计。我们期望的相关性之间的光学光度和旋转能量损失率的XDIN可以是一个属性的系统与低X射线光度,特别是那些在螺旋桨阶段。
2017-05-26 astro-ph.HE
Long-term evolution of anomalous X-ray pulsars and soft gamma repeaters
我们研究了具有相对较好的X射线光度和旋转特性的单个异常X射线源(AXP)和软伽马重复源(SGR)的长期演化。在回退圆盘模型的框架下,我们得到了能产生观测源特性的圆盘质量和偶极子场强的范围。我们已经比较了我们的结果与先前获得的昏暗孤立中子星(XDIN)。结果表明:(1)在回退盘模型中,各个AXP/SGR源的X射线光度、周期和周期导数都能自洽地产生,其基本盘参数与以前用于解释XDIN长期演化的基本盘参数非常相似;(2)除两个源外,AXP/SGR都是在吸积阶段演化的;这两个特殊的源,就像XDIN一样,在过去已经完成了它们的吸积阶段,现在正处于最后的推进器阶段,并且仍然随着圆盘扭矩而变慢,(3)偶极场强XDIN的(在极点处)在$10^{11}-10^{12}$ G范围内,而AXP/SGR在$1-6 \times 10^{12}$ G之间具有相对较强的偶极场,(4)源的性质可以用大范围的盘质量来获得,这不允许对整个AXP/SGR和XDIN总体的盘质量和磁偶极子场之间的相关性进行清楚的检验。
2016-01-28 astro-ph.HE
On the timing behavior of PSR B1259-63 under the propeller torque from a transient accretion disc
$γ$射线脉冲双星系统PSR B1259-63在每一次近星点后都有GeV的耀斑。这些耀斑的来源仍在辩论中。近日,[2017 ApJ... 844.. 114 Y]提出了一种可能解释GeV耀斑的机制。在这个模型中,一个短暂的吸积盘预计将形成的物质,这是引力捕获的中子星从主序星伴星的拱星盘。瞬态吸积盘对中子星施加了一个自旋下降力矩(螺旋桨效应),这可能是通过PSR B1259-63的脉冲星定时观测来追踪的。在本文中,我们唯象地考虑了螺旋桨效应与一个参数$χ$,它描述了盘物质和中子星之间的耦合。将预期的时间残差与[2014 MNRAS.437.3255 S]中的最新观测结果进行比较,我们得出结论,角动量传递非常弱(具有耦合参数$χ\le10^{-4}$)。
2018-02-15 astro-ph.HE
Long-Time 2D Simulations of Fallback Supernovae: A Systematic Investigation of Explosions Dynamics and Mass Ejections
本研究针对60-95倍太阳质量的零金属丰度前身星开展二维回落超新星模拟,揭示爆炸能量、遗迹质量等演化规律,探讨多信使信号与中微子探测可能性。
2024-10-07 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Discovery and Timing of 49 Pulsars from the Arecibo 327-MHz Drift Survey
本文报告了阿雷西博AO327巡天发现的49颗脉冲星的计时结果,包括18颗新发现,并揭示了子脉冲双向漂移、中间脉冲等特殊辐射现象及色散量模型偏差。
2025-02-06 astro-ph.HE
Long-term evolution, X-ray outburst and optical/infrared emission of SGR 0501+4516
在回退盘模型框架下,分析了SGR 0501+4516的长期演化和X射线爆发光变曲线。我们已经证明,这种典型的软伽马中继器的X射线光度、周期和周期导数可以通过具有大范围初始盘质量的中子星来实现,只要源在星的磁极上具有~ 1.4 x 10^{12} G的磁偶极场。目前,这颗恒星正在吸积盘中的物质,盘的年龄约为3 x 10^4年,并将保持在吸积阶段,直到t ~ 2 - 5 x 10^5年,这取决于初始盘的质量。以它目前的旋转速率,即使恒星上的吸积受到某种机制的阻碍,这个源也不会发出脉冲无线电发射。SGR 0501+4516的X射线增强光变曲线可以通过先前应用于具有相同基本盘参数的其他异常X射线源/软伽马重复源的X射线增强光变曲线的相同模型来解释。我们进一步表明,SGR 0501+4516的光学/IR数据与辐射回退盘的发射非常一致,其性质与我们的长期演化模型一致。
2015-01-11 astro-ph.HE
What causes the absence of pulsations in Central Compact Objects in Supernova Remnants?
大多数年轻的中子星属于超新星遗迹(CCO)中的中心致密天体类,没有已知的周期性。我们调查了七个这样的CCO,以了解没有检测到脉动的常见原因。利用XMM-牛顿,钱德拉,和NICER观测,我们进行了系统的定时和光谱分析,以获得更新的灵敏度限制的周期性信号和多温度的光谱成分,可能与辐射的热点上的中子星表面。基于这些限制,我们研究了每个目标的允许观察几何形状,可以解释缺乏脉动。我们估计不太可能($< 10^{-6}$)将我们没有看到脉动归因于五个考虑的源的不利观看几何。或者,碳大气模型,它假设均匀的温度分布在表面上,同样很好地描述了光谱,并提供了一个合理的解释,在目前的限制内没有检测到的周期性。相对于其他年轻的中子星,CCO的不寻常性质可能表明了一条不同的演化路径,就像超新星事件后经历显著回落吸积的源所提出的那样。
2021-09-13 astro-ph.HE
Evolution of the long-period pulsar GLEAM-X J162759.5-523504.3
最近发现的脉冲星GLEAM-X J162759.5-523504.3的长周期($P = 1091$ s)可以通过中子星演化来获得,中子星的后退盘和磁偶极矩为几个$10^{30}$ G cm $^3$,年龄大于$\sim 2 \times 10^5$ yr,与周期导数$\dot{P}$和源的X射线光度$L_X$的观测上限一致。$\dot{P}$目前的上限允许两种不同的状态:(1)盘仍然是活跃的,并以低速率进行吸积,使得吸积光度远小于中子星的冷却光度,这反过来又低于$L_X$的上限。在这种情况下,降速将以$\dot{P} \sim 10^{-10}$ s $^{-1}$的速度继续,直到光盘变为非活动状态;最后一个周期将是$P \sim$几个$10^3$。(2)圆盘已经不活动了,没有吸积。在这种情况下,周期演变已趋于稳定,达到最终周期范围内的观测值。剩余的,非常弱的,偶极力矩维持在$\dot{P} \sim 4 \times 10^{-18}$ s s $^{-1}$的渐近自旋下降。在早期的工作中,用回退盘模型预测了软伽马中继星和具有相对较强偶极场的异常X射线源的终态的长周期$P \sim$和几个$10^3$。
2022-03-29 astro-ph.HE
The SUrvey for Pulsars and Extragalactic Radio Bursts V: Recent Discoveries and Full Timing Solutions
脉冲星和河外射电暴的调查从2014年4月持续到2019年8月,覆盖了南半球中高银河系纬度的大部分地区,由帕克斯射电望远镜上的20厘米多波束接收器拍摄的9分钟点组成。截至2017年9月21日的数据已经使用标准傅立叶技术,单脉冲搜索和快速折叠算法搜索进行了搜索。我们提出了19个新发现,使该计划中的发现总数达到27个,我们报告了在帕克斯对其中26个脉冲星进行后续定时观测的结果,包括毫秒脉冲星PSR J1421-4409;微弱,高度调制的慢脉冲星PSR J1646-1910;和零脉冲星PSR J1337-4441。我们提出了新的定时解决方案,23颗星,我们报告的通量密度,调制指数,和偏振特性。
2020-06-24 astro-ph.HE
Timing stability of black widow pulsars
我们研究了三个黑寡妇双星的时间稳定性,包括它们的长期自旋演化和短期轨道稳定性。最初发现的两个黑寡妇脉冲星系统(PSR B 1957 +20和J 2051 $-$ 0827)的不稳定定时行为和射电日食被认为是这类脉冲星的代表。在过去的十年里,随着几个新的黑寡妇系统加入到这个群体中,现在有几个已知的系统没有显示这些典型的轨道变化或射电日食。我们使用7 $-$ 8年的观测,从四个欧洲脉冲星定时阵列望远镜的PSR\,J0023 +0923,J2214+3000和J2234+0944的时间解决方案,并确认,这些系统中的两个没有表现出任何显着的轨道变化,在我们的观测时间跨度,无论是在长期或轨道参数。第三个脉冲星PSR J0023+0923的轨道变化,我们讨论的时间解决方案的影响。我们的结果,从长期的时间,这些卫星提供了几个新的或改进的参数相比,早期的作品。我们讨论了我们的结果,关于这些的稳定性,和黑寡妇的稳定性一般,在上下文中的二进制参数,并讨论潜在的罗什叶填充因子的伴星是这些系统的稳定性指标。
2020-03-23 astro-ph.HE
Timing analysis of rotating radio transients discovered with MeerKAT
Yale University(耶鲁大学);North-West University(西北大学);University of South Africa(南非大学)
本研究利用MeerKAT对四个新发现的RRATs进行定时分析,确认了其中一项已知解决方案,并重新评估了其他两个源的定时结果。
2024-11-27 astro-ph.HE
Origin of young accreting neutron stars in high-mass X-ray binaries in supernova remnants
最近,在超新星遗迹的X射线双星系统中发现了几颗吸积中子星。它们代表了NS标准磁旋转演化的难题,因为它们的年龄($\lesssim 10^5$年)比风吸积开始之前喷射器和螺旋桨阶段的预期持续时间短得多。为了解释这样的系统的外观,我们考虑旋转演化的NS与早期的回退吸积和不对称的前/后过渡之间的喷射器和螺旋桨阶段(所谓的滞后效应,提出了V. Shvartsman在1970年)。结果表明,在一个成功的回退情节与某些现实的价值观的初始自旋周期,恒星风的属性,和磁场,年轻的NS可能不会进入喷射阶段在其演变过程中的结果在一个相对快速的启动吸积的超新星遗迹的寿命。对于标准磁场$\sim 10^{12}$ ~G和初始自旋周期$\sim 0.1$ ~--~0.2~s,吸积率$\gtrsim 10^{14}$ ~--~ $10^{15}$ ~g~s $^{-1}$足以避免喷射阶段。
2022-01-10 astro-ph.HE
Radio and gamma-ray timing of TRAPUM L-band Fermi pulsar survey discoveries
本文对TRAPUM L波段巡天发现的九颗毫秒脉冲星进行射电与伽马射线联合计时,利用MCMC方法精确测量计时参数并测得四颗脉冲星自行,弥补了仅伽马射线分析的不足。
2024-11-22 astro-ph.HE
Long-term evolution of RRAT J1819-1458
目前,J1819-1458是唯一在X射线中探测到的旋转射电瞬变(RRAT)。我们已经研究了这个源在回退盘模型的长期演变。该模型能同时再现J 1819 -1458在吸积阶段$\sim 2 \times 10^5$ yr的周期、周期导数和X射线光度。在中子星磁极上的磁偶极场强为$B_0 \sim 5 \times 10^{11}$ G时,我们得到了合理的模型曲线,它比由偶极矩公式推导出的场要弱得多。根据这个$B_0$和测量的周期,我们发现J1819-1458位于射电脉冲星死亡线之下,并靠近死亡线。我们的结果对初始周期不敏感,并且源的性质可以在很大的盘质量范围内产生。我们的模拟表明,J1819-1458是朝着暗淡的孤立中子星的性质在演化的后期阶段。这意味着RRAT和暗淡孤立的中子星之间有着密切的进化联系。对于其他RRAT与测得的周期导数和未知的X射线光度,我们已经估计的下限的$B_0$值的回退光盘模型。这些限制允许RRAT的偶极场分布,可以填充在同一模型中昏暗的热隔离中子星和中心致密天体的估计$B_0$范围之间的$B_0$间隙。
2018-08-18 astro-ph.HE
Pulsar Timing Arrays and their Applications
毫秒脉冲星本质上是非常稳定的时钟,精确测量它们的脉冲周期可以用来研究各种各样的天体物理现象。特别是,定期观测大量毫秒级脉冲星样本,构成脉冲星定时阵列(PTA),可以用作低频引力波的探测器,并建立独立于地球原子时标的时间标准。已经建立了三个主要的定时阵列项目:欧洲脉冲星定时阵列(EPTA)、北美脉冲星定时阵列(NANOGrav)和帕克斯脉冲星定时阵列(PPTA)。详细介绍了PPTA项目的结果,并对PTA项目的未来前景进行了讨论。
2011-01-27 astro-ph.HE
Commensal discovery of four Fast Radio Bursts during Parkes Pulsar Timing Array observations
帕克斯脉冲星定时阵列(PPTA)项目监测24个毫秒脉冲星(MSP),以便使用帕克斯64米射电望远镜进行各种基础物理实验。自2017年6月以来,我们一直在MSP观测期间对快速射电暴(FRB)进行快速搜索。在这里,我们报告发现了四个FRB(171209,180309,180311和180714)。探测到的事件包括在帕克斯天文台探测到的具有最高信噪比的FRB,它表现出不寻常的光谱特性。所有四个FRB都是高度极化的。我们讨论了未来的搜索FRB在帕克斯。
2019-06-24 astro-ph.HE
The LOFAR Tied-Array All-Sky Survey: Timing of 35 radio pulsars and an overview of the properties of the LOFAR pulsar discoveries
LOFAR捆绑阵列全天巡天(LOTAAS)是迄今为止在低射频(119- 151 MHz)下进行的最灵敏的非目标射电脉冲星巡天,并发现了76颗新射电脉冲星,其中23.5秒脉冲星J 0250 +5854是迄今为止已知旋转最慢的射电脉冲星。本文报道了LOTAAS发现的35颗脉冲星的时间解,其中包括一颗零脉冲星和一颗轻度再循环脉冲星,从而完成了对LOTAAS脉冲星发现的完整时间分析。我们给出了一个全面的LOTAAS样本的76颗恒星的调查结果的概述,讨论他们的脉冲轮廓,无线电频谱和定时参数。我们发现,脉冲轮廓的一些CRASARS显示轮廓的时间或频率的变化,而一些CRASARS显示散射的迹象,绝大多数显示没有脉冲展宽。LOTAAS发现的脉冲星与已知的脉冲星相比,具有平均更陡的无线电频谱和更长的自旋周期($1.4\times$)以及更低的自旋下降率($3.1\times$)。我们讨论了这些差异的原因,并将其归因于LOTAAS调查以及以前的脉冲星调查的选择效应的组合,但不能排除较老的脉冲星往往具有更陡峭的无线电频谱。
2022-11-20 astro-ph.HE
Discovery, Timing, and Multiwavelength Observations of the Black Widow Millisecond Pulsar PSR J1555-2908
我们报道了PSR J1555-2908的发现,它是一颗5.6小时双星系统中的1.79毫秒射电和伽马射线脉冲星,最小伴星质量为0.052 $M_\odot$。这颗快速而充满活力的($\dot E = 3 \times 10^{35}$ erg/s)毫秒脉冲星在费米LAT巡天观测中首次被发现为伽马射线点源。在费米误差区的陡谱射电点源的引导下,我们用首次发现脉动的绿岸望远镜在820 MHz进行了搜索。最初的无线电脉冲定时观测提供了足够的信息,种子搜索伽玛射线脉动的LAT数据,从中我们得到一个完整的费米任务有效的定时解决方案。除了射电和伽马射线脉动的发现和定时,我们还使用NICER搜索了X射线脉动,但没有检测到显著的脉动。我们还获得了时间序列的r波段测光,表明强烈加热的伴星的脉冲星风。在伴星的下合过程中,被加热的伴星吹出的物质遮蔽了820 MHz的无线电脉冲约10%的轨道,这是其洛希瓣对向角的两倍。
2022-02-10 astro-ph.HE
Discovery and Timing of Four $γ$-ray Millisecond Pulsars
该研究利用Murriyang射电望远镜搜索80个γ射线源并发现四颗毫秒脉冲星,结合Fermi数据改进计时,揭示双星、谱与效率特征,并评估巡天总体效率达30%。
2025-03-16 astro-ph.HE
First results from the UTMOST-NS pulsar timing programme
本文介绍了UTMOST-NS脉冲星计时项目,观测了173颗脉冲星,分析了计时噪声和自转突变,验证了相关标度关系,并利用HMM框架检测到17个自转突变,设定了未检测自转突变的系统性上限。
2025-06-28 astro-ph.HE
Timing of 29 Pulsars Discovered in the PALFA Survey
我们报告的发现和定时观测的29个遥远的长周期脉冲星发现在正在进行的阿雷西博PALFA脉冲星调查。随着阿雷西博望远镜的发现,Jodrell Bank天文台对这些恒星的确认和定时观测已经产生了高精度的位置和旋转和辐射特性的测量。我们已经使用多频数据来测量这些恒星的星际散射特性。大多数脉冲星都具有与以前已知的脉冲星群相同的特性,尽管有四个脉冲星显示出一些显着的特征。PSR J1907+0631和J1925+1720是年轻的,与超新星遗迹或plerionic星云有关:J1907+0631位于SNR G40.5-0.5的中心附近,而J1925+1720与高能费米伽马射线源重合。其中一颗脉冲星J1932+1500,在一个令人惊讶的偏心,199天的双星轨道上,伴星的最小质量为0.33太阳质量。其中几个信号源存在时序噪声,两个信号源(PSR J 0611 +1436和J1907+0631)都存在较大的毛刺,但毛刺后旋转特性非常不同。特别是,PSR J 0611 +1436的旋转周期在大约12年内不会恢复到其故障前的值,这比任何其他大故障后的恢复时间尺度要长得多。
2016-12-14 astro-ph.HE
Discovery and timing of three millisecond pulsars in radio and gamma-rays with the GMRT and Fermi-LAT
我们使用巨型米波射电望远镜(GMRT)在322和607 MHz进行了深入的观测,以寻找375个非关联费米大面积望远镜(LAT)伽马射线源方向的射电脉动。本文报道了三个毫秒级双星(MSP)的发现,PSR J0248 + 4230,PSR J1207 $-$ 5050和PSR J1536 $-$ 4948。我们用GMRT进行了大约5年的跟踪定时观测,并为这些MSP推导了相位相干定时模型。PSR J0248 $+$ 4230和J1207 $-$ 5050是孤立的MSP,周期分别为2.60 ms和4.84 ms。PSR J1536 - 4948是双星系统中的一颗3.07 ms脉冲星,其轨道周期约为62天,围绕一颗最小质量为0.32太阳质量的伴星。我们还提供了来自GMRT观测的这些MSP的多频脉冲轮廓。PSR J1536 - 4948是一种MSP,具有极宽的脉冲轮廓,具有多个分量。使用无线电计时星历,我们随后检测到伽马射线脉动从这三个MSP,确认他们作为源动力的伽马射线发射。对于PSR J1536 - 4948,我们使用大约11.6年的伽马射线脉冲到达时间(TOA)以及无线电TOA进行了联合无线电伽马射线计时。PSR J1536 - 4948还显示了脉冲伽马射线发射超过25 GeV的证据,证实了这个MSP与> 10 GeV点源的早期关联。所有三个MSP的多波长脉冲轮廓为脉冲星磁层中的无线电和…
2021-02-08 astro-ph.HE
The Peak of the Fallback Rate from Tidal Disruption Events: Dependence on Stellar Type
本研究比较了潮汐瓦解事件中两种峰值回落率模型,发现完全瓦解恒星时峰值时间仅取决于黑洞质量,且大质量恒星TDE产生最大光度,解释了喷流TDE的罕见性。
2023-10-17 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Decade-long timing of four GMRT discovered millisecond pulsars
本文报告了四颗GMRT发现的毫秒脉冲星的十年计时结果,分析了2017年升级前后的计时精度提升,并评估了这些数据对脉冲星计时阵列探测引力波信号的价值。
2023-10-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
Wide-band timing of GMRT discovered millisecond pulsars
为了检测脉冲星定时数据中随机引力波背景的预期印记,需要对星际等离子体中自由电子密度的湍流所产生的频率相关效应进行建模。在这项工作中,我们提出了一个调查的时间变化的星际介质的一组毫秒双星(MSP)与升级的GMRT辅助下,在较低的观测频率的大部分带宽。相反,传统的窄带分析使用频率不变的模板配置文件,我们应用$PulsePortraiture$为基础的宽带时序分析,同时纠正脉冲星配置文件的演变与频率。实施基于$PulsePortraiture$的宽带定时方法,用于GMRT发现MSP以探测DM变化,导致DM精度为$10^{-4}\,pc~cm^{-3}$。在一般情况下,我们实现了类似的DM和定时精度从宽带定时相比,窄带定时与匹配的时间变化的DM。新发现的MSP在宽频率范围内的宽带定时研究突出了在低频下轮廓建模的有效性,并探讨了在脉冲星定时阵列中使用它们的潜力。
2022-08-24 astro-ph.HE astro-ph.IM
Relativistic accretion disc in tidal disruption events
建立了一个含时的相对论吸积模型,描述了具有$α-$粘性和气压主导的潮汐破裂事件。我们还包括完全破坏和部分破坏TDEs的质量回落率$\dot{M}_f$,并假设下落碎片在时间上形成种子盘$t_c$,该种子盘由于下落碎片的质量增加和通过吸积到黑洞上的质量损失而演变。此外,我们推导出了一个明确的形式,光盘的高度依赖于在光盘的角动量参数。我们发现,盘的表面密度在初始时间增加,由于质量增加,然后随着质量回落率降低而降低,这导致盘质量$M_{\rm d}$的降低,其中$t$是时间参数,分别为完全和部分中断TDE的$M_{\rm d} \propto t^{-1.05}$和$M_{\rm d} \propto t^{-1.38}$的后期演化。测热光度$L$在后期表现出遵循幂律的上升和下降,分别由$L \propto t^{-1.8}$和$L \propto t^{-2.3}$给出。我们得到的光度下降速度比使用$L \propto \dot{M}_f$推断的光度。我们还计算了不同光谱波段的光变曲线。
2020-06-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Gravitational wave research using pulsar timing arrays
脉冲星定时阵列(PTA)是指对广泛分布的毫秒级脉冲星阵列进行定期、高精度定时观测的计划。在这里,我们审查的三个主要PTA项目和联合国际脉冲星定时阵列项目的状态。我们讨论了当前与超低频引力波搜索相关的结果,并强调了不久的将来的机会。
2019-04-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Timing System of LIGO Discoveries
本文介绍 LIGO 任务关键型计时系统如何通过相位噪声抑制、冗余自校准与诊断保障引力波时间戳,并基于 O3 数据验证其精度持续低于 1 μs。
2023-04-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
Noise in pulsar timing arrays
为了成功地利用脉冲星定时阵列探测引力波,需要全面了解脉冲到达时间噪声的物理来源和统计特性,并找出抑制噪声的方法。在本文中,我们将审查辐射计噪声,相位抖动噪声和定时噪声的脉冲星定时的噪声预算,并显示各种努力,以减少他们。我们将简要地讨论在北美纳赫兹观测站的引力波(NANOGrav)的毫秒微扰的定时残差的组件和物理原因的整体评估的结果。
2015-05-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
X-ray spectral and timing investigations of XTE J1752-223
报道了利用Rossi X射线定时探测器(RXTE)对瞬态黑洞候选者(BHC)XTE J1752-223的X射线监测观测结果。该源于2009年10月23日被发现,在其持续了至少25天的低/硬态期间,所有的时间和光谱特性都与天鹅座X-1在其典型硬态期间的时间和光谱特性相似。结合PCA/HEXTE光谱很好地拟合了一个高能量截止的吸收破幂律。当RXTE观测恢复后,由于太阳约束的观测间隙,源处于硬中间状态。通过硬度强度图和在功率密度谱中观察到的时序特性的演变表明,源穿过所有的典型BHCs状态。我们讨论了不同的状态,并提出了我们的光谱和定时调查的结果。
2011-03-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
The European Pulsar Timing Array: current efforts and a LEAP toward the future
欧洲脉冲星定时阵列(EPTA)是一个多机构、多望远镜的合作项目,目标是利用高精度脉冲星定时直接探测引力波。在这篇文章中,我们讨论了EPTA成员望远镜,目前实现的定时精度,以及不久的将来的目标。我们报告一个初步的上限的引力波背景的振幅。我们还讨论了欧洲大型脉冲星阵列,其中涉及脉冲星计时的五个主要欧洲望远镜将结合起来,提供一个相干阵列,该阵列将提供与阿雷西博射电望远镜相似的灵敏度和更大的天空覆盖范围。
2010-03-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
Timing Studies on X-Per and Discovery of its Transient QPO Feature
我们给出了1998 - 2010年X Per的{ \emph{RXTE} }-PCA和{ \emph{INTEGRAL} }-ISGRI观测的时序分析。从{ \emph{RXTE} }-PCA观测获得的所有脉冲到达时间是相位连接的,并且使用这些到达时间获得定时解。我们通过使用{ \emph{RXTE} }-PCA和{ \emph{INTEGRAL} }-ISGRI数据测量其脉冲频率来更新源的长期脉冲频率历史。从{ \emph{RXTE} }-PCA数据,频率导数和X射线通量之间的关系表明,通过伴星的恒星风吸积。另一方面,检测到的瞬态QPO功能峰值在$\sim 0.2$ Hz表明存在的吸积盘。我们发现,双折模型拟合的平均功率谱,这表明,源至少有两个不同的吸积流分量占主导地位的整体流量。从频率导数的功率谱,我们测量的幂律指数的$\sim -1$,这意味着在短时间尺度光盘吸积占主导地位的噪声,而在时间尺度长于粘性时间尺度的噪声占主导地位。从脉冲轮廓,我们发现脉冲分数和计数率的源之间的相关性。
2014-07-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
Resolving discrete pulsar spin-down states with current and future instrumentation
对脉冲星定时噪声的理解,为提高大量脉冲星的定时精度以及促进我们对脉冲星磁层的理解提供了可能。对于某些源,定时噪声可归因于脉冲星在两个不同的自旋下降速率$(\dotν)$之间的切换。这样的转变可能是常见的,但是使用当前技术难以解决。在这项工作中,我们使用模拟的$\dotν$ -变量的分子来研究解决个人$\dotν$过渡的可能性。我们在$\dotν$的值中注入阶跃变化,具有宽范围的振幅和切换时间尺度。然后,我们试图重新检测这些过渡使用标准的脉冲星定时技术。脉冲到达时间精度和观测节奏是变化的。限制$\dotν$可检测性的基础上的影响,这样的过渡上的定时残差的推导。与典型的节奏和当前的定时程序的定时精度,我们发现我们是不敏感的$Δ\dotν$参数空间,其中包括小,短时标开关的大区域。我们发现,在旋转和发射状态相关,使用脉冲形状的变化来估计$\dotν$过渡时期,可以提高在某些情况下的可探测性。的节奏上的$Δ\dotν$可检测性的影响进行了讨论,我们与一个已知的人口的间歇性和模式切换的pesticars进行比较。我们的结论是,对于短时间尺度,小开关,节奏不应该受到损害时,新一代的超灵敏射电望远镜在线。
2018-01-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
The ORT and the uGMRT Pulsar Monitoring Program : Pulsar Timing Irregularities & the Gaussian Process Realization
本研究利用ORT和uGMRT观测数据,分析17颗脉冲星的计时噪声与周期突变,首次报道多颗脉冲星的新突变事件与频率演化,提出区分突变后红噪声参数升高,提出可区分突变与强计时噪声的验证方法。
2024-10-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Understanding the spectral and timing behavior of a newly discovered transient X-ray pulsar Swift J0243.6+6124
我们介绍了2017年10月在~280 mCrab通量水平下使用NuSTAR观测新发现的吸积X射线双星脉冲星Swift J0243.6+6124的时间和光谱研究结果。在该脉冲星的X射线光变曲线中检测到9.85423(5)s的脉冲。脉冲星的脉冲轮廓被发现是强烈的能量依赖。发现在较低能量下的宽轮廓在$\ge$ 30 keV下演变成双峰轮廓。脉冲星的3-79 keV连续谱可用负指数截止和正指数截止模型或高能截止幂律模型来描述,模型中加入了$\sim$ 3 keV的热黑体。铁发射线也被检测到在6.4千电子伏的源光谱。在我们的研究中,我们没有发现任何回旋吸收线的特征。本文讨论了相位分辨和时间分辨光谱的结果。
2017-11-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Relativistic binary-disc dynamics and the timing of OJ-287's flares
本文从第一性原理重建OJ-287进动黑洞双星模型,引入相对论盘引力矩、模型无关盘结构假设和蒙特卡洛马尔可夫链参数反演,成功以40小时精度预测2019年耀发并直接测量盘质量与四极矩,同时修正了第26次耀发的时间预期。
2023-09-25 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Assessing Pulsar Timing Array Sensitivity to Gravitational Wave Bursts with Memory
高能天体物理现象,如超大质量黑洞双星(SMBHB)合并被预测会发射出数量惊人的引力波(GW)。重力波形的一个被称为“记忆”的预期成分是永久的和非振荡的。对于SMBHB合并,记忆主要是在最后一次俯冲和环落之前的螺旋最剧烈的时刻产生的,这时最强的引力场在起作用,广义相对论的非线性最明显。记忆的本质上是时域的,这使得它难以用地面GW探测器进行探测,这使得脉冲星定时阵列(PTA)实验成为探测和研究记忆的最有希望的手段。在本文中,我们将讨论如何GW突发与内存(BWM)影响脉冲星计时实验和开发方法来评估如何敏感的现代计时工作是这样的GW事件。我们讨论了如何PTA搜索BWM可以用来约束BWM的速率,以及这些约束如何与SMBHB的人口信息有关。
2014-04-23 astro-ph.HE astro-ph.IM