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
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
Simultaneous observations of a pair of kilohertz QPOs and a plausible 1860 Hz QPO from an accreting neutron star system
我们报道了一个来自中子星低质量X射线双星4U 1636-536的~ 1860 Hz准周期振荡的迹象(3.22 sigma)。如果得到证实,这将是迄今为止从吸积中子星系统中观察到的最高频率特征,因此对理解此类系统非常有用。这种合理的定时特征与较低(~ 585 Hz)和较高(~ 904 Hz)的千赫准周期振荡同时观察到。两个千赫兹准周期振荡频率的比值约为1.5,而所谓的约1860 Hz特征的频率接近这些频率的三倍和两倍。这对于约束所有三个特征的模型很有用。特别地,~ 1860 Hz特征可以是(1)来自新的且迄今未知的类准周期振荡,或者(2)较低或较高千赫兹准周期振荡的第一个观察到的泛音。最后,我们注意到,虽然~ 1860 Hz特征的相对低的重要性需要谨慎,但即使是在这样一个独特的高频率下的3.22 sigma特征也应该足够有趣,以刺激在档案数据中进行系统搜索,并科学地激励下一代X射线任务的足够大的计时仪器。
2009-11-30 astro-ph.GA 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
Kilohertz quasi-periodic oscillations from neutron star spreading layers
当弱磁化中子星(NS)周围的吸积盘接触恒星表面时,它应该减速以匹配NS的旋转,形成边界层。由于可能导致这种制动的机制显然是低效的,因此将该层视为具有可忽略的径向范围和结构的扩展层(SL)是合理的。我们进行流体动力学的2D光谱模拟的SL,考虑光盘作为一个源的物质和角动量。新的、快速旋转的物质与先前存在的、与恒星共同旋转的相对缓慢的物质的相互作用导致了能够传递角动量并在动力学时间尺度上产生变化的不稳定性。对于小吸积率,我们发现,SL是不稳定的加热不稳定性,破坏了初始的纬度对称性,并产生大的偏差,两个半球之间。这种不稳定性也会导致轴对称性的破坏,因为相干流结构形成并间歇地从SL逃逸。在增强的吸积率,SL是倾向于剪切不稳定性,并作为一个源的斜波向两极传播,导致模式,再次打破轴对称。我们计算了在不同倾角下观察的SL的人工光变曲线。大多数模拟的光变曲线显示在接近1kHz的频率下振荡。我们解释这些振荡的SL的边界附近的剪切不稳定性激发的惯性模式。它们的频率、对通量的依赖性和振幅变化可以解释在许多低质量X射线双星中观察到的高频对准周期振荡。
2020-05-21 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
A new correlation with lower kilohertz quasi-periodic oscillation frequency in the ensemble of low-mass X-ray binaries
研究了中子星低质量X射线双星系综中kHz准周期振荡(QPO)频率与吸积相关参数的关系。根据中子星表面的质量吸积率$\dot{M}$和磁场强度$B$,我们发现低kHz QPO频率与$\dot{M}/B^{2}$之间存在相关性。这种相关性在目前Z和环礁源的集合中成立,因此可以解释在同一集合中kHz QPO频率和X射线光度之间缺乏相关性。在整个相关过程中,较低kHz QPO频率的平均运行可以通过对源数据的幂律拟合来描述。然而,简单的幂律不能描述单个源的频率分布。另一方面,与频率数据拟合的模型函数可以解释在单个源以及源集合的情况下观察到的较低kHz QPO频率的分布。模型函数依赖于基本的长度尺度,如磁层半径和边界区域的径向宽度,这两者都是预期的变化与$\dot{M}$,以确定QPO频率。除了改变长度尺度和QPO频率外,足够大的$\dot{M}$的变化也可能导致不同的吸积状态,其特征在于Z和环礁相。
2016-09-07 astro-ph.HE
Mechanical model of a boundary layer for the parallel tracks of kilohertz quasi-periodic oscillations in accreting neutron stars
千赫尺度准周期振荡是中子星低质量X射线双星的一个显著特征。在所有的变异模式,他们是特别有趣的,作为一个探针的吸积流的最里面的部分,包括吸积边界层(BL)的表面上的中子星。所有现有的kHz QPO模型只能解释其丰富的现象学的一部分。在这里,我们表明,他们的一些属性可以解释一个非常简单的模型的BL,是自旋的吸积快速旋转的物质从磁盘和自旋下来的相互作用与中子星。特别是,如果从BL到恒星的质量和角动量转移的特征时间尺度是相同的数量级,我们的模型自然地再现了所谓的平行轨道效应,当QPO频率与光度在小时的时间尺度相关,但在天的时间尺度变得不相关。负责BL和恒星之间质量和角动量交换的两个时间尺度的接近是BL径向结构的预期结果。
2021-01-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
What can we extract from quasi-periodic oscillations?
根据相对论性进动模型,我们在这里提出详细的分析,扩展了在史瓦西和克尔时空中进行的。我们考虑Hartle-Thorne时空中的千赫准周期振荡,它描述了旋转变形物体的引力场。本文导出了Hartel-Thorne时空中周转频率的解析公式,并在相对论性岁差模型的基础上,利用这些周转频率解释了环礁和Z源低质量X射线双星的千赫准周期振荡。特别是我们对Z源GX 5-1进行了分析。我们表明,准周期振荡数据可以提供的参数,即,在低质量的X射线双星的致密物体的质量,角动量和四极矩的信息。
2014-12-28 astro-ph.HE
Highly coherent kilohertz quasi-periodic oscillations from a neutron star X-ray binary EXO 1745-248
我们报告了在瞬态中子星低质量X射线双星EXO 1745-248中发现的~ 690 Hz的千赫兹准周期振荡(kHz QPO)。我们发现,这是一个较低的kHz QPO,并系统地研究了其属性的时间变化,使用较小的数据段和不移位和添加技术。品质(Q)因子偶尔在频率和时间的短范围内显著变化。对于200 s的时间段,发现QPO的高Q因子(264.5 ± 38.5),这可能是文献中报道的最大值。我们认为,一个有效的方法来排除kHz QPO模型是观察找到这样的高Q因子,即使是很短的时间,因为许多模型不能解释高相干性。然而,正如我们所证明的,移位相加技术无法找到在短时间内出现的非常高的Q因子。这表明kHz QPO的相干性可能高于使用该技术报告的已经很高的值,这意味着对模型的进一步限制。我们还讨论了kHz QPO的分数均方根幅度和Q因子的能量依赖性。
2011-03-03 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Kilohertz quasiperiodic oscillations in short gamma-ray bursts
短伽马射线暴与中子星合并有关,中子星合并是在引力波和多波段电磁波谱中都观测到的多信使天文事件。根据双星系统中恒星的质量和它们基本上未知的状态方程的细节,合并后可能会形成一个动态演化和短暂的中子星,在坍缩成黑洞之前存在大约10-300 ms。不同小组的数值相对论模拟一致显示合并后引力波信号在1-5 kHz范围内的宽功率谱特征,这是目前引力波探测器无法达到的,但可以在未来十年内被未来的第三代地基探测器看到。这意味着,在中子星最终坍缩成黑洞之前不久形成的一系列事件中,有可能准周期性地调制所发射的伽马射线。在这里,我们提出了两个这样的信号中确定的短暴GRB 910711和GRB 931101 B档案BATSE数据,这是兼容的数值相对论的预测。
2023-01-07 astro-ph.HE gr-qc
Probing X-ray burst -- accretion disk interaction in low mass X-ray binaries through kilohertz quasiperiodic oscillations
I型X射线爆发的强辐射通量与中子星周围的吸积流相互作用。高频准周期振荡(kHz QPO),在几十个引力半径的轨道频率匹配的频率观察,提供了一个独特的探测盘最里面的区域。在本文中,我们跟踪低kHz QPO,响应于I型X射线爆发,在两个原型QPO源,即4U 1636-536和4U 1608-522,所观察到的罗西X射线定时探测器的正比计数器阵列。我们已经选择了一个样本的15个突发的kHz QPO频率可以跟踪的时间尺度与突发的持续时间(几十秒)。我们发现的证据表明,QPO的影响超过200秒,在一个非常长的爆发和100秒,在其他两个(虽然在一个不太重要的水平),而爆发的排放已经衰减到一个水平,将使预爆发QPO被检测到。另一方面,对于大多数我们的突发kHz QPO样本,我们表明,一旦检测到的QPO的统计允许,在最好的情况下,我们能够设置一个上限为20秒的恢复时间的QPO。这种行为的多样性与爆发峰值亮度的差异无关。我们讨论了这些结果的框架内,最近的发现,吸积到中子星可能会加强在I型X射线爆发。随后的磁盘耗尽可以解释QPO的消失约100秒,可能在两个事件中观察到。然而,必须援引其他设想来解释从大多数突发中推断出的恢复时间短的原因。显然,I型X射线爆发的快速计时和光谱信息的组合在中子星周围的内部吸积流动力学的研究中具有巨大的潜力。
2014-08-20 astro-ph.HE
Fractional amplitude of kilohertz quasi-periodic oscillation from 4U 1728-34: evidence of decline at higher energies
千赫准周期振荡(kHz QPO)是从中子星低质量X射线双星(LMXB)中探测到的一种具有观测鲁棒性的高频定时特征。这一特征对于探测中子星的超致密核物质和强引力区是非常有用的。然而,尽管文献中存在许多模型,但kHz QPO的物理起源尚不清楚,因此该特征还不能用作工具。kHz QPO分数均方根幅度的能量依赖性是理解该时序特征的物理起源的拼图中的重要部分。已知分数均方根振幅在较低能量下随能量增加。在更高的能量下,振幅通常被认为是饱和的,尽管这并不成立。为了提高信噪比,我们将来自中子星LMXB 4U 1728-34的数十个低kHz QPO组合起来。因此,我们,第一次尽我们所知,发现一个显着的和系统的分数均方根振幅与能量在更高的光子能量的减少。假设一个能量谱模型,黑体+幂律,我们探讨如果一个单一的频谱参数的正弦变化可以重现上述分数均方根幅度行为。我们的分析表明,任何单一的黑体参数的振荡是有利于任何单一的幂律参数的振荡,以解释测量的振幅行为。我们还发现,较低kHz的QPO的品质因数并不依赖于光子能量。
2012-09-16 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
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
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
Main parameters of neutron stars from quasi-periodic oscillations in low mass X-ray binaries
研究了Hartle-Thorne时空中低质量X射线双星的千赫准周期振荡。在相对论进动模型的基础上,通过对Z源GX 5-1的数据分析,提取了低质量X射线双星中致密天体的总质量$M$、角动量$J$和四极矩$Q$。针对最近提出的中子星模型,通过对质量-半径关系施加观测和理论约束,计算了该源的半径、角速度等参数。
2016-04-08 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
On the frequency correlations of low-frequency QPOs with kilohertz QPOs in accreting millisecond X-ray pulsars
利用6颗吸积毫秒X射线双星(AMXP)的完整RXTE数据集,研究了低频(LF,<80 Hz)和kHz准周期振荡(QPO)的频率相关性,并与自旋已知的非脉动中子星低质量X射线双星的频率相关性进行了比较.对于AMXPs SAX J1808.4-3658和XTE J1807-294,我们发现频率相关的幂律指数,令人惊讶的是,显着低于非质子,并符合相对论性进动模型(RPM)预测的2.0适合测试粒子轨道和Lense-Thirring进动频率。如前所述,这些AMXP中的幂律归一化明显高于非脉动源,导致该模型中中子星特定的转动惯量的要求不能满足现实的状态方程。至少有另外两个AMXP的频率相关性与SAX J1808.4-3658和XTE J1807-294的频率相关性不一致,可能与非脉动源的频率相关性相似;对于两个AMXP,无法得出结论。我们讨论了这些结果的背景下,已经成功的黑洞(BH)系统,涉及一个环面状的热内流进动由于(逆)帧拖动的模型,并在其中额外的(逆行)的磁性和经典的进动扭矩不存在于BH系统的情况下,也被认为是。我们表明,这些解释的组合可以容纳我们的结果。
2019-10-24 astro-ph.HE
QPO frequency derivative - frequency correlation indicates non-Keplerian boundary layer with a maximum in rotation rate
在4U 1636-53中首次观测到的千赫QPO的频率和频率导数的绝对值之间的相关性是吸积盘边界层中存在非开普勒旋转速率的简单结果和指示。本文解释了所观察到的相关性,表明观测提供了强有力的证据,支持磁盘吸积模型的基本假设周围的慢旋转,即边界层匹配的开普勒磁盘的中子星磁层。
2016-07-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
Fundamental Frequencies in the Schwarzschild Spacetime
我们考虑了Schwarzschild时空中的开普勒、径向和垂直基频,研究了低质量X射线双星系统的千赫准周期振荡。我们表明,在相对论性进动模型中,观测到的千赫准周期振荡的解释在史瓦西时空中的测试粒子的基频,允许一个推断的总质量$M$的中心对象,内部$R_{in}$和外部$R_{ex}$半径的吸积盘,低质量X射线双星系统中测试粒子的最内层稳定圆轨道$r_{ISCO}$。通过构建上下频率之间的关系,并利用Z和Atoll源的准周期振荡数据,我们进行非线性模型拟合分析,并估计中心物体的质量。知道的质量值,我们计算的内部$R_{in}$和外部$R_{ex}$半径的吸积盘,并表明它们大于$r_{ISCO}$,什么是预期的。
2018-07-01 astro-ph.HE gr-qc
Searching for hypermassive neutron stars with short gamma-ray bursts
中子星合并可以形成一个超大质量中子星(HMNS)残余物,它可能是一个短的伽马射线暴(SGRB)的引擎,然后在合并后的几百毫秒内坍缩成一个黑洞。在HMNS的寿命期间,数值相对论模拟表明,它将经历强烈的振荡并发射频率为几千赫兹的GWs,不幸的是,这太高了,无法用先进的LIGO进行检测。在这里,我们讨论了当前和未来的前景,检测这些振荡的调制SGRB。对HMNS振荡的物理机制的理解将提供关于热HMNS状态方程的信息,而对SGRB数据中这些频率的观测将使我们深入了解SGRB的发射机制。
2019-09-17 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
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
On kHz oscillations and characteristic frequencies of accreting magnetospheres
当吸积恒星接近恒星磁场的偶极分量和吸积盘之间的旋转平衡时,恒星的旋转速率大约是在吸积盘内边界处的开普勒旋转速率的数量级,估计为传统的阿尔芬半径。如果吸积流被恒星磁场的更高多极引导,那么高于平衡旋转频率的频率范围自然会出现。磁场的更高多极分量将在更靠近恒星的半径处平衡吸积流的材料应力。与这些广义阿尔芬半径的开普勒频率增加的多极的顺序。其他频带,如与吸积流相关的周转频率,可能反过来高于开普勒频率。我们提出了由于这些影响而产生的更高频率的频谱的表达式。最近在球状星团Terzan 5中发现的11 Hz(P = 90 ms)X射线脉冲星IGR J17480-2446观测到的千赫兹准周期振荡频率远高于中子星的旋转速率,这可能是由于吸积流中这些模式的激发对吸积速率的调制。从软伽马中继站SGR 1806-20(P = 5.2 s)和SGR 1900+14(P = 7.5 s)观测到的非常高的QPO频率也可能对应于这些特征频率,如果SGR从它们周围的后备盘吸积的话。
2012-06-11 astro-ph.HE
New Results on the Time lags of the Quasi-Periodic Oscillations in the Low-mass X-ray Binary 4U 1636--53
利用Rossi X射线定时探测器获得的大量数据,对中子星低质量X射线双星4U 1636-53的百赫兹准周期振荡(QPOs)和QPOs的傅立叶时间滞后与能量和频率的关系进行了分析。我们发现:(i)对于突变频率QPO:对于低频,一般来说,时滞是正的,但它随着频率的增加而减小,在20 Hz时达到零滞后。在20和35 Hz之间,在零附近有一个小的波动,从那里时间滞后再次变为正,并增加到略高于零,直到65 Hz。(ii)对于hHz QPO:我们看到,当频率为100 Hz时,时间滞后为负,但在110 Hz时,它已经增加到零,这与直到130 Hz的该值一致,从130 Hz开始,它在140 Hz附近增加到0.5毫秒。从140 Hz开始,时间滞后急剧减小,对于大于220 Hz的hHz,时间滞后为强负。我们比较这些滞后与我们以前的结果在同一个源的千赫兹QPO的滞后,并讨论可能的情况下,在这个系统中产生的滞后的背景下,反射的吸积盘或(上)下散射在热介质接近的中子星。
2015-05-14 astro-ph.HE
The kHz QPOs of Neutron Stars and Millisecond Pulsars and Implications
在中子星低质量X射线双星(NS-LMXB)中发现了千赫兹准周期振荡(KHz QPO),在致密天体表面附近呈现毫秒级的计时现象。我们简要总结了以下内容:(1).双kHz准周期振荡的相关性和分布;(2).高低频QPO的关系;(3). NS环礁和Z源的QPO性质; NS自旋和QPO之间没有明显的直接相关性;(5)。kHz QPO的机制;(6). kHZ QPO的含义,例如,NS质量和半径、磁盘厚度以及Atoll和Z源的磁场。
2013-05-13 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
kHz Quasi-Periodic Oscillations in the low-mass X-ray binary 4U 0614+09
利用Rossi X射线定时探测器(RXTE)对中子星低质量X射线双星4U 0614 +09进行了千赫兹(300 Hz以上)准周期振荡(kHz QPO)的综合分析。使用比以前分析的数据集(1996年2月至2007年10月的所有存档数据)大得多的数据集,我们首先调查了van Straaten等人(2000)报告的1330 Hz QPO的真实性。该QPO将特别令人感兴趣,因为它具有任何源的最高报告频率。对同一观察结果的彻底分析无法证实这一发现。另一方面,在我们的扩展数据集上,我们测量的上kHz QPO的最高QPO频率约为1224 Hz;该值与在类似系统中观察到的最大值完全一致。其次,我们证明了较低和较高kHz QPO的品质因数和振幅的频率依赖性遵循在类似系统中看到的系统趋势(Barret等人,2006年)。特别地,4U 0614 +09示出了高于700 Hz的较低kHz QPO的品质因数的下降。如果这是由于接近最内侧的稳定圆形轨道,它意味着中子星的质量约为1.9个太阳质量。最后,当分析固定持续时间的数据时,我们发现上QPO的频率分布中存在一个间隙,与其振幅的局部最小值相关。在较低QPO频率的分布中不存在类似的间隙,这表明在仅基于较低QPO的发生来解释频率比分布时需要注意。
2009-07-18 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
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
Modeling the Evolution and Distribution of the Frequency's Second Derivative and Braking Index of Pulsar Spin with Simulations
我们模拟的自旋频率的二阶导数$\ddotν$和制动指数$n$的射电天体的表面磁场演化的唯象模型内的模拟,其中包含一个长期衰减调制的短期振荡。对于脉冲星PSR B 0 32 9 +54,该模式能再现其$\ddotν$随振荡周期变化的主要特征,预测了另一个$\sim 50$年振荡分量和另一个近期$\ddotν$符号摆动。我们发现,“平均”的$n$是不同的瞬时$n$,其振荡幅度急剧下降的时间跨度的增加,由于“平均”的效果。模拟预测的时序残差与报告数据的主要特征一致。我们进一步进行Monte Carlo模拟$|\ddotν|$与特征年龄$τ_{\rm c}$图中报告数据的分布。具有幂律指数$α=0.5$的模型可以再现$\log|\ddotν|-\logτ_{\rm c}$和$\log|n|-\logτ_{\rm c}$图中的线性拟合的斜率,但是振荡导致$\ddotν$的正负值的数量几乎相等,这与我们先前的分析研究一致;也优选大约几十年的振荡周期。然而,振荡幅度的范围为$-11.4\lesssim\log f\lesssim-10.2$,略大于分析预测值$\log f\simeq-11.85$,因为之前未包括“平均”效应。
2013-07-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Modeling the evolution and distribution of the frequency's second derivative and the braking index of pulsar spin
我们模拟的自旋频率的二阶导数$\ddotν$和制动指数$n$的射电天体的表面磁场演化的唯象模型内的模拟,其中包含一个长期的幂律衰减调制的短期振荡的演变。对于脉冲星PSR B 0329 +54,一个包含三个振荡分量的模型可以再现其$\ddotν$变化。我们发现,“平均”的$n$是不同的瞬时$n$,其振荡幅度急剧下降的时间跨度的增加,由于“平均”的效果。模拟的时序残差与报道数据的主要特征一致。我们的模型预测,PSR B 0329 +54的平均$\ddotν$将开始快速下降,更新数据超出Hobbs等人使用的数据。我们进一步进行蒙特卡罗模拟$|\ddotν|$和$|n|$与特征年龄$τ_{\rm c}$图中报告数据的分布。结果表明,用衰减指数$α=0$建立的磁场振荡模型能很好地再现这些分布。与双极扩散($α=0.5$)和霍尔级联($α=1.0$)引起的磁场衰减相比,通过二维Kolmogorov-Smirnov检验的p值,无长期衰减的模型($α=0$)显然更适合于旧的磁体。
2015-06-06 astro-ph.HE astro-ph.SR