High ionisation absorption in low mass X-ray binaries
新一代X射线望远镜的出现使我们对X射线双星吸积盘中产生的电离吸收的理解向前迈出了重要的一步。很明显，这些相对微弱和狭窄的吸收特征，偶尔出现在某些系统的X射线光谱中，实际上是赤道流出的标志，它可能带走比吸积更多的物质。因此，它们在吸积现象中起主要作用。这些外流（或电离大气）在较软的状态下是无处不在的，但在幂律占主导地位的硬状态下却不存在，这表明与内部吸积盘的状态，无线电射流的存在和中心源的属性有很强的联系。在这里，我们讨论目前对这一领域的理解。
2015-10-29 astro-ph.HE
Measuring the basic parameters of neutron stars using model atmospheres
如今，中子星大气模型谱被广泛用于拟合观测到的中子星热X射线谱。这种拟合是中子星半径测定方法的关键。在这里，我们提出了用于中子星大气模拟的基本假设，以及恒星大气的主要定性特征，导致出射模型光谱从黑体的偏差。我们描述了我们的两个模型大气网格的属性：（i）相对冷的中子星（1- 4 MK）和（ii）热大气康普顿散射考虑到纯碳大气。给出了用这些网格模拟超新星遗迹HESS 1731-347中的中心致密天体和低质量X射线双星4U 1724-307和4U 1608-52中的两颗X射线爆发中子星的X射线谱的结果。讨论了与得到的中子星半径有关的可能的系统不确定性。
2015-10-23 astro-ph.HE nucl-th
Fundamental properties of High-Mass X-ray Binaries
这篇博士论文的目的是描述由4个源形成的超巨星X射线双星（SGXB）的代表性样本：XTE J1855-026，具有长期稳定的X射线通量的经典SGXB; AX J1841.0-0535和AX J1845.0-0433，两个超巨星快速X射线瞬变（SFXT），其X射线发射主要由耀斑控制;和IGR J 00370 +6122，介于这两个亚组之间。产生这些可观察到的差异的物理过程仍然是一个有争议的问题。在这篇博士论文中，我对这4种不同的系统进行了研究，以提供新的数据来约束模型。这项研究包括：（一）确定的轨道解决方案，（二）沿轨道的风行为的系统研究，通过测量的H α变化，（三）的施主星的恒星大气模型，（四）建立是否有X射线通量的变化调制的轨道周期。风的研究表明，Halalpha的变化是由内在的风过程。恒星大气研究表明，这些双星的超巨星有更高的投影旋转速度，更高的He丰度和更高的N/C比孤立的超巨星。研究结果表明，双星的偏心率与不同子群的X射线通量的差异并不存在简单的相关关系。因此，更加复杂的设想得到了巩固。IGR J 00370 +6122是一种新的系统，其性质不适合任何已建立的子组，这一发现加强了观察到的性质中的连续性的想法，而不是严格的系统分类。此外，我已经开发了一个管道来减少利物浦望远镜的FRODOSpec光谱仪的光谱，该光谱仪针对我们在这些SGXB中发现的模糊超巨星的红色光谱进行了优化。
2016-07-04 astro-ph.HE
Black Hole Spin in X-ray Binaries: Giving Uncertainties an $f$
测量X射线双星中黑洞自旋的两种已建立的技术经常产生相互矛盾的结果，在任何一种方法被认为是可靠的之前，必须解决这些问题。在实践中，黑洞自旋测量的基础上拟合吸积盘连续有效地不边缘化的颜色校正因子$f_{\mathrm{col}}$。这个因素参数化光谱硬化光盘连续光盘大气，其真正的属性是约束不良。我们将合理的系统不确定性$f_{\mathrm{col}}$到八个（非最大）黑洞自旋测量光盘连续拟合社区审查。在大多数情况下，$f_{\mathrm{col}}$的不确定性$\pm$ 0.2-0.3占主导地位的黑洞自旋误差预算。我们继续证明，合理的偏离$f_{\mathrm{col}}$值从那些通过光盘连续拟合从业者可以使不一致的黑洞自旋与那些从铁线建模。$f_{\mathrm{col}}$中的系统不确定性，例如强磁化的影响，在排除它们对黑洞自旋误差预算的潜在主导影响之前，应该更好地理解。
2020-11-19 astro-ph.HE
Modelling the disk atmosphere of the low mass X-ray binary EXO 0748-676
低质量的X射线双星表现出电离辐射从一个扩展的磁盘大气，周围的吸积盘。然而，其性质和几何形状仍不清楚。在这项工作中，我们提出了一个光谱分析的扩展大气的EXO 0748-676使用高分辨率光谱档案XMM牛顿观测。我们对日食期间获得的RGS光谱进行建模。这使我们能够模拟仅来自源的扩展大气的发射线，并研究其物理结构和性质。RGS光谱揭示了与O VIII、O VII、Ne IX和N VII的跃迁一致的一系列发射线。我们进行高斯线拟合和光电离建模。我们的结果表明，有两个光电离气体成分，相对于彼此的压力平衡。一个具有2.5的电离参数和大的开度角，另一个具有1.3。第二个分量可能覆盖源的较小部分。利用光电离模型对O vii三重态进行密度诊断，我们发现低电离分量的等离子体密度相当高，大于10^13 cm^-3。后一个分量也显示流入速度。我们提出了一个方案，其中高电离成分构成了一个扩展的高层大气的吸积盘。较低的电离成分可能是吸积流与盘碰撞产生的团簇气体。
2018-09-18 astro-ph.HE
Searching for Exoplanets Around X-Ray Binaries with Accreting White Dwarfs, Neutron Stars, and Black Holes
我们建议扩大搜寻双星周围的系外行星的范围，以包括吸积体是白矮星、中子星或黑洞的X射线双星。我们提出了一个新的想法来探测行星绑定到这样的质量转移双星：我们建议，这些双星的X射线光变曲线检查过境行星的签名。X射线凌日可能是探测某些星系周围行星的唯一方法，同时为其他星系的光学和/或射电观测提供了补充方法。任何与X射线双星有关的行星都必须在稳定的轨道上。我们考虑了允许间隔的范围，发现轨道周期可以是几个小时或更长，而过境持续时间从非常接近轨道的地球半径行星的一分钟左右向上延伸，到更宽轨道的地球半径行星的几个小时。寻找质量转移双星周围的行星可以立即开始与现有的X射线观测这些系统。如果在一颗X射线双星周围探测到行星，就可以很容易地测量行星的大小和质量，也可以研究X射线通过其大气层的传输和吸收。最后，我们的建议的一个值得注意的应用是，同样的技术可以用来搜索来自外星智慧的信号。如果一个先进的外星文明在X射线双星的吸积器周围的轨道上放置一个戴森球或类似的结构，以捕获能量，这样的人造结构可能会导致X射线光变曲线中可检测的凌日。
2018-04-24 astro-ph.EP astro-ph.HE
X-ray bursting neutron star atmosphere models: spectra and color corrections
低质量X射线双星中的X射线爆发中子星构成了一个合适的源类，以限制质量和半径的中子星，但足够扩展的一套相应的模型大气是必要的这些调查。我们计算了这样一组模型的大气和紧急的光谱在一个平面平行，流体静力学，LTE近似康普顿散射考虑。这些模型计算了六种不同的化学成分：纯氢和纯氦大气，以及太阳氢和氦混合的大气，以及各种重元素丰度Z = 1，0.3，0.1和0.01 Z_sun。对于每一种化学成分，计算模型的表面重力的三个值，log g =14.0，14.3，和14.6，并为20个值的光度单位的爱丁顿光度，L/L_Edd，在0.001--0.98范围内。在RXTE/PCA的3- 20 keV能带，对所有模型的出射光谱进行了红移和稀释黑体拟合，并给出了相应的色校正（硬度因子）fc值。理论关系fc-L/L-Edd可以拟合到观测到的X射线暴冷却阶段黑体归一化K与通量的关系K^{-1/4} - F，从而确定爱丁顿通量和视中子星半径与源距的比值。在已知距离的情况下，这些参数可以转化为对中子星质量和半径的约束。理论大气谱也可用于与观测到的X射线暴谱进行直接比较。
2010-09-30 astro-ph.HE
Accretion disc winds in X-ray binaries
Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利天体物理研究所）；Universidad de La Laguna（拉古纳大学）；European Southern Observatory (ESO)（欧洲南方天文台）；University of Durham（杜伦大学）；INAF–Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布里耶拉天文台）；Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik（马克斯·普朗克地外物理研究所）；Università degli Studi dell’Insubria（因苏布里亚大学）；Osaka University（大阪大学）
本文综述了X射线双星吸积盘风的观测特性，探讨了低离子化和高离子化风的区别及其与吸积大气的联系，以及未来观测设施对研究的推动。
2026-04-29 astro-ph.HE
The radius of the quiescent neutron star in the globular cluster M13
静态低质量中子星X射线双星的X射线谱可以用大气模型拟合，以约束质量和半径。质量半径约束可以用来限制稠密物质的状态方程。利用ROSAT、Chandra和XMM-Newton的数据对球状星团M13中一颗静止中子星的X射线光谱进行拟合，并对质量-半径关系进行约束。假设大气层由氢和1.4 ${\rm M}_{\odot}$的中子星组成，我们发现半径为$R_{\rm NS}=12.2^{+1.5}_{-1.1}$ km，与之前的测量相比，精度有了显着提高。排除到M13的距离的不确定性稍微放松了半径限制，我们发现$R_{\rm NS}=12.3^{+1.9}_{-1.7}$ km（对于具有氢大气的1.4 ${\rm M}_{\odot}$中子星），与以前的测量相比，这仍然是精度的提高，其中一些测量没有考虑距离的不确定性。我们还讨论了大气的组成如何影响导出的半径，发现氦大气意味着一个显着更大的半径。
2018-02-28 astro-ph.HE
Measuring masses in low mass X-ray binaries via X-ray spectroscopy: the case of MXB 1659-298
低质量X射线双星的基本参数的确定通常依赖于通过光学或近红外光谱测量伴星的径向速度曲线。最近有人提出，高分辨率X射线光谱学可通过监测盘风或盘大气的轨道运动引起的多普勒频移来测量致密物体的径向速度曲线。我们分析了Chandra-HETG+NuSTAR对食中子星低质量X射线双星（LMXB）MXB 1659-298的软态观测。我们测量了一条径向速度曲线，其相位偏移和半振幅与主星一致。我们导出了紧凑天体$K_1=89\pm19$ km s $^{-1}$的径向速度的半振幅值，约束了次级天体的质量（$0.3\leq M_2\leq0.8$ M $_\odot$）和双星系统的轨道倾角（$73\leq i\leq77^\circ$）。这些值与独立方法的先前估计值一致。通过同样的技术，配备高光谱分辨率仪器的下一代X射线观测站（例如，Athena）将有可能测量大倾角X射线双星中的初级恒星的径向速度曲线，精确度为百分之几。
2018-07-12 astro-ph.HE physics.atom-ph
Accurate ray tracing of realistic neutron star atmospheres for constraining their parameters
静态瞬态X射线双星中的中子星和经历热核爆发的中子星的热主导X射线谱对质量和半径敏感。中子星的质量-半径关系取决于控制其内部的状态方程。因此，精确地限定这种关系对于理解致密物质的性质具有根本的重要性。在这方面，我们介绍了一个管道来计算现实的模型光谱旋转中子星与氢和氦的气氛。一个任意快速旋转的中子星，在给定的状态方程下，产生了大气层辐射的时空。我们使用Lorene/nrotstar程序对时空进行数值计算，使用ATM 24程序自洽地求解辐射转移方程。新兴的特定强度光谱，然后射线跟踪通过中子星的时空从大气层到遥远的观察者与Gyoto代码。在这里，我们提出并测试我们的完全相对论数值管道。为了讨论和说明现实的大气模型的重要性，我们比较我们的模型光谱更简单的模型，如常用的各向同性颜色校正黑体发射。我们强调的重要性，考虑现实的模型大气光谱与相对论射线追踪，以获得准确的预测。我们还坚持恒星的自转对观测值的重要影响。最后，我们关闭了一个争论，一直出现在文献中，在最近几年关于的有效性的ATM 24代码。
2018-02-21 astro-ph.HE gr-qc
Broad iron lines in neutrons stars: dynamical broadening or wind scattering?
从活动星系核中的黑洞、X射线双星到低质量X射线双星中子星，在许多吸积系统中都观测到宽铁发射线。谱线增宽的起源通常被解释为由于动力学增宽和相对论效应。然而，也有人提出了其他解释，包括由于风或吸积盘大气中的康普顿散射而导致的展宽。在这里，我们探讨的观测签名预期从扩大风，特别是铁线宽应增加的吸收器的列密度的增加（由于散射的数量增加）。我们研究了三个中子星低质量X射线双星的数据，在这些双星中，同时看到了宽的铁发射线和吸收线，并表明线宽和柱密度之间没有显著的相关性。这有利于一个内部磁盘的起源线加宽，而不是在风中散射。
2013-08-19 astro-ph.HE
Accretion heated atmospheres of X-ray bursting neutron stars
在低质量X射线双星中，中子星表面的热核（I型）X射线爆发发生在系统的硬持续状态。当爆发光度足够高时，被动冷却中子星的大气模型很好地描述了这些爆发的光谱演化。观测到的光谱演变偏离模型预测时，爆发光度下降到低于20-70%的最大光度的临界值。我们认为这些偏差是由吸积粒子的附加加热引起的。提出了一种计算吸积粒子加热的中子星大气模型的方法，假设吸积粒子的能量是通过与电子的库仑作用释放的。我们计算了不同化学成分的大气的温度结构和出射光谱，并研究了结果对其他模型参数的依赖性。我们表明，加热的大气发展的热（20- 100 keV）的电晕状的表面层冷却的康普顿散射，和更深的，几乎等温的光学厚区的温度为几keV。出射光谱与未受干扰的中子星大气的光谱有很大的不同，主要的区别是存在一个高能量的尾部，并且在光谱的低能量部分有很大的过剩。它们也缺乏铁吸收边，这在具有太阳化学成分的未受干扰的低光度大气的光谱中是可见的。使用计算的光谱，我们得到了纯氦和太阳丰度大气的相对光度的函数的稀释和颜色校正因子的依赖性。我们表明，氦模型大气加热吸积对应于5%的爱丁顿光度描述的X射线爆发在4U 1820-30的后期阶段。
2018-12-14 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
A Redshifted Inner Disk Atmosphere and Transient Absorbers in the Ultra-Compact Neutron Star X-ray Binary 4U 1916-053
超致密X射线双星中的极小吸积盘是研究盘吸积和外流的特殊实验室。我们报告了三组新的（250 ks）和档案（50 ks）的钱德拉/HETG观测的“浸渍”中子星X射线二进制4U 1916 $-$ 053，它的轨道周期为$P\simeq 50$ ~分钟。我们发现，在所有三个光谱中的大部分吸收起源于一个磁盘大气，是红移的$v\simeq 220-290$ $\text{km}$ $\text{s}^{-1}$，对应于引力红移半径为$R \sim 1200$ $GM/{c}^{2}$。这种位移存在于最强，最高度电离的线（Si XIV和Fe XXVI）中，其意义为5 PDMATHAMT。在倾斜事件中观察到的吸收线（通常与最外层的盘有关）没有显示速度变化，并作为当地的静止标准，这表明红移是内部盘大气固有的，而不是由于星系的径向运动或反冲。在两个光谱中，也有证据表明，一个更强烈的红移分量，将对应于一个磁盘大气在$R \sim 70$ $GM/{c}^{2}$ ;这一组成部分是显着的3 $σ$水平。最后，在一个光谱中，我们发现了盘风的证据，蓝移为$v = {-1700}^{+1700}_{-1200}$ $\text{km}$ $\text{s}^{-1}$。如果是真的，这种风需要磁力驱动。
2020-08-03 astro-ph.HE
Formation of discs around super-massive black hole binaries
我们的$10^4M_\odot$湍流分子云在近径向下落到$10^6M_\odot$，等质量超大质量黑洞二进制的演变，使用修改后的版本的SPH代码GADGET-3。我们研究了根据双星和云轨道之间的相对倾角而形成的不同气体结构。我们的第一个结果表明，一个对齐的轨道产生迷你盘围绕每个黑洞，几乎与二进制对齐;一个垂直的轨道产生错位的迷你盘;和一个反对齐的轨道产生一个circumbinary，反向旋转环。
2015-01-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Rejecting proposed dense-matter equations of state with quiescent low-mass X-ray binaries
中子星是一个独特的实验室，可以用来区分核密度和核密度以上的物质的各种状态方程。中子星的一个子类--那些在静止的低质量X射线双星（qLMXB）中的中子星--产生热表面辐射，通过这种辐射可以测量中子星半径（R_NS），使用广泛接受的qLMXB观测方案，假设H大气层没有磁化。在一个综合的光谱分析，这项工作首先再现了以前发表的测量的\rns，假设是相同的所有中子星，使用稍微扩大的数据集。测得的半径为R_NS = 9.4 +/-1.2公里。仅根据谱分析，这一测量值不受堆芯因果关系假设的影响。然而，对任何质量大于2.6 Msun的中子星的观测，都将证伪这种R_NS测量所依据的假设，因为如果假设存在因果关系，半径小于11 km的中子星将被拒绝，这将排除在本分析中获得的大部分R_NS参数空间。最后，这项工作直接测试了选择的稠密物质状态方程：WFF 1，AP 4，MPA 1，PAL 1，MS 0，以及通过手征有效理论产生的三个版本的状态方程。其中两个，MSO和PAL 1，在99%的置信水平下被拒绝，考虑到所有可量化的不确定性，而另一个不能在>99%的确定性下被排除。
2014-10-20 astro-ph.HE
Hydrodynamical Evolution of Black-Hole Binaries Embedded in AGN Discs
LIGO/VIRGO在引力波中探测到的活动星系核盘中的恒星质量双黑洞可能是黑洞合并的前身。为了更好地了解BBH与盘气体相互作用的流体动力学演化，我们进行了一套高分辨率的2D模拟的二进制本地盘（剪切盒）模型，考虑各种二进制质量比，偏心率和背景盘属性。我们使用$γ$定律状态方程，并采用一个强大的后处理处理，以评估质量吸积率，扭矩和能量转移率的二进制，以确定其长期的轨道演化。我们发现，圆形可比质量双星合同，轨道衰变率的几倍的质量倍增率。偏心双星总是经历偏心阻尼。具有较高偏心率或较小质量比的顺行双星通常有较慢的轨道衰变率，在某些极端情况下会出现轨道膨胀。平均的双星质量吸积率取决于吸积体的物理尺寸。的吸积流是高度可变的，占主导地位的变异频率是明显的二进制轨道频率（在旋转框架围绕中央大规模BH）的圆形双星，但逐渐转移到径向周转频率作为二进制偏心率的增加。我们的研究结果表明，嵌入活动星系核盘的BBH的动力学是完全不同的孤立的双星在自己的环双星盘。此外，我们的研究结果表明，硬化的时间尺度的二进制文件是远远短于他们的迁移时间尺度的光盘，所有合理的二进制和光盘参数。
2022-09-07 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Misaligned gas discs around eccentric black-hole binaries and implications for the final-parsec problem
研究了偏心超大质量黑洞（SMBH）双星周围低质量（Md /Mb = 0.005）错位气体盘的演化.这些预计将形成从随机取向的吸积事件到一个SMBH二进制形成的星系合并。当扩展的二进制和一个圆环之间的相互作用项四极的顺序和平均的二进制轨道，我们预计四个非旋进盘的方向：对齐或反对齐的二进制，或极轨道周围的二进制偏心率矢量与任何意义上的旋转。所有其他的方位都围绕这两个方位中的任何一个进行进动，其中极进动在高偏心率下占主导地位。这些预期得到了最初未对准的粘性环联星盘的平滑粒子流体动力学模拟的证实，导致在高度偏心联星周围形成极环，而不是圆联星周围的共面盘。此外，我们观察到光盘撕裂和暴力之间的相互作用差异旋进环盘显着破坏光盘结构，并导致气体下降到二进制的角动量很小。虽然来自极盘的吸积可能不会促进SMBH双星合并（解决“最后秒差距问题”），但通过引力弹弓喷射这种下落的低角动量物质是减少双星分离的可能机制。此外，这个过程作用于动力学时间尺度而不是粘性时间尺度，因此速度要快得多。
2015-01-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Soft X-ray emission lines in the X-ray binary Swift J1858.6-0814 observed with XMM-Newton-RGS: disc atmosphere or wind?
我们发现软X射线发射线从X射线二进制斯威夫特J1858.6-0814的数据从XMM-牛顿-RGS：N VII，O VII和O VIII，以及显着的残差短的检测在Ne IX和其他更高的电离过渡。这些可能与盘状大气有关，如吸积盘日冕源，或与风有关，如斯威夫特J1858.6-0814在光波长的发射线中检测到的那样。事实上，N VII线是红移的，与天鹅座P-Cygni轮廓的发射成分一致。我们发现发射等离子体具有电离参数$\log(ξ)=1.35\pm0.2$和密度$n>1.5\times10^{11}$ cm $^{-3}$。由此，我们推断发射等离子体必须在电离源的$10^{13}$ cm范围内，对于$1.4M_{\odot}$中子星，则在$\sim5\times10^{7}r_{\rm g}$范围内，并且从谱线宽度来看，它至少在$10^4r_{\rm g}$之外（$2\times10^{9}(M/1.4M_{\odot})$ cm）。我们比较这与其他X射线双星和活动星系核的发射线区域的已知类。
2020-07-28 astro-ph.HE
On the behaviour of eccentric sub-pc massive black hole binaries embedded in massive discs
本研究利用PHANTOM模拟嵌入大质量盘中的大质量黑洞双星，发现临界偏心率非唯一值，且依赖于初始条件；质量比越不相等，临界偏心率范围越窄，并测量了优先吸积和粘性参数α，对引力波背景研究有启示。
2024-02-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Disentangling the stellar atmosphere and the focused wind in different accretion states of Cygnus X-1
针对大质量X射线双星中X射线通量变化影响恒星风光谱轮廓的问题，本研究用傅里叶分解法分离天鹅座X-1不同吸积态下恒星大气与聚焦风的光谱贡献，揭示态依赖的谱线变化及X射线/光学反相关，为理解风特性提供关键观测依据。
2025-02-11 astro-ph.HE
High-Resolution Spectroscopy of X-ray Binaries
本文综述了X射线双星的高分辨率X射线光谱研究，重点分析黑洞和中子星吸积盘风的观测特征、生命周期及辐射压力、热驱动和磁流体动力学三种驱动机制，并探讨了系统几何约束与未来观测前景。
2023-04-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Superburst Models for Neutron Stars with Hydrogen and Helium-Rich Atmospheres
超级爆发是罕见的持续一天的I型X射线爆发，是由低质量X射线双星中吸积的中子星上的碳闪光引起的。它们加热中子星的外壳，使吸积的氢和氦的燃烧变得稳定，并使常见的较短的X射线爆发熄灭。只有在包层冷却下来后，短脉冲才会再次出现。我们研究了中子星包层的多区一维模型，其中我们跟踪了超级爆发期间的碳燃烧，并且我们包括了上面大气中的氢和氦燃烧。我们调查的情况下，太阳的组成和富氦的大气。这使我们能够第一次研究各种各样的热核燃烧行为，以及在自洽的方式在不同的制度之间的过渡。对于太阳的组成，爆发猝灭的结束比以前预期的要早得多。这是因为3-α、热CNO和CNO爆发反应之间的复杂相互作用。氢和氦的稳定燃烧经由边缘稳定燃烧（mHz QPO）过渡到具有短重现时间的能量较低的爆发。我们发现一个短暂的爆发模式，较弱和较强的爆发交替。最终，爆发行为又变回超级爆发前的爆发行为。由于观测的稀缺性，这种转变在超级暴之后还没有被直接检测到。使用MINBAR的爆发目录，我们确定了最短的上限淬火时间为4U 1636-536，并推导出进一步的限制的时间尺度上的爆发返回。
2012-07-16 astro-ph.HE
Semi-Analytical Model for Wind-Fed Black Hole High-Mass X-ray Binaries -- State Transition Triggered by Magnetic Fields from the Companion Star --
本文提出了一种风馈黑洞双星（高质量X射线双星）如天鹅座X-1和大麦哲伦星系X-1的状态转换机制。通过二维流体动力学计算，模拟了来自伴星的线驱动恒星风，研究了风被黑洞捕获和吸积的过程。我们假设风加速终止于He II电离锋，因为负责线驱动加速的离子在锋内电离，即He III区域。结果表明，由光度推断的质量吸积率明显小于俘获率。考虑到这一差异，我们建立了一个基于吸积流受磁转动不稳定性控制的状态跃迁模型。外流场呈圆环状，对转捩起着重要的触发作用。该模型可以解释为什么Cyg X-1发生了态转移，而LMC X-1没有。Cyg X-1表现出相对较低的光度，然后He II电离锋被定位并可以在伴星和黑洞之间移动，这取决于它的电离光子通量。另一方面，LMC X-1表现出太高的光度，以至于锋面无法显著移动;锋面太靠近伴星大气层。该模型还预测，每个状态的高软或低硬将持续相当长的时间，因为光度弱依赖于风速。在该模型的上下文中，状态转换是由磁场的波动触发时，其幅度变得相当于在环面状的外部流的场强。
2017-09-07 astro-ph.HE
Radiation-hydrodynamic simulations of thermally-driven disc winds in X-ray binaries: A direct comparison to GRO J1655-40
基本上，所有软态的低质量X射线双星（LMXB）似乎都能驱动强大的赤道盘风。驱动这种外流的一个简单机制涉及X射线将圆盘大气的顶部加热到康普顿温度。超过康普顿半径，热速度超过逃逸速度，质量损失是不可避免的。在这里，我们提出了第一个耦合的辐射流体动力学模拟这样的热驱动盘风。在以前的建模工作的主要进步是，考虑到辐射SED的频率依赖性衰减。因此，我们可以放松风在整个过程中是光学薄的近似，这不太可能保持在流动的关键加速区。我们模拟的主要剩余限制与我们对光学厚区域的处理有关。采用代表风驱动LMXB GRO~J1655-40的参数，我们的辐射流体动力学模型产生的质量损失率是$\simeq5\times$低于建议的纯流体动力学，光学薄模型。这个流出率仍然代表了吸积率的两倍以上，并且与Chandra/HETG在GRO~J1655-40的观测中推断的质量损失率一致，当时该系统具有与我们模拟中采用的相似的光度。在这种状态下观察到的Fe XXV和Fe XXVI莱曼$\rmα~$吸收线轮廓比我们的模拟预测的略强，但观察到的和模拟的流出性质之间的定性协议意味着热驱动是一个可行的机制，为软状态LMXB中看到的盘风供电。
2018-06-13 astro-ph.HE
Exploration of Spin-down Rate of Neutron Star in High Mass X-ray Binaries
基于不同的自旋下降模型，采用演化布居合成方法研究了银河系中风馈中子星（NS）致密（$P_{\rm orb}<10$天）高质量X射线双星（HMXB）的统计性质.我们发现，给定\textbf{by assuming that the surrounding material is treated as forming a quasi-static atmosphere}或\textbf{by assuming that the characteristic velocity of matter and the typical Alfv$\acute{e}$n velocity of material in the magnetospheric boundary layer are comparable to the sound speed in the external medium}的超音速螺旋桨阶段的自旋下降速率太低，无法产生所观察到的紧凑HMXB数量。我们还发现，模型建议\textbf{by assuming that the infalling material is ejected with the corotation velocity at the magnetospheric radius when the magnetospheric radius is larger…
2016-01-12 astro-ph.HE
Hydrodynamical Evolution of Black-Hole Binaries Embedded in AGN Discs: II. Dependence on Equation of State, Binary Mass, and Separation Scales
本文通过二维高分辨率流体模拟，系统考察AGN盘中恒星级双黑洞的轨道演化对EOS、质量和间距的依赖，发现非等温盘中较小质量、较宽双星可被高效硬化。
2022-07-03 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Prospect of polarisation measurements from black hole binaries in their thermal state with a scattering polarimeter
X射线偏振测量是一种独特的工具，它可以提供有关各种天体物理源（如中子星、吸积黑洞、脉冲星风星云、活动星系核、超新星遗迹等）的发射机制和几何形状的关键信息，并可以帮助我们探测极端磁场和极端引力场下的物质。虽然X射线天文学的其他三个领域，即计时，光谱和成像都发展得很好，但X射线偏振测量的进展很少，迄今为止只有一个明确的偏振测量和几个上限。来自吸积黑洞的辐射在其热为主（高软）的状态预计将被极化，由于在平面平行的磁盘大气散射。此外，特殊和广义相对论效应在磁盘的最里面的部分预测的能量依赖于旋转的偏振平面和一些独特的签名，可以用作探针测量的参数黑洞像它的自旋，发射率的轮廓和系统的倾斜角。本文用汤姆逊X射线偏振计对银河系黑洞双星GRO J1655 - 40、GX 339 - 4、H 1743 - 322、Cyg X-1和XTE J1817 - 330在热主导态下的最小可探测偏振进行了分析。已向印度空间研究组织（印度空研组织）提交了一份关于散射偏振计的建议，用于专门的小型卫星飞行任务，并建造了一个实验室装置。与偏振度的测量一起，偏振角测量也是重要的，因此也获得了针对检测显著性范围的偏振角测量中的误差。
2011-03-14 astro-ph.HE
Thermal Disk Winds in X-ray Binaries: Realistic Heating and Cooling Rates Give Rise to Slow, but Massive Outflows
许多X射线双星在高/软状态下表现出明显的盘风存在的证据。一个有前途的驱动机制，这些外流是质量损失驱动的热膨胀的X射线加热的材料在外部磁盘的气氛。Higginbottom \& Proga最近证明，热驱动风的性质关键取决于热平衡曲线的形状，因为这决定了被照射材料的热稳定性。对于给定的光谱能量分布，热平衡曲线取决于工作中各种加热和冷却机制之间的精确平衡。大多数以前的工作热驱动盘风依赖于这些利率的分析近似。在这里，我们使用的光电离代码\textsc{cloudy}产生现实的加热和冷却速率，然后使用ZEUS计算的2.5维流体动力学模型来模拟热风在一个典型的黑洞X射线二进制。我们发现，这些加热和冷却速率产生一个显着更复杂的热平衡曲线，具有显着不同的稳定性。由此产生的流量，计算在光学薄的限制，是定性不同的流量计算使用近似的分析率。具体来说，我们的热盘风密度大得多，速度慢得多，质量损失率高出两倍，特征速度低出三倍。流动的低速-- $v_{max} \simeq 200$ ~km~s $^{-1}$ --可能很难与观测结果相一致。然而，高质量损失率--$\times$的吸积率--是有希望的，因为它有可能使盘不稳定。因此，热驱动的盘形缠绕可以提供用于状态改变的机制。
2016-12-28 astro-ph.HE
A physical model for state transitions in black hole X-ray binaries
提出了一个吸积循环，它可以解释黑洞X射线双星的状态跃迁和其它观测到的现象。这个模型是基于圆盘撕裂的过程，在这个过程中，单个的气体环从圆盘上脱落，并有效地独立进行旋进。这发生在当透镜-Thirring效应比局部盘粘性强时。我们讨论了这个模型的准周期振荡和磁盘射流电晕耦合的影响。我们还推测将此模型应用到活动星系核和其他吸积系统。
2013-11-12 astro-ph.HE
Models of neutron star atmospheres enriched with nuclear burning ashes
承载中子星（NS）的低质量X射线双星表现出热核（I型）X射线爆发，其动力来自NS“海洋”深处氦和/或氢的不稳定核燃烧成更重的元素。在某些情况下，燃烧的灰烬可能通过对流从燃烧深度上升到NS光球层，导致光谱中出现金属吸收边，然后迫使出射的X射线爆发光谱向低能量移动。这些效应可能对颜色校正因子$f_c$和稀释因子$w$（稀释黑体模型$F_E \approx w B_E(f_c T_{eff})$的参数）具有实质性影响，所述稀释黑体模型通常用于描述来自NS的出射光谱。本文的目的是量化金属富集可以改变这些因素的程度。我们已经开发了一个新的NS大气模拟代码，它有几个重要的改进相比，我们以前的代码所需的金属夹杂物。所有原子种类的不透明度和内部配分函数（用于电离分数计算）现在都被考虑在内。此外，代码现在是并行化的，以应对增加的计算负载。我们计算了一个详细的网格大气模型与不同的异国情调的化学成分，模仿燃烧的灰烬的存在。从新兴的模型光谱，我们计算的颜色校正因子$f_c$和稀释因子$w$，然后可以比较的观察。我们发现，金属可能会改变$f_c$高达约40%，这是足以解释在黑体半径测量中看到的散射。所提出的模型为更精确地确定NS的质量和半径提供了可能性，也可作为探索X射线爆发的核燃烧机制的工具。
2015-07-06 astro-ph.HE
The polarization of the boundary layer around weakly magnetized neutron stars in X-ray binaries
本研究针对X射线双星偏振观测数据难以区分组分贡献的问题，构建了软态低质量X射线双星中弱磁化中子星边界层的偏振计算模型，通过辐射转移求解与相对论坐标转换得到偏振特征，为IXPE等观测数据解读提供理论支持并可消除多组分分析的简并性。
2024-01-25 astro-ph.HE
On the orbital evolution of binaries with circumbinary discs
环双星盘一般被认为是通过轨道共振引起的引力力矩，从双星轨道上吸收角动量和能量。这个过程导致双星轨道随时间的收缩，并且在各种天体物理学背景下都很重要，包括恒星双星的轨道演化，原行星盘中行星的迁移，以及黑洞双星（恒星和超大质量）的演化。致密双星的合并提供了宇宙中引力波的来源。最近，几个研究小组报告了环双星盘的数值模拟，得出了相反的结果，发现双星随着时间的推移而膨胀。在这里，我们认为，这一结果主要是由于模拟参数的选择，数值的原因，这不同于现实的光盘参数在许多情况下。我们提供的物理参数，然后证明与三维流体动力学模拟，厚（高压，高粘度）光盘驱动器足够的吸积高角动量材料，迫使二元膨胀，而在更现实的情况下薄（低压，低粘度）光盘有较少的吸积和二元收缩。在后一种情况下，潮汐通常将角动量和能量从旋转速度更快的物体（双星）转移到旋转速度较低的物体（圆盘），是圆盘双星演化的主要驱动力。这会导致二进制文件缩小。因此，我们的结论是，对于常见的环双星盘参数，非极端质量比的双星预计会随着时间的推移而缩小。如果盘的粘度异常高，双星的膨胀可能会发生，这可能发生在非常厚的盘中，例如环行星盘，超级爱丁顿活动星系核，或被动原恒星盘的外部区域被加热。（节略）。
2020-07-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Gamma-ray binaries
伽马射线双星是高质量双星系统的一个子类，其能谱在高能量（E $\gtrsim$ 100 MeV）处达到峰值，并延伸到非常高能量（E $\gtrsim$ 100 GeV）的$γ$射线。在这篇综述中，我们总结了研究的非瞬态$γ$射线双星的性质，以及简要讨论了鲜为人知的系统和瞬态系统托管的微类星体。我们还讨论了已被用来描述所考虑的系统的频谱和定时特性的理论模型
2020-06-05 astro-ph.HE
Be/X-ray binaries
本工作的目的是回顾Be/X射线双星的观测性质。Be/X射线双星的未决问题包括：与Be伴星有关的问题，即所谓的“Be现象”，如赤道盘形成和消散的时标、质量抛射机制、V/R变率和自转速率;与中子星有关的问题，如质量测定、吸积物理和自旋周期演化;而且还包括由两种组分的相互作用产生的那些，例如圆盘截断和质量传递。直到最近，人们还认为Be星的圆盘并没有受到中子星的显著影响。在这篇综述中，我介绍了近年来积累的观测证据，拱星盘和致密伴星之间的相互作用。最明显的影响是盘的潮汐截断。因此，Be/X射线双星中的赤道盘比孤立的Be星周围的赤道盘更小，密度更大。
2011-01-26 astro-ph.HE
Revisiting a fundamental test of the disc instability model for X-ray binaries
我们重新审视了核心的磁盘不稳定性模型（DIM）适用于X射线二进制的预测。该模型预测存在一个临界传质速率，这取决于光盘的大小，分离瞬态和持久性系统。因此，我们选择了一个样本的52个持久性和瞬态中子星和黑洞X射线二进制和验证，如果观察到的持久性（瞬态）系统不在于适当的稳定（不稳定）区域的参数空间模型预测。我们发现，尽管这类研究固有的重大不确定性，数据与理论预期非常吻合。然后，我们讨论一些不明确符合这一主要结论的个别情况。最后，我们引入的瞬态参数作为衡量的源的活动，并显示出一个明确的趋势，平均突出复发时间减少与DIM预测的瞬态。因此，我们的结论是，尽管在再现复杂的细节的光变曲线的困难，DIM成功地解释了全球的X射线二进制的行为，平均在一个足够长的时间。
2012-07-02 astro-ph.HE
Spectral energy distribution of gamma-ray binaries: Sources and Processes
伽马射线双星是研究喷流和外流中高能过程的合适来源。在过去的几年里，在伽马射线双星领域有很多活动，以确定形成其非热光谱的不同因素，从射电到非常高的能量，以及它们的光变曲线。在这项工作中，我讨论了这类物体非热发射的主要方面，目前包括高质量微类星体、承载非吸积脉冲星的高质量双星，可能还有大质量恒星双星;还提出了一些潜在的伽马射线双星候选者。最后，讨论了伽玛射线吸收的重要性，并简要讨论了伽玛射线双星中可能涉及非热辐射的主要物理成分。
2010-08-03 astro-ph.HE
Discussing the physical meaning of the absorption feature at 2.1 keV in 4U 1538-52
高分辨X射线能谱是研究X射线双星中中子星周围物质的性质及其与星风相互作用的有力工具。特别是，它们光谱中的吸收特征可以揭示中子星大气层的存在或它们的磁场强度。在这里，我们提出了在2.1 keV的高质量X射线双星4U 1538-52的X射线光谱的吸收功能的调查，根据我们以前的分析XMM-牛顿数据。我们研究了各种可能的起源，并讨论了不同的物理场景，以解释这一特点。一个可能的解释是，这个特征与O/Ne中子星大气中的原子跃迁有关，或者与施主星风中形成的氢和氦（如Fe或Si离子）有关。
2014-06-03 astro-ph.HE
New Galactic High Mass X-ray Binaries discovered with INTEGRAL
我将回顾INTEGRAL卫星在17-100 keV硬能范围内发现的新的银河系高质量X射线双星的主要观测性质。在新发现的HMXB中，约有70%都有OB超巨星伴星，并且表现出与以往探测到的经典HMXB相比的特殊性质：其中一些表现出巨大的局部散射，超过1 E23 cm^-2（所谓的遮蔽源），而另一些则表现出快速瞬变X射线发射，这导致HMXB定义了一个新的子类，即所谓的超巨星快速X射线瞬变。它们的特殊行为仍然知之甚少，对理论提出了挑战。
2010-10-11 astro-ph.HE
Migration of massive black hole binaries in self--gravitating accretion discs: Retrograde versus prograde
研究了在自引力逆行环双星盘中迁移的黑洞双星的质量传递、吸积和引力矩之间的相互作用。直接比较与一个完全相同的双折射盘表明：（i）由于没有共振，腔的大小是一个因素a（1+e）小逆行盘;（ii）尽管如此，收缩的圆形二进制的半长轴，a，是相同的，在这两种情况下;（iii）一个圆形的二进制逆行盘仍然是圆形的，而偏心的二进制变得更加偏心。对于非圆双星，我们测量了轨道衰减率和偏心率增长率的指数，只要双星轨道在其盘平面内。此外，对于这些共面系统，我们发现，相互作用（~非零扭矩）源于仅从腔边缘加上a（1+e）在光盘，即为动力学的目的，光盘可以被视为一个小的径向范围的环。我们发现，简单的“尘埃”模型，其中的二进制盘的相互作用是纯粹的引力可以占所有主要的数值结果，无论是对逆行和逆行盘。此外，我们还讨论了高偏心双星发生不稳定性的可能性，使它离开盘平面，长期倾斜和收敛到一个椭圆系统。结果表明，自引力盘中双星存在两种稳定的构型：一种是特殊的圆形逆行构型，另一种是偏心（e~ 0.6）的椭圆形构型。
2013-07-24 astro-ph.HE gr-qc
On the relationship between circumstellar disc size and X-ray outbursts in Be/X-ray binaries
本文介绍了5个Be/X射线双星的H $α$长期监测结果，以研究Be盘的尺寸变化及其对II型（巨）X射线爆发的影响。这项工作是在粘性decretion光盘模型的上下文中进行的，该模型预测，在二进制系统中的磁盘被截断的共振扭矩引起的中子星在其轨道上。我们的观察结果表明，II型爆发是不相关的（也不反相关）与光盘的大小，因为它们被认为是发生在相对较小和较大的被盘半径。我们讨论这些意见的背景下，交替的解释是光盘的行为，如岁差，伸长率和密度的影响，并与我们的光盘大小估计的局限性认知。
2016-09-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
Modelling decretion discs in Be/X-ray binaries
Be/X射线双星作为最大的高质量X射线双星，为研究中子星的极端物理提供了一个极好的实验室。一般认为Be星拥有一个拱星盘，为年轻热星周围的星风提供额外的吸积源。中子星和圆盘之间的相互作用通常是主要的吸积机制。大量的工作已经进入这些拱星盘的属性建模，允许一些可观察到的现象的解释。在本文中，光滑粒子流体动力学模拟进行，同时改变模型参数（轨道周期，偏心率，质量喷射率的Be星和粘度和方向的磁盘）。给出了模型参数与盘特征（基气密度、中子星吸积率和盘尺寸）之间的关系。观测证据的依赖性的大小的Be星的拱星盘上的轨道周期（和半长轴）的模拟支持。
2019-06-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
