Polarized radiation from the spreading layer of the weakly magnetized neutron stars
本文建立扩展层辐射模型，在史瓦西度规下计算斯托克斯参数，证明弱磁化中子星扩展层X射线偏振度不超过1.5%，为IXPE等任务的观测提供理论约束。
2025-05-05 astro-ph.HE
Astro2020 Science White Paper: Using X-Ray Polarimetry to Probe the Physics of Black Holes and Neutron Stars
本白皮书重点介绍了高通量宽带（0.1-60 keV）X射线偏振观测所带来的紧凑型物体和基础物理科学机遇。X射线偏振测量提供了新的观测与恒星残余物的几何信息，这是许多数量级太小，直接成像。X射线偏振数据还揭示了宇宙中最极端物体内部和周围磁场的发射机制和结构的细节。虽然将于2021年发射的成像X射线偏振探测器（IXPE）将获得明亮物体的第一个结果，但后续任务可能会更敏感一个数量级，并且能够使用更宽的带通对代表性的源样本进行物理类型的实验。
2019-04-19 astro-ph.HE gr-qc
X-ray polarization of Z-type neutron star low-mass X-ray binaries -- I. Model-independent, time-resolved X-ray polarimetry
Università degli Studi Roma Tre（罗马第三大学）；INAF – Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali（意大利国家天体物理研究所）；INAF – Osservatorio Astronomico di Cagliari（意大利国家天体物理研究所卡利亚里天文台）；INAF – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio（意大利国家天体物理研究所空间科学天文台）
本研究利用IXPE观测Z型源，分析其偏振特性，发现HB分支偏振度异常高，NB到FB分支偏振度增加，部分源偏振角随能量变化。
2025-06-30 astro-ph.HE
X-Ray Polarimetry of the Dipping Accreting Neutron Star 4U 1624-49
本研究利用IXPE首次对掩食吸积中子星4U 1624-49开展X射线偏振观测，测得非掩食期偏振度及能谱演化，提出高偏振度可能源于薄平板冕与吸积盘反射的共同作用。
2024-01-25 astro-ph.HE
X-ray polarization study of the neutron star low-mass X-ray binary GX 349+2
本研究利用IXPE首次对中子星低质量X射线双星Z源GX 349+2开展X射线偏振观测，测得偏振度与偏振角，结合NuSTAR同步观测明确源的Z轨迹分支转变，提出含吸积盘、黑体、康普顿化成分的源几何结构，为研究Z源吸积几何提供偏振观测约束。
2025-05-18 astro-ph.HE
Determination of X-ray pulsar geometry with IXPE polarimetry
利用成像X射线偏振探测器对X射线脉冲星Her X-1的观测，我们报告了一个非常重要的（$>17σ$）来自吸积中子星的偏振信号的探测。观测到的$\sim$ 10\%的线性偏振度远低于该天体的理论预期，并且在脉冲星的整个自旋周期内保持较低。偏振度和角度都表现出随脉冲相位的变化，这使我们能够测量脉冲星自旋位置角57（2）度和磁偏度12（4）度，这是迈向详细模拟X射线脉冲星本征发射的重要一步。结合我们的研究结果与光学偏振数据，我们发现，自旋轴的中子星和角动量的双星轨道是错位的至少$\sim$ 20度，这是一个强有力的论据，在支持的模型解释的稳定性所观察到的超轨道的变化与进动的中子星。
2023-01-13 astro-ph.HE
Scientific Prospects for Hard X-ray Polarimetry
X射线偏振测量法有望提供有关高能源的新的定性信息。有趣的源类的例子是双黑洞系统，旋转和吸积动力的中子星，微类星体，活动星系核和伽马射线暴。此外，X射线偏振测量提供了测试基础物理的可能性，例如观察黑洞的强引力场中的光弯曲的特征，检测磁星磁层中的三阶量子电动力学效应，以及执行洛伦兹不变性的灵敏测试。在本文中，我们讨论了硬（>10 keV）X射线偏振测量的科学驱动因素，强调如何在硬带的观测可以补充观测在较低的能量（0.1 - 10 keV）。随后，我们描述了四种不同的技术实现的硬X射线偏振计适用于中小型航天任务，并研究其性能的信号占主导地位的情况下，基于蒙特卡罗模拟。最后，我们面对的仪器要求，实现科学目标的能力，四个旋光仪。
2010-12-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Observational Consequences of Topological Currents in Neutron Stars
我们认为，拓扑矢量流可能是中子星中许多现象的来源：踢，喷流，环向场和磁螺旋度。拓扑矢量流的存在是由于弱相互作用的P对称破坏。踢和螺旋度都是变换为伪向量的对象，因此需要P对称破坏来表现它们自己。这种对称性论点在数值上得到了支持;拓扑电流提供了足够的动量来描述即使是最大的反冲，并且可以产生产生螺旋度的大环向场。电流的观测特征是在中子星尾流的X射线中有一个微弱的左旋圆极化，这可能需要高精度的偏振测量来观察。
2009-04-27 astro-ph.HE
Warped disks during type II outbursts in Be/X-ray binaries: evidence from optical polarimetry
目前解释Be/X射线双星（BeXB）中的巨型（II型）X射线爆发的模型是基于高度扭曲盘的想法。它们被认为是当一个错位和扭曲的盘变得偏心时发生的，这使得中子星能够捕获大量的物质。BeXB 4U 0115+63在2015年和2017年经历了两次大爆发。我们的目的是调查是否可以通过光学偏振检测在磁盘的结构变化，预计在II型爆发。我们提出了BeXB 4U 0115+63的第一个光学偏振观测和新的光谱，涵盖了2013-2017年。我们详细研究了H $α$线轮廓的形状和偏振参数之前，期间和之后发生的II型X射线爆发。我们发现在2017年X射线爆发期间，偏振度和偏振角发生了显着变化，谱线轮廓高度扭曲。$\sim$的偏振度下降了1%，而偏振角，这应该是与磁盘的方向，第一次增加$\sim 10^{\circ}$在大约两个月，然后减少了类似的金额和类似的时间尺度上一旦X射线activitystopped.We解释的偏振和光谱的变化作为证据存在的一个扭曲的磁盘。
2018-08-27 astro-ph.HE
Polarization properties of weakly magnetized Neutron Stars in Low Mass X-ray Binaries
像IXPE这样的X射线偏振测量任务将首次能够测量低质量X射线双星中吸积弱磁化中子星的偏振特性。在这项工作中，我们提出了预期的X射线偏振信号，包括日冕发射不同的几何形状的日冕本身，即板以上的吸积盘和球形壳周围的中子星的模拟。用完全相对论性的MonteCarlo程序Monk计算了中子星、中子盘和日冕的各种物理输入参数下的X射线偏振度和偏振角。不同的冠状面几何形状导致显著不同的X射线偏振特性，因此其可以用于约束系统的几何形状。
2022-06-01 astro-ph.HE
Exploring the Future of Soft X-ray Polarimetry: the Capabilities of the REDSoX Instrument for XDINS and Magnetar Studies
本文探讨了基于REDSoX设计的长寿命轨道任务在研究X射线暗弱孤立中子星和磁星热辐射方面的能力，发现其能以高显著性探测质子回旋共振吸收特征和QED模式转换效应。
2025-05-28 astro-ph.HE
Polarization Signatures from GRMHD Simulations of Black Hole Accretion
College of Charleston（查尔斯顿学院）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（纽约市立大学富兰克林研究所计算天体物理学中心）；Instituto de Astrofísica de Andalucía-CSIC（安达卢西亚天体物理研究所-西班牙国家研究委员会）；Research Centre for Computational Physics and Data Processing, Institute of Physics, Silesian University in Opava（奥帕瓦西里西亚大学物理学院计算物理与数据处理研究中心）；Black Hole Initiative at Harvard University（哈佛大学黑洞倡议项目）
本文探讨了通过广义相对论磁流体动力学模拟提取吸积盘偏振特征的方法，强调X射线偏振测量与模拟结合对理解吸积体关键组件的贡献。
2026-05-14 astro-ph.HE
Constraining the geometry of the dipping atoll 4U 1624-49 with X-ray spectroscopy and polarimetry
本研究通过IXPE、NuSTAR和NICER同步观测掩食中子星X射线双星4U 1624-49，发现其偏振度高达2.7%±0.9%，结合光谱拟合与高倾角（约60°）揭示了其几何结构，并指出康普顿化辐射是偏振信号的主要来源。
2024-08-18 astro-ph.HE
The SUrvey for Pulsars and Extragalactic Radio Bursts IV: Discovery and polarimetry of a 12.1-second radio pulsar
我们报告PSR~J2251 $-$ 3711的发现，它是一颗自转周期为12.1秒的射电脉冲星，是目前已知的第二长脉冲星。它的时间参数表明其特征年龄为1500万年，表面磁场为$1.3 \times 10^{13}$ ~G，自旋光度为$2.9 \times 10^{29}~\mathrm{erg~s}^{-1}$。它的色散度量为12.12（1）~ $\mathrm{pc}~\mathrm{cm}^{-3}$，根据NE 2001和YMW 16银河系自由电子密度模型，其距离估计分别为0.5和1.3 kpc。它的一些单脉冲显示了相位分辨偏振位置角的不间断的180度扫描，具有S形，让人想起旋转矢量模型预测。然而，从一个脉冲到另一个脉冲，这种扫描发生在不同相位的事实是值得注意的，并且没有直接的解释。虽然PSR~J2251 $-$ 3711位于X射线孤立中子星（XINS）占据的$P-\dot{P}$参数空间区域，但在我们的Swift XRT观测中没有X射线对应物的证据;这使得其未吸收的热辐射光度$1.1 \times 10^{31}~(d / 1~\mathrm{kpc})^2~\mathrm{erg/s}$的置信度上限为99%，假设温度为85 eV，其中$d$是到脉冲星的距离。需要进一步的观测来确定它是一颗真正年龄至少为几百万年的旋转动力脉冲星，还是一颗年轻得多的天体，如XINS或最近冷却的磁星…
2020-01-31 astro-ph.HE
The First X-Ray Polarimetry of an Eclipsing Low-Mass X-Ray Binary: Serendipitous IXPE Observation of AX J1745.6-2901
Universities Space and Research Association（美国大学太空研究协会）；Clemson University（克莱姆森大学）；Newcastle University（纽卡斯尔大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Tor Vergata University of Rome（罗马第二大学）；Ehime University（爱媛大学）；Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院天文研究所）；University of Turku（图尔库大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；University of Southampton（南安普顿大学）；Michigan State University（密歇根州立大学）
IXPE卫星首次对低质量X射线双星AX J1745.6-2901进行X射线偏振测量，发现其偏振度和角，并推测偏振机制可能源于盘风。
2025-12-15 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
X-ray polarimetry and spectroscopy of the neutron star low-mass X-ray binary GX 9+9: an in-depth study with IXPE and NuSTAR
本研究利用IXPE和NuSTAR对中子星低质量X射线双星GX 9+9进行X射线偏振和光谱分析，发现其在4-8 keV能带显著偏振，偏振度2.2%±0.5%，光谱拟合显示铁线及热盘、康普顿化和反射成分，偏振可能源于边界层康普顿化与盘反射的组合。
2023-06-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
HST optical polarimetry of the Vela pulsar & nebula
极化测量的中子星提供了一个独特的洞察几何发射区的中子星磁层。因此，他们提供了观测约束的不同模型提出的脉冲星发射机制。船帆座脉冲星的光学偏振数据来自{ \em哈勃太空望远镜}（{ \em HST}）档案。这些数据是在两个滤波器（F606 W;中心波长= 590.70 nm，和F550 M;中心波长= 558.15 nm）中获得的，包括用{ \em HST}/高级巡天照相机（ACS）拍摄的一系列脉冲星观测数据，时间跨度为5天。这些数据已被用来进行第一次高空间分辨率和多时代的脉冲星的偏振研究。我们制作了脉冲星周围区域的偏振矢量图，并测量了脉冲星的线性偏振度（P.D.）。和位置角（P.A.）脉冲星的综合脉冲束我们获得了$\rm P.D.=8.1\%\pm0.7\%$和$\rm P.A.=146.3\degr\pm2.4\degr$，在这些观察所涵盖的时间跨度上取平均值。这些结果不仅证实了\citeauthor{Wagner00}和\citeauthor{Mignani07}最初使用甚大望远镜（VLT）获得的结果，而且精度更高。此外，我们确认，P.A.脉冲星偏振矢量的方向与脉冲星自行的方向一致。脉冲星风星云（PWN）在偏振光下和在非偏振光下一样无法探测到，其通量极限为26.8角秒$^{-2}$。
2014-09-05 astro-ph.HE
Towards constraining axions with polarimetric observations of the isolated neutron star RX J1856.5-3754
光子-轴子混合可以在孤立的、冷却的中子星的热光谱中产生可观察到的特征。它们的形状取决于辐射的偏振特性，而偏振特性又取决于恒星最外层的结构。在这里，我们调查的光谱和偏振观测，偏振分数和偏振角，使用现实的表面发射模型的混合效果。我们专注于RX J1856.5-3754，X射线暗淡孤立的中子星中的光学波段的偏振测量进行了唯一的源。我们的研究结果表明，在凝聚表面的情况下，在固定和自由离子的限制，混合可以显着限制几何配置再现所观察到的线性极化分数为16.43%。在大气的情况下，混合不会产生任何明显的特征。补充我们的方法与即将到来的软X射线偏振测量任务的数据将允许获得$g_{γa} \sim 10^{-11}$ GeV $^{-1}$和$m_a \lesssim 10^{-6}$ eV的限制，改善目前的实验和天体物理的限制。
2021-11-15 astro-ph.HE
Schwinger Pair Production and Vacuum Birefringence around High Magnetized Neutron Stars
本文研究高磁化中子星周围的施温格对产生与真空双折射效应，基于戈德赖希-朱利安模型，预测未来X射线偏振观测可验证量子电动力学强场效应。
2023-08-30 astro-ph.HE hep-ph
X-ray polarization from accretion disk winds
针对传统场景难以解释X射线双星和活动星系核中高水平X射线极化的问题，本研究提出观测极化信号可能源于赤道吸积盘风的散射，并通过研究证实该机制可重现观测到的极化水平。
2024-11-27 astro-ph.HE
Oblate Schwarzschild approximation for polarized radiation from rapidly rotating neutron stars
本文用扁圆史瓦西近似建立了一个完整的理论，用于计算从快速旋转的中子星（NS）表面辐射的观测Stokes参数。我们占的偏振面的旋转，由于相对论效应沿路径从恒星表面的观察者。计算结果与用\textsc{arcmancer}程序进行全数值广义相对论射线追踪所得结果一致。我们表明，所获得的偏振角（PA）的配置文件可能会有很大的不同，从一个球形的恒星。我们证明了，假设不正确的形状的恒星可能会导致偏置约束NS参数时，拟合偏振数据。使用一个简化的模型，我们还做了一个粗略的估计如何准确的吸积NS的几何参数可以确定使用即将到来的偏振仪，如成像X射线偏振仪探测器（IXPE）或增强的X射线定时和偏振（eXTP）任务的X射线偏振测量。
2020-09-18 astro-ph.HE
Polarized Radiation Signals from Highly Magnetized Neutron Star Surfaces
中子星的表面由于存在强磁场，很可能是强极化软X射线的来源。表面层中的散射输运对于确定光强度的出射各向异性至关重要，并且受到线偏振和圆偏振信息之间复杂相互作用的强烈影响。我们已经开发了一个磁汤姆逊散射模拟模型的外层完全电离的大气在这样的紧凑的对象。在这里，我们总结了从扩展的大气模拟，跨越相当大的范围内的磁colatitudes出现的强度和偏振。光从表面到无限远的广义相对论传播完全包括在内。当在各种场方向上求和时，净偏振度是适度的并且不是很小。这些结果为NASA新的IXPE X射线偏振仪和未来的X射线偏振测量任务提供了重要的观测基础。
2022-07-11 astro-ph.HE
The X-ray polarimetry view of the accreting pulsar Cen X-3
Cen X-3是50年前发现的第一颗X射线脉冲星。由于在强磁场的存在下与光子传播相关的等离子体和真空的双折射，预期来自这样的物体的辐射是高度偏振的。在这里，我们提出的结果进行的观测与成像X射线偏振探测器的岑X-3。该源表现出显着的通量变化，并观察到在两个国家不同的因素~20通量。在低光度状态下，在脉冲相位平均（3 $σ$上限为12%）或相位分辨数据（3 $σ$上限为20-30%）中均未发现显著的偏振。在明亮状态下，从相位平均数据的光谱偏振分析测量到偏振度为5.8 $\pm$ 0.3%，偏振角为$49.6°\pm1.5°$，显著性为约20 $σ$。相位分辨分析表明，光通量与偏振度之间存在显著的反相关关系，偏振角变化也很大。与旋转矢量模型的拟合表明，脉冲星自旋轴的位置角约为49 $°$，磁饱和度为17 $°$。如果中子星表面的上层被吸积物质过热，并且偏振模式的转换发生在上层热层和较冷的底层大气之间的过渡区域内，则可以解释检测到的相对低的偏振。一部分偏振信号也可以由来自中子星表面和吸积幕的辐射反射产生。
2022-09-06 astro-ph.HE
The optical/UV excess of X-ray dim isolated neutron star: I. bremsstrahlung emission from a strangeon star plasma atmosphere
X射线暗孤立中子星（XDINS）在X射线波段具有普朗克能谱，但存在光学/紫外（UV）超调，即测量的光度超过由X射线谱外推的光度。为了解决这个问题，在奇异星区建立了等离子体大气韧致辐射模型。奇异星的大气层可以简单地看作是正常中子星的上层。这种等离子体大气是由ISM吸积的物质由于所谓的奇异位垒而形成和维持的，应该是双温的。从光学/UV到X射线波段，所有7个XDINS光谱都可以很好地用辐射模型拟合。XDINS的拟合辐射半径为7 ~ 13 km，电子温度为50 ~ 250 eV，只有RX J0806.4-4123的辐射半径为3.5km，表明该源可能是一个低质量的奇异星候选者。这种奇异星模型可以进一步通过软X射线偏振测量进行测试，例如预计将于2020年左右在中国空间站上工作的轻量不对称和磁性探测器。
2017-01-25 astro-ph.HE
An observational method for fast stochastic X-ray polarimetry-timing
$\sim 40$年来即将发射的第一台天基X射线偏振计将为研究吸积致密天体提供强有力的新诊断信息。特别是对偏振度和偏振角的快速变化的分析将为探测致密天体附近强引力场中物质的相对论运动提供机会，并使测量黑洞和中子星参数的新方法成为可能。然而，偏振特性是在统计意义上测量的，并且统计上显著的偏振检测需要相当长的曝光，即使对于最亮的物体也是如此。因此，使用偏振度和角度的直接时间分辨分析无法获得感兴趣的亚分钟时间尺度。相位折叠可以用于相干脉动，但不能用于随机变化，如准周期振荡。在这里，我们介绍了一种傅立叶方法，使统计上稳健的检测随机偏振变化的任意短的变化时间尺度。我们的方法是类似于常用的频谱定时技术。我们发现，它应该是可能的，在不久的将来检测准周期摆动偏振角预测的内部吸积流的透镜-Thirring进动。这取决于源的平均偏振度大于$\sim 4-5\%$，这与20世纪70年代后期对天鹅座X-1的最佳电流限制一致。
2017-07-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Neutron star parameter constraints for accretion-powered millisecond pulsars from the simulated IXPE data
我们已经模拟了X射线偏振数据，可以获得与成像X射线偏振探测器，当观察吸积动力毫秒双星。我们估计了SAX J1808.4 $-$ 3658所需的曝光时间，以便在所有能量通道上积分的测得的时间相关斯托克斯轮廓中获得不同的精度。我们发现，测量的相对误差强烈地依赖于观测者和发射热点的相对配置。斯托克斯$Q$和$U$参数中的最小相对误差作为观测时间$t$的函数的改进按$1/\sqrt{t}$缩放，并且跨越从200 ks曝光时间的30-90%到500 ks曝光时间的20-60%的范围（在19个相位箱中的数据箱的情况下）。模拟的数据也被用来预测如何准确测量的中子星的几何参数时，可以只建模$Q$和$U$参数，但不是通量。我们发现，观测者的倾角和热点同纬度可以确定优于10度的精度为我们考虑的大多数情况下。这些测量结果可以用来进一步约束中子星的质量和半径时，结合模型的X射线脉冲轮廓。
2021-02-02 astro-ph.HE
Remnant baryon mass outside of the black hole after a neutron star-black hole merger
中子星（NS）和黑洞（BH）合并产生的引力波（GW）和电磁波（EM）信号是极端引力、核物理和天体物理学中备受期待的发现。我们开发了一个简单的公式，区分合并的结果，并预测合并后的残余质量，验证了75模拟。我们的公式改进了现有的结果，通过描述关键的未探索的制度：可比的质量和更高的BH自旋。这些是重要的区分NSNS从NSBH合并，并从EM信号推断源物理。
2018-06-29 astro-ph.HE gr-qc
FIRST J1419+3940 as the First Observed Radio Flare from a Neutron Star Merger
在剧烈的合并过程中，两颗中子星可以减少百分之几的质量。随着喷出物的膨胀，它与周围的星际气体相撞，产生了持续数年的缓慢衰落的无线电耀斑。射电耀斑独特地探测了中子星合并的人口，因为过去几十年的许多事件仍然可以探测到。然而，迄今没有报告观测到无线电耀斑。在这里，我们表明，无线电瞬变FIRST J1419+3940，在1993年首次观察到，仍然可以检测到，可能起源于一个中子星合并。我们对中子星合并喷出物进行了数值模拟，证明了具有天体物理预期参数的合并模型能很好地再现观测到的射电光变曲线。我们检查观测到的无线电数据，以及宿主星系，找到线索，可以区分瞬变的中子星合并的起源从另一种解释-一个离轴长伽马射线暴的余辉。在不久的将来，观测可能会发现第一个J1419+3940无线电瞬变起源的进一步证据。我们表明，现有的无线电调查可能已经记录了多个无线电耀斑，告诉我们的起源和性质的中子星合并及其在宇宙中最重的元素的核合成中的作用。
2020-09-27 astro-ph.HE
Constraining the neutron star equation of state using Pulse Profile Modeling
一种非常有前途的测量稠密物质状态方程的技术利用了由于脉冲星机制、吸积流或中子星海洋中的热核爆炸而在中子星表面形成的热点。这篇文章解释了中子星内部成分探测器（NICER）如何使用热点的脉冲剖面建模，这是2017年安装在国际空间站上的X射线望远镜-以及为什么这项技术是下一个任务的驱动因素，更大面积的一代望远镜，包括增强型X射线定时和偏振测量（eXTP）任务和光谱时间，宽带能量X射线解析天文台（STROBE-X）。
2019-04-15 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Measuring the electric dipole moment of the neutron using neutron star spin-down
MIT（麻省理工学院）
该研究利用毫秒脉冲星PSR J0437-4715，结合中子星结构、射电偏振等数据，提出源特异性框架，得到中子电偶极矩及相关参数的约束，可用于测试非标准CP奇异性辐射通道。
2026-08-10 astro-ph.HE
Probing the origin of the iron K_alpha line around stellar and supermassive black holes using X-ray polarimetry
不对称的宽铁线是X射线双星和活动星系核X射线谱的共同特征。结果表明，Fe K_α辐射的畸变是由于多普勒效应和相对论效应影响了致密天体强引力阱附近的辐射转移所致：对于XRB，是恒星质量黑洞（BH）或中子星（NS）;对于AGN，是超大质量黑洞（SMBH）。然而，基于再处理和辐射通过周围介质传输的替代方法也试图解释谱线展宽。到目前为止，光谱和时间分析还没有说服整个社区区分这两种情况。在这里，我们研究在何种程度上的黑洞X射线双星（BHXRB）和1型活动星系核的X射线偏振测量可以帮助确定可能的起源的线失真。要做到这一点，我们报告最近获得的两个BH口味的模拟，并表明，所提出的方案被发现表现不同的偏振度和偏振角。一个相对论性的起源扭曲被认为是更可能的背景下，BHXRB，支持的想法，同样的机制也应该导致活动星系核。我们发现，歧视偏振信号可以被检测到的几个X射线偏振任务在过去提出的。
2013-09-06 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The IXPE View of Neutron Star Low-Mass X-ray Binaries
本文综述了成像X射线偏振探测器IXPE对弱磁化中子星低质量X射线双星的首批观测成果，揭示其X射线显著偏振特征，梳理了atoll型与Z型源的演化趋势及相关物理解释，为吸积流几何研究提供新视角。
2024-09-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Intensity and Polarization Characteristics of Extended Neutron Star Surface Regions
中子星的表面由于存在强磁场而成为强极化的软X射线源。由电子散射和自由-自由吸收介导的辐射转移是定义局部表面各向异性和偏振特征的核心。散射输运受到线偏振和圆偏振之间复杂相互作用的强烈影响。这种复杂性已被捕获在一个复杂的磁汤姆逊散射模拟，我们最近开发的模型外层完全电离的大气在这样的紧凑的对象，迄今专注于局部表面区域的案例研究。然而，观测到的强度脉冲轮廓的解释和它们在约束关键中子星几何参数的有效性，是严重依赖于增加了从扩展的表面区域的排放。在本文中，强度，各向异性和偏振特性，从这样的扩展大气，跨越相当大的范围内的磁colatitudes，确定使用我们的运输模拟。这些构成了斯托克斯参数信息在不同的表面位置处的不同属性的卷积，所述不同的表面位置具有不同的磁场强度和相对于局部天顶的方向。我们的分析包括完整的广义相对论传播的光从表面到观察者在无穷远。阵列的强度和偏振的脉冲轮廓突出了如何强大的恒星几何探测器是可能的。当在各种表面场方向上求和时，实现了在10-60%范围内的显著相位分辨偏振度。这些结果为NASA新的IXPE X射线偏振测量任务提供了重要的观测背景。
2022-01-17 astro-ph.HE
XL-Calibur -- a second-generation balloon-borne hard X-ray polarimetry mission
XL-Calibur是一项硬X射线（15-80 keV）偏振测量任务，在平流层的稳定球载平台上运行。它建立在X-Calibur任务的基础上，该任务在2018年12月29日至2019年1月1日期间从南极洲观测到了吸积的中子星GX 301-2。XL-Calibur设计包含一个X射线镜，可将X射线聚焦到旋光计上，旋光计包括一个铍棒，周围环绕着碲锌镉（CZT）探测器。旋光计被安置在反符合屏蔽中，以减轻平流层中存在的粒子的背景。反射镜和偏振计-护罩组件安装在12米长的轻型桁架的两端，该桁架由WASP -Wallops弧秒指针以弧秒精度指向。XL-Calibur飞行任务将通过使用更大有效面积的X射线反射镜、通过更薄的CZT探测器减少背景和改进的反符合屏蔽，实现比X-Calibur大幅度提高的灵敏度。当在$t_{\rm day}$天内观测1个蟹状源时，最小可检测偏振（99%置信水平）为$\sim$ 2 $\%\cdot t_{\rm day}^{-1/2}$。在40 keV下的能量分辨率为$\sim$ 5.9 keV。本文的目的是描述XL-Calibur飞行任务的设计和性能，以及预期的科学方案。
2020-10-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
X-Ray Polarimetry with the Polarization Spectroscopic Telescope Array (PolSTAR)
本文介绍了偏振光谱望远镜阵列（PolSTAR），这是NASA 2014年小型探索者（SMEX）宣布的一项任务。PolSTAR测量3-50 keV（要求;目标：2.5-70 keV）X射线的线性偏振，在接近黑洞事件视界的极端条件下，以及磁星和中子星内部和周围，探测物质、辐射和时空结构的行为。PolSTAR的设计基于为2012年6月发射的核光谱望远镜阵列（NuSTAR）任务开发的技术。特别是，它使用了与NuSTAR相同的X射线光学器件、可伸缩望远镜臂、光学工作台和CdZnTe探测器。该飞行任务具有测量通量低至~5 mCrab的X射线源的~1%线性偏振分数的灵敏度。本文介绍了PolSTAR的设计以及科学驱动因素和潜在的科学回报。
2015-10-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
X-Ray Views of Galactic Accreting Pulsars in High-Mass X-Ray Binaries
本综述概述了高质量X射线双星中吸积X射线脉冲星的吸积与辐射过程，总结了时域现象、光谱特性、演化及X射线偏振等多波段观测进展，并简要讨论了伽马射线双星等相关系统。
2024-12-23 astro-ph.HE
Hybrid Equations of State for Neutron Stars with Hyperons and Deltas
在这篇文章中，我们描述了新的化学平衡电荷中性混合状态方程的中子星。他们提出了一个一阶相变夸克物质和区分的粒子人口考虑和这些粒子如何相互作用。虽然有些状态方程只包含核子和上夸克、下夸克，但其他状态方程也包含超子、德尔塔重子和奇夸克。混合状态方程，以及相应的强子方程，可在CompOSE存储库中使用，并可用于不同的天体物理应用。
2022-05-01 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
First spectropolarimetric observation of the neutron star low-mass X-ray binary GX 3+1
首次报告IXPE联合NICER和NuSTAR对中子星低质量X射线双星GX 3+1的X射线光谱偏振观测，发现其在2-8 keV能段无显著偏振，结合光谱拟合确定系统倾角约36度，表明其几何构型与其他环洲源相似。
2024-11-15 astro-ph.HE
X-ray polarization in magnetized neutron stars
Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学间天体物理中心）；Raman Research Institute（拉曼研究所）
基于光子在高磁化系统周围散射产生极化的范式，研究散射光极化与入射光特性的关系及不同磁场强度下极化光光谱形状，分析真空双折射影响，解释了磁星与正常脉冲星极化差异。
2026-07-01 astro-ph.HE
Frequency- and phase-resolved polarimetry of millisecond pulsars and its application to timing
Monash University（莫纳什大学）；OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery（ARC引力波发现卓越中心）；Australia Telescope National Facility, CSIRO（澳大利亚国家望远镜设施，CSIRO）；Xinjiang Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院新疆天文台）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理学研究所（爱因斯坦研究所））；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Hunan Normal University（湖南师范大学）
本文提出一种新方法，利用极化信息生成高保真模板，提高脉冲到达时间测量精度。该方法通过分析四个斯托克斯参数的频率依赖模型，减少定时测量误差达20-30%。
2026-02-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Differentiating between sharp and smoother phase transitions in neutron stars
中子星的内部组成在天体物理学中仍然是一个悬而未决的问题。它们最里面的区域不受光传播的影响，而引力波大多携带恒星的全局特征，这意味着只能间接推断它们的内部。在这里，我们假设一个假设的未来的情况下，由于相变的状态方程软化被确定和估计的观测精度区分尖锐的相变从一个平滑的（与混合相/状态，由于致密物质的表面张力的未知值）在一个区域的混合星通过一些电磁和引力波观测。我们发现，不同的过渡结构导致类似的恒星配置序列，由于其共同的热力学性质。在最乐观的情况下-一个强的夸克-强子密度跳跃相变-半径观测需要小于$1\%-2\%$的分数不确定性来区分混合态和急剧的相变。对于潮汐形变，相对不确定度应小于$5\%-10\%$。然而，对于稳定夸克核附近的质量，与强烈的急剧相变和混合态相关的相对潮汐变形性差异可能要大得多（高达$20\%-30\%$左右）。所有这些都表明，第2.5代和第3代引力波探测器以及近期的电磁探测任务可能能够开始评估中子星中相变的某些特定方面。此外，指出了利用典型中子星观测量恢复状态方程的局限性，以及系统不确定性对混合星状态方程建模的影响。最后，我们简要地讨论了其他观测值，也可能是相关的探测混合状态的恒星。
2022-05-23 astro-ph.HE gr-qc
Discovery of High X-Ray Polarization from the Neutron Star Low-Mass X-Ray Binary Cyg X-2 in the Horizontal Branch
Università degli Studi Roma Tre（罗马三分大学）；NASA Marshall Space Flight Center（美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Turku（图尔库大学）；INAF–Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；INAF–Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali（意大利国家天体物理研究所天体物理学与行星科学研究所）
研究通过IXPE和NuSTAR观测发现Cyg X-2在水平分支期间存在高X射线偏振，可能由反射成分和扩散层共同作用或电子散射引起。
2026-01-16 astro-ph.HE
Dense Matter in Neutron Stars with eXTP
本文阐述了eXTP任务通过时变、光谱和偏振联合观测多种中子星群体，高精度约束致密物质状态方程并揭示其从外壳到核心的完整物态图像的能力。
2025-09-08 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Analytical techniques for polarimetric imaging of accretion flows in Schwarzschild metric
从致密天体（如中子星和黑洞）周围的吸积盘发出的辐射，预计会出现明显的极化现象。偏振可用于限制致密源的几何和物理参数-半径、质量和自旋-以及确定轨道参数。从圆盘最里面逃逸的辐射强烈地受到致密物体的引力场和物质的相对论速度的影响。观测到的偏振特征的直接计算涉及计算昂贵的射线跟踪技术。与此同时，鉴于目前通过事件视界望远镜观测到的M87中超大质量黑洞周围吸积流的图像，来自Sgr A* 的红外偏振特征，以及成像X射线偏振测量探测器和增强的X射线定时和偏振测量任务即将进行的X射线偏振测量，拥有用于直接数据拟合的快速计算程序变得越来越重要。本文给出了考虑光弯曲和相对论像差影响的史瓦西度规中偏振面旋转角的精确解析表达式。我们发现，所观察到的通量，偏振度和偏振角作为能量的函数的计算可以进行分析，具有高精度使用近似光弯曲公式，解除需要预先计算的表格模型在拟合例程。
2021-09-10 astro-ph.HE
A Refined Analytic Oblate--Schwarzschild Model for Thermal X-Ray Pulse Profiles of Rotating Neutron Stars
School of Physics, Peking University（北京大学物理学院）
该研究提出改进的扁球-施瓦西解析模型，用于计算旋转中子星热X射线脉冲轮廓，相比球形模型显著提高与射线追踪的一致性，同时保持解析计算效率。
2026-10-05 astro-ph.HE
A Pipeline for the AI-Assisted Analysis of Imaging X-ray Polarimetry Explorer Observations of Black Hole X-ray Binaries and Limits on Their Polarization Variability
Washington University in St. Louis（华盛顿大学圣路易斯分校）；Washington University in St. Louis McDonnell Center for the Space Sciences and Center for Quantum Leaps（华盛顿大学圣路易斯分校麦克唐纳空间科学中心与量子跃迁中心）
本文提出一种结合AI智能体、不可变代码库与知识库的IXPE数据分析流程，将其应用于黑洞X射线双星观测，对比已发表结果并搜索偏振变异性，还讨论了流程性能与改进方向。
2026-10-14 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.data-an
First spectro-polarimetric study of the neutron star low-mass X-ray binary GX 9+1
本文首次利用IXPE和NICER对明亮环礁源GX 9+1进行光谱偏振研究，发现其在2-3 keV能段存在显著偏振（3.3σ），并归因于康普顿化黑体分量的强偏振，与以往环礁源观测结果不同。
2025-02-05 astro-ph.HE
Resonant Inverse Compton Scattering Spectra from Highly-magnetized Neutron Stars
在近十颗磁星中观测到了能量在10 keV和$\sim 150$ keV之间的硬的、非热的、持续的脉冲X射线辐射。对于这种发射的内磁层模型，超相对论电荷对软热光子的共振逆康普顿散射是最有效的产生机制。我们提出了角度依赖的上散射光谱和脉冲强度地图的非冷却，相对论电子注入磁星磁层的内部区域，计算使用碰撞积分场循环。我们的计算采用了一种新的配方的QED康普顿散射截面在强磁场，是物理正确的治疗重要的自旋相关效应的回旋共振，从而产生正确的光子谱。光谱截止能量对观察者观察几何形状、电子洛伦兹因子和散射运动学的选择很敏感。我们发现，能量为$\lesssim 15$兆电子伏的电子将发出大部分低于250千电子伏的辐射，与磁星硬X射线尾的推断周转一致。更多的高能电子仍然发射主要低于1兆电子伏，除了观察视角采样场线切线。脉冲轮廓可以是单峰或双峰，这取决于观察几何形状、发射位置和观察到的能带。磁对的产生和光子分裂将使光谱衰减到硬X射线能量，抑制费米LAT带中的信号。共振康普顿光谱是强烈极化的，这表明硬X射线偏振测量仪器，如X-Calibur，或未来的康普顿望远镜，可以证明是约束模型几何和物理的核心。
2018-02-11 astro-ph.HE
X-Ray Polarization from the Atoll 4U 1735-44 Suggests a Low Inclination
University of Turku（图尔库大学）；Nordic Optical Telescope（北欧光学望远镜）；NASA Marshall Space Flight Center（美国宇航局马歇尔太空飞行中心）；Università degli Studi Roma Tre（罗马第三大学）；INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali（意大利国家天体物理研究所空间天体物理学和行星科学研究所）
研究通过X射线光谱偏振观测揭示Atoll 4U 1735-44的低倾角特性，采用IXPE、NICER和NuSTAR联合观测，发现偏振度为1.4%±0.7%，推断盘倾角约为40度。
2026-04-20 astro-ph.HE
Impact of jets on kilonova photometric and polarimetric emission from binary neutron star mergers
本文通过三维蒙特卡洛辐射转移模拟研究喷流对双中子星并合千新星光度和偏振的影响，发现喷流使近轴方向千新星变暗并增强0.25-2.5微米波段的偏振度，为未来观测约束抛射物和喷流性质提供依据。
2023-05-24 astro-ph.HE
Discriminating between Neutron Stars and Black Holes with Imperfect Knowledge of the Maximum Neutron Star Mass
尽管来自特殊的低质量致密双星聚结（如GW 170817）的引力波信号可能携带将源与双星黑洞系统区分开来的物质特征，但目前先进的LIGO和Virgo天文台检测到的每八个事件中只有一个可能具有足够大的信噪比来测量物质效应，即使它们存在。尽管如此，系统的组件质量通常会受到精确的约束。构建一个明确的混合模型合并紧凑的对象的总率密度，我们开发了一个分层贝叶斯分析分类引力波源根据后验概率，其组件质量来自不同的子群体。考虑到当前最大中子星质量的不确定性，并采用不同的合理模型的总速率密度，我们研究了两个最近的事件，从LIGO-Virgo合作的第三次观测运行，GW 190425和GW 190814。对于中子星和黑洞质量分布之间没有重叠的人口模型，我们通常会发现有一个$\gtrsim 70\%$的机会，GW 190425是一个双中子星合并，而不是一个中子星黑洞合并。另一方面，我们发现有一个$\lesssim 6\%$的机会，GW 190814涉及一个缓慢旋转的中子星，无论我们假设的人口模型。
2020-11-08 astro-ph.HE gr-qc
Numerical simulations of the jet dynamics and synchrotron radiation of binary neutron star merger event GW170817/GRB170817A
本文对高能流在双中子星（BNS）合并的碎片云中的传播进行了数值模拟。从中央发动机的尺度出发，我们使用动网格流体动力学代码来模拟所产生的相对论喷流的完整动力学演化。我们计算同步辐射直接从模拟和目前的多波段光曲线的早期（子天）通过后期（数周到数年）余辉阶段。我们的工作系统地比较了两种不同的模型的中央发动机，被称为窄和宽发动机的情况下，这是与一个成功的结构射流和准各向同性爆炸分别。这两种发动机模型通过与合并碎片云的流体动力学相互作用自然地演化出角向和径向结构。它们也都导致能够产生观测到的多波段余辉数据的相对论性冲击波。然而，我们发现，窄和宽发动机的情况下可能会区分一个新的排放成分，我们称之为合并闪光。这一部分是将同步辐射模型应用于受冲击的光学薄合并云的结果。如果非热电子的注入在突破的相对论壳层中持续存在，例如通过内部冲击或磁重联，这种建模是合适的。在GW啁啾之后的最初几分钟内，对于未来的BNS合并，快速下降的签名可以是可检测的。此外，它的GRB 170817 A事件的未检测可能不利于宽，准各向同性爆炸模型。
2018-06-11 astro-ph.HE
Distinguishing binary neutron star from neutron star-black hole mergers with gravitational waves
两颗中子星合并产生的引力波信号，很难与质量相当的中子星和黑洞混合双星产生的信号区分开来。事实上，这两种双星类型都可以解释引力波信号GW 170817，即使考虑到它的电磁对应辐射。我们提出了一种方法，{既不需要从后inspiral阶段的二进制或电磁对应的信息}，以确定混合双星合并的中子星与低质量黑洞单独使用引力波。这种方法是基于这样一个事实，即可以用引力波测量的某些中子星性质对所有中子星来说是共同的或相似的。例如，所有的中子星共享相同的状态方程，如果后者是强子的，则中子星具有相似的半径。如果一个混合双星被误认为是一个中子星双星，那么推断出的中子星的性质将被错误估计，并在一个低质量双星群体中表现为异常值。我们表明，只要$\sim 5$低质量的事件将允许识别的类型的一个事件在$80\%$的置信水平。我们模拟人口的低质量的二进制与分层混合模型，并表明，我们可以限制混合二进制的存在或测量其丰度相对于中子星二进制$\sim 0.1$在$68\%$可信水平与100个事件。
2020-04-22 astro-ph.HE gr-qc
