Testing the nature of the supermassive black hole candidate in SgrA* with light curves and images of hot spots
广义相对论对黑洞周围的时空几何作出了明确的预言。在不久的将来，新的设施将有能力探索SgrA $^*$（银河系中心的超大质量黑洞候选者）周围的度量，并打开一个新的窗口来测试克尔黑洞假设。在本文中，我们计算光变曲线和图像与紧凑的发射区（热点）围绕克尔和非克尔黑洞。我们研究如何分析的热点发射的辐射的属性可以用来测试克尔性质的SgrA $^*$。我们发现，唯一的观察热点光变曲线可以限制在最多的组合的黑洞自旋和可能的偏离克尔解决方案。这是因为在克尔黑洞周围的相同轨道频率可以被发现用于具有不同自旋参数的非克尔物体。由于背景几何形状引起的光变曲线中的二阶校正通常太小而不能被识别。虽然热点质心轨迹的观测可能会限制克尔解的可能偏差，但这对于不久的将来的VLTI仪器GRAVITY来说是遥不可及的。克尔黑洞假说可以通过在围绕SgrA $^*$的紧凑轨道上发现一颗射电脉冲星来验证。对这样一颗脉冲星的射电观测将提供对SgrA $^*$的质量和自旋的精确估计，而这些测量（探测弱场）与热点光变曲线信息（探测强场）的结合可能会以相当高的精度限制/发现可能与克尔解的偏差。
2014-05-15 astro-ph.HE gr-qc
The Hot and Energetic Universe: Understanding the build-up of supermassive black holes and galaxies at the heyday of the Universe
过去十年的观测提供了强有力的证据，证明星系中心超大质量黑洞的生长是星系演化中最有影响力的过程之一。与我们目前对黑洞增长的理解及其与红移z=1-4的星系形成的关系有关的开放性问题，当我们在当今星系中看到的大多数黑洞和恒星被放置到位时，包括：活动星系核反馈的性质是什么？它是否在星系的演化中起着重要作用？在那个关键时期，吸积活动星系核的主要人口是多少？它是否像当前许多观测和模型所要求的那样，被遮蔽的物体所支配？雅典娜+任务概念将为我们在宇宙全盛时期对活动星系核和星系演化的理解取得突破提供所需的技术飞跃。Athena+的高通量将允许通过对蓝移X射线吸收线的识别和测量来系统地研究活动星系核反馈到z~4的过程的入射、性质和能量学。Athena+宽视场成像仪出色的测量和光谱能力将完成对黑洞生长的普查，所产生的样本比目前可能的最严重遮蔽的样本大100倍，包括康普顿厚度、活动星系核到红移z~4。这个人口相对于他们的主机的人口统计是了解主要的黑洞增长事件如何与星系的建立有关的基础。
2013-06-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Supermassive Black Hole in an Elliptical Galaxy: Accretion of a Hot Gas with a Low but Finite Angular Momentum
研究了缓慢旋转的热气体在超大质量黑洞上的吸积。与声速c_s相比，在邦迪半径r_B处的旋转速度较小。在深度r_c = l^2/G M_BH << r_B处的离心势垒阻碍了超音速吸积。我们考虑到饱和电子热导率和韧致辐射的能量损失的两个温度等离子体的密度和温度附近的Bondi半径类似的观察到的M87星系。电子热导率和自由-自由辐射的共同作用导致吸积等离子体的有效冷却和吸积气体在离心屏障区上方的亚音速沉降的形成。一个环形凝聚和一个中空的漏斗将环面与黑洞分开，出现在屏障附近。障碍物将流动分为两个区域：（1）具有缓慢的亚开普勒旋转的沉降区和（2）具有快速超音速近开普勒旋转的区域。离心势垒的存在导致吸积率dM/dt的显着降低相比，临界邦迪解决方案，γ =5/3。环面上的剪切不稳定性和相关的摩擦导致气体在赤道平面上沿两个方向缓慢扩散。结果，形成外（r>r_c）和内（r<r_c）盘。气体沿吸积盘进入ADAF内部流动区（r<r_c）。由于角动量是守恒的，外盘会将多余的角动量和部分落入环面的物质一起向外移动。哈勃太空望远镜在M87星系核周围的光发射谱线中观测到了这样的外开普勒盘。湍流导致旋转。我们讨论的特征时间，在此期间，湍流应导致的变化的方向的环面，吸积盘，并可能，喷流。
2011-01-28 astro-ph.HE
Hot versus Cold: the Dichotomy in Spherical Accretion of Cooling Flows onto Supermassive Black Holes in Elliptical Galaxies, Galaxy Groups and Clusters
在椭圆星系、星系群和星系团中，来自活动星系核的反馈加热通常被用来抑制热气体中的冷却流。以前的研究主要集中在活动星系核反馈是否以及如何加热气体，但很少关注其触发机制。使用球对称模拟，我们研究如何大规模的冷却流吸积的中央超大质量黑洞（SMBHs）在8个观测良好的系统，并发现一个有趣的二分法。在大质量星系团中，气体在大约1亿-3亿年的冷却时间内发生中心冷却灾难，导致冷模吸积到SMBH上。然而，在我们的四个模拟系统的集团和星系尺度上在低金属丰度Z=0.3 Z_{sun}，气体迅速解决到一个长期的状态，具有一个尖形的中心温度分布延伸到几十到约100 pc。在更真实的太阳金属丰度下，两个集团（R_{e} ~ 4 kpc）仍然存在长期热模吸积。这两种吸积模式自然出现在我们的理想化计算中，其中只考虑冷却，气体流入和压缩加热。长期的热模吸积是由这些过程的时间尺度之间的快速建立的接近性维持的，最好是在低气体密度，低气体金属丰度的系统中，重要的是，紧凑的中心星系，这导致在中间半径处的强引力加速度和压缩加热。我们的计算预测，中央尖点温度分布更经常出现在较小的系统比星系团，而不是往往主机显着的冷气体和恒星的形成。
2013-11-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
Hot, cold, and multi-component accretion flows around supermassive black hole binaries
本研究提出了一种模型，用于解释超大质量黑洞双星的多组分吸积流特性，并通过观测数据验证了其自洽性。
2025-12-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Correlations between supermassive black holes, hot atmospheres, and the total masses of early type galaxies
本文研究了由钱德拉X射线天文台观测的47个早型星系的中心超大质量黑洞（SMBH）的质量与大气气体温度和光度之间的关系。我们报告发现的大气温度之间的紧密相关性的最明亮的集群/组星系（BCGs）和他们的中央SMBH质量。此外，我们的流体静力学分析揭示了BCGs的总质量（$M_{\rm tot}$）和它们的中心SMBH质量（$M_{\rm BH}$）之间近似线性相关。最新的宇宙学模拟表明，在黑洞的吸积快速增长过程中，黑洞的质量可以通过辐射反馈由晕的结合能决定，而对于大多数质量较大的星系，合并是黑洞增长的主要途径。在中央SMBH和它们的宿主星系通过合并同时增长的情况下，观察到的线性相关可能是中心极限定理的自然结果。
2019-07-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Supermassive Black Hole Winds in X-rays: SUBWAYS V. Properties of hot coronae in quasars at intermediate redshift
INAF – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna (OAS)（意大利国家天体物理研究所博洛尼亚天文物理与空间科学观测站）；Dipartimento di Fisica e Astronomia (DIFA), Università di Bologna（博洛尼亚大学物理与天文学系）；European Southern Observatory (ESO)（欧洲南方天文台）；Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA（西班牙国家科学技术研究委员会-国家航空航天技术研究所天体生物学中心）；Dipartimento di Matematica e Fisica, Università degli Studi Roma Tre（罗马第三大学数学与物理系）；Dep. of Physics and Astronomy, Clemson University（克莱姆森大学物理与天文学系）
本文研究了23个中间红移类星体的X射线冠状体特性，发现高能截止值与吸积率呈反相关，支持冠状体冷却增强的假说。
2026-03-18 astro-ph.HE
Distinguishing black holes and wormholes with orbiting hot spots
每个正常星系中心的超大质量黑洞候选者可能是早期宇宙中产生的虫洞，连接我们宇宙的两个不同区域或多元宇宙模型中的两个不同宇宙。事实上，这些超大质量物体的起源还没有得到很好的理解，像虫洞这样的拓扑非平凡结构在广义相对论和其他引力理论中都是允许的，而且目前的观测不能排除这种可能性。几年后，VLTI仪器重力将有能力对银河系中超大质量黑洞候选者SgrA $^*$最内侧稳定圆形轨道附近的等离子体斑点进行成像。围绕虫洞运行的热点的二次图像与围绕黑洞运行的热点的二次图像有很大的不同，因为虫洞的光子捕获球要小得多。光子捕获球的半径与热点模型无关，因此它的可能探测，在观测上具有挑战性，但并非遥不可及，可以明确地测试我们银河系的中心是否藏有虫洞而不是黑洞。
2014-07-25 astro-ph.HE gr-qc
The Hot and Energetic Universe: The missing baryons and the warm-hot intergalactic medium
宇宙大尺度结构的主干是由宇宙尺度上的过程和占主导地位的暗物质的引力相互作用决定的。然而，移动的重子群体塑造了这些结构的外观。理论预测，大多数重子存在于连接星系群和星系团的巨大的非维里化结构中，但目前缺乏观测证据。由于大多数重子都被认为存在于大尺度、热而稀的气相中，X射线为我们提供了理想的工具来推进我们的理解。雅典娜+X射线积分场装置的观测将揭示重子活跃种群的位置、化学成分、物理状态和动力学。
2013-06-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Hot and Energetic Universe: The formation and growth of the earliest supermassive black holes
未来几十年天体物理学的一个关键挑战将是了解位于大多数（如果不是全部）星系中心的超大质量黑洞（SMBH）的起源。负责这些SMBH的初始形成和它们通过吸积的早期生长的过程-当它们被视为活动星系核（AGN）时-仍然未知。为了应对这一挑战，我们必须识别低光度和模糊的z>6活动星系核，这代表了早期SMBH增长的大部分。灵敏的X射线观测是吸积活动的独特标志，不受恒星形成过程的污染，这阻碍了在其他波长（例如光学，红外）上可靠的AGN识别。Athena+宽视场成像仪将使X射线测量的速度比Chandra或XMM-Newton快两个数量级，开辟了一个新的发现空间，并确定了400多个z>6活动星系核，包括被遮蔽的源。Athena+还将发挥重要作用，以提高未来多波长设施的科学回报，这些设施将探测早期SMBH宿主星系内的物理条件，这对于了解SMBH如何形成，是什么推动了它们随后的增长，以及评估它们对早期宇宙的影响至关重要。用雅典娜+X射线积分场装置对z>6星系的样本进行跟踪也可以揭示高度模糊的活动星系核的存在，这要归功于对强铁谱线的探测。因此，Athena+将首次定量测量早期宇宙中SMBH吸积的程度和分布。
2013-06-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Hot Accretion Flows Around Black Holes
黑洞吸积流可以分为两大类：冷的和热的。冷吸积流，其中包括冷光学厚的气体，被发现在相对较高的质量吸积率。突出的例子是标准薄盘，它发生在爱丁顿质量吸积率的一小部分，和超薄盘在超爱丁顿率。这些吸积流是负责发光系统，如活动星系核辐射或接近爱丁顿光度和黑洞X射线双星在软状态。热吸积流，这篇评论的主题，是维里热和光学薄。它们发生在较低的质量吸积率，并描述的模型，如对流为主的吸积流和发光的热吸积流。由于能量平流，这些流动的辐射效率一般低于标准薄吸积盘的辐射效率。此外，效率随质量吸积率的降低而降低。观测表明，热吸积流与喷流有关。此外，理论论证表明，热流应该产生强风。热吸积流被认为存在于低光度的活动星系核和黑洞X射线双星的硬态和静态。原型是Sgr A*，银河系中心的超低光度超大质量黑洞。来自具有热吸积流的超大质量黑洞的喷流、风和辐射可以与外部星际介质相互作用并改变宿主星系的演化。这种“维持模式反馈”的细节原则上可以通过热吸积流的理论研究和数值模拟来确定。
2014-01-03 astro-ph.HE
The formation of black holes from rapidly accreting supermassive stars is not trivial: Simulations of thermonuclear pulsations and explosions
本研究通过首次广义相对论流体动力学模拟发现，快速吸积超大质量恒星的坍缩常被核燃烧阻止，黑洞形成依赖吸积率与金属丰度，挑战了此前的普遍认知，推动高红移类星体起源相关研究。
2024-08-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
Spin and mass of the nearest supermassive black hole
围绕吸积黑洞的热等离子体斑点或团块的准周期振荡（QPO）包含了关于黑洞质量和自旋的信息。吸积流中亮点的纬向振荡频率和黑洞事件视界旋转的频率是测量黑洞质量和自旋的有希望的观测特征。这两个频率都与吸积模型无关，完全由黑洞引力场的性质定义。借助吸积等离子体热点的信号调制对已知的QPO数据进行解释，揭示了银河系中心超大质量黑洞的克尔度规旋转参数$a=0.65\pm0.05$和质量$M=(4.2\pm0.2)10^6M_\odot$。同时，将观测到的11.5 min QPO周期分别与黑洞事件视界旋转周期和吸积流热点纬向振荡周期相对应.所描述的方法是适用于黑洞的吸积率低，吸积等离子体是透明的事件视界区域。
2014-11-28 astro-ph.HE gr-qc
Energetic Gamma Radiation from Rapidly Rotating Black Holes
超大质量黑洞被认为是活动星系核的中心动力室。将脉冲星外磁层粒子加速器理论应用于黑洞磁层，证明了在旋转黑洞的事件视界附近沿磁场线存在一个电场.在这个粒子加速器（或间隙）中，电子和正电子通过光子-光子碰撞产生，并通过这个电场在相反的方向上加速，通过曲率和逆康普顿过程有效地发射伽马射线。它示出的间隙周围产生的零电荷表面形成的帧拖曳效应，只要有没有电流注入跨越间隙边界。这个间隙正在消散黑洞的一部分旋转能量，而由此产生的伽马射线亮度随着周围等离子体吸积的减少而增加。考虑到一个极端旋转的超大质量黑洞，我们表明，这样的差距再现了显着的甚高能量（VHE）的伽马射线通量观察到的射电星系IC 310，只要吸积率变得远小于爱丁顿率，特别是在其耀斑阶段。结果表明，IC~310磁层中的反康普顿过程主要是曲率过程，VHE γ射线谱的类幂律谱可以用不同曲率半径的曲率辐射的叠加来解释。据预测，VHE光谱扩展到更高的能量与增加VHE光子通量。
2015-12-16 astro-ph.HE
Detection of Coronal Magnetic Activity in Nearby Active Supermassive Black Holes
活动星系核的中心超大质量黑洞拥有温度为$10^9$ K的热等离子体，即日冕。像太阳一样，黑洞日冕理论上被认为是由它们的磁场活动加热的，这是迄今为止从未观察到的。在这里，我们报告的探测日冕射电同步辐射从两个附近的塞弗特星系使用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列，卡尔G。Jansky甚大阵列和澳大利亚望远镜紧凑阵列。这两个系统的日冕磁场估计是$\sim10$高斯尺度上的$\sim40$史瓦西半径从中央黑洞。这个磁场强度比磁加热日冕情景的预测要弱。我们还发现塞弗茨日冕是由热电子和非热电子组成的。这可能意味着Seyferts对宇宙MeV γ射线背景辐射的贡献。
2018-10-25 astro-ph.HE
Cold, clumpy accretion onto an active supermassive black hole
星系中心的超大质量黑洞可以通过气体的吸积而成长，释放出的能量可能会在星系范围内调节恒星的形成。然而，推动黑洞成长的气体燃料库的性质在很大程度上不受观测的约束，而是通常被简化为非常热的气体的平滑球形流入。最近的理论和模拟预测，吸积可以由随机的，cluerous分布的非常冷的分子云-偏离“热模式”吸积模型-虽然明确的观测支持这一预测仍然难以捉摸。在这里，我们报告的意见，揭示了一个寒冷的，clusional吸积流到一个超大质量黑洞燃料水库的核心的Abell 2597布里渊星系团星系（BCG），附近（红移z=0.0821）巨大的椭圆形星系周围的致密晕的热等离子体。在适当的条件下，热不稳定性可以从这种热气体中沉淀出来，产生一场落向星系中心的冷云雨，在居住在其核心的千秒差距分子星云中维持恒星的形成。观测结果显示，这些冷云也为黑洞吸积提供了燃料，揭示了分子云以每秒约300公里的速度向内移动时投下的“阴影”，朝向星系中心活跃的超大质量黑洞，这是一个明亮的背光。先前在极高的空间分辨率下观测到的较温暖的原子气体的确凿证据，以及基于几何和概率的简单论点，表明这些云位于黑洞最里面的一百秒差距内，并且更接近它。
2016-06-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Hot and Energetic Universe: The astrophysics of supernova remnants and the interstellar medium
研究超新星遗迹和星际介质的热相和冷相对于理解恒星演化的最后阶段及其通过注入能量和重元素对星系演化的反馈至关重要。这些研究对于理解超新星的物理学、它们的宇宙学意义以及银河系宇宙射线的起源也至关重要。Athena+的独特功能将使我们能够探索新的参数空间。使用Athena+ X-IFU对年轻的残余物进行空间分辨高分辨率光谱分析，将能够从运动学、电离和成分方面对视线中喷射物质的各个包裹进行表征，从而获得爆炸的三维几何形状。雅典娜+还将允许研究超新星遗迹中的冲击物理和粒子加速，以及它们与环境的相互作用。雅典娜+ X-IFU还将描述在形成热星际介质的复杂结构中竞争的电离机制，可能会保留我们银河系和附近星系过去恒星形成活动的回声。这是第一次对致密冷介质的尘埃和气体进行研究，就像在银河系中心环境中一样。Athena+ X-IFU将以前所未有的灵敏度和能量分辨率观察Mg K和Si K边缘（ISM硅酸盐含量的主要示踪剂）以及Fe K边缘。这将使我们能够首次研究这些地区含铁粉尘的性质。
2013-06-10 astro-ph.HE
A Hybrid Two Component Accretion Flow Surrounding Supermassive Black Holes in AGN
一般认为活动星系核中的光辐射、紫外辐射和X射线辐射分别产生于吸积盘和嵌入的热日冕。日冕中的热电子对盘光子的逆康普顿散射可以有效地冷却日冕气体，如果质量供应主要是通过像BHXRB中的冷盘流。因此，这样一个模型的应用到活动星系核未能产生其所观察到的X射线发射。因此，通常假设一部分盘吸积能量被转移到日冕。为了避免这种假设，我们提出气体在垂直延伸的分布提供给一个超大质量黑洞的引力捕获的星际介质或恒星风材料。在这张照片中，气体部分冷凝成一个底层的冷盘，因为它流向黑洞，释放吸积能量作为X射线发射和供应质量的磁盘吸积。详细的数值计算表明，X射线的光度可以达到辐射热光度的百分之几十。质量供给率为爱丁顿值的0.03 ~ 0.1倍时，$α_{\rm ox}$的值为0.9 ~ 1.2。在2-10 keV能带中的相应光子指数从1.9变化到2.3。这样的图片提供了一个自然的扩展模型低光度活动星系核凝聚是不存在的低质量吸积率和没有光学厚盘存在于内部区域。
2015-05-04 astro-ph.HE
An Energetic Hot Wind from the Low-luminosity Active Galactic Nucleus M81*
在它们生命的大部分时间里，通常在星系核中发现的超大质量黑洞（SMBH）以远低于爱丁顿极限的速率从环境中获得质量，这是由辐射效率低下的热吸积流介导的。理论和数值模拟都预测，在这样的热吸积流中一定存在强风。风是特别感兴趣的，不仅是因为它是吸积不可或缺的成分，但也许更重要的是，它被认为是通过所谓的动力学模式AGN反馈在宿主星系的演化中起着至关重要的作用。然而，这种风的观测证据仍然稀少和间接。在这里，我们报告的低光度活动星系核在M81的热流出的检测，基于{ \it钱德拉}高分辨率X射线光谱。流出是由一对Fe XXVI Ly $α$线红移和蓝移的体积线的视线速度为$\pm2.8\times10^3 \rm~km~s^{-1}$和高的Fe XXVI Ly $α$ -到-Fe XXV K $α$线比暗示$1.3\times10^8$开尔文的等离子体温度。这种高速、高温等离子体不能由恒星活动或吸积流入SMBH产生。我们的磁流体动力学模拟表明，相反，它是自然解释的风从热吸积流，传播到$\gtrsim10^6$倍的引力半径的SMBH。这种风的动能和动量可以显著地影响环核环境和更远环境的演变。
2021-06-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Lyman edges in supermassive black hole binaries
我们提出了一个新的光谱特征的超大质量黑洞双星（SMBHB）的circumbinary气体盘：急剧下降的流量蓝莱曼极限。如果在光谱的莱曼连续区中占主导地位的气体足够冷（T <20，000 K）以包含大量的中性氢，则会产生突出的边缘。如果双星的扭矩在圆盘中打开一个中心空腔，并从内部区域清除大部分热气，并且如果来自单个BH的任何残余UV发射是暗淡的或间歇性的，则环双星圆盘可能处于这种状态。我们使用辐射转移代码TLUSTY模型的垂直结构和光谱的circumbinary磁盘，并确定BH质量和二元分离产生莱曼边缘的范围。我们发现，轨道周期为0.1 - 10年的紧凑超大质量双星，其引力波（GWs）预计将被脉冲星定时阵列（PTA）检测到，可能有突出的莱曼边缘。这样强的光谱边缘特征通常不存在于活动星系核的光谱中，可以作为SMBHB存在的佐证。
2014-11-16 astro-ph.HE
Images of magnetospheric reconnection-powered radiation around supermassive black holes
吸积的超大质量黑洞现在可以在事件视界尺度上以毫米波长观测到。目前对图像的预测依赖于假设（流体模型，热电子），这些假设可能并不总是在黑洞附近成立，因此完整的动力学处理是有序的。在这封信中，我们描述了第一个三维全球广义相对论粒子模拟黑洞磁层。该系统显示一个持续的赤道电流片。合成图像计算的射线跟踪同步辐射从非热粒子加速在这个电流片的磁重联。我们确定了几个随时间变化的功能，在中等视角的图像：一个可变半径的环，热点沿它移动。在这个政权，我们的模型预测，大部分的图像流量位于临界曲线内。这些结果可以帮助理解未来的黑洞磁层观测在提高时间和空间分辨率。
2022-10-28 astro-ph.HE
The Hot and Energetic Universe: End points of stellar evolution
白矮星、中子星和恒星质量黑洞是研究大多数极端重力和磁场条件下物质的关键实验室。雅典娜+前所未有的有效面积将使我们能够在广泛的质量吸积率范围内推进我们对发射机制和吸积物理学的理解，从较低和亚发光的静态X射线双星到超级爱丁顿超光源。雅典娜+将测量恒星黑洞的旋转在一个更高的数量比现在可以实现的双星，打开了可能性，研究如何旋转变化与黑洞的历史。X-IFU的高通量和能量分辨率将有助于确定盘风特性如何取决于吸积状态，确定风发射机制以及量化风引起的质量损失对二元演化和环境的影响。触发器和高质量的光学和无线电数据来自大型宽视场同期仪器，将提供必要的补充信息，喷气发射机制和旋转动力火箭的物理，例如。此外，雅典娜+将在广泛的环境和条件下提供中子星质量/半径关系的多个独立测量，以限制有争议的状态方程。
2013-06-10 astro-ph.HE
The Hot and Energetic Universe: Star formation and evolution
现在已知质量和演化阶段范围很广的恒星会发射X射线。这种X射线发射是对这些恒星的拱星环境中发生的最具能量的现象的独特探测，并提供了对磁现象或流体动力学冲击的宝贵见解。由于其巨大的收集面积，Athena+将为这些现象开辟一个全新的窗口。事实上，Athena+不仅将使我们能够以前所未有的光谱分辨率研究更多的物体，而且还将通过时间分辨的高分辨率光谱学开创这些物体的动力学研究。这样，Athena+将成为研究金牛座T恒星吸积过程、年轻恒星的耀斑活动、超冷矮星的发电机、单个大质量恒星风中的小型和大尺度结构、风的独特工具大质量双星系统中的相互作用、行星状星云中的热泡.所有这些研究将导致对恒星和行星系统形成以及银河系尺度上的反馈过程产生深远影响的但知之甚少的过程有更深入的了解。
2013-06-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
The nature and energetics of AGN-driven perturbations in the hot gas in the Perseus Cluster
松弛的星系团的核心经常受到活动星系核的扰动。他们的钱德拉观测揭示了丰富的结构引起的冲击，亚音速气体运动，气泡的相对论等离子体，在本文中，我们确定的性质和能量含量的气体波动英仙座核心探测的统计特性的发射率波动印在软，硬波段X射线图像。内区~ 8-70 kpc尺度扰动总方差的80%左右具有等压性质，即，与处于与周围介质压力平衡的气体的缓慢位移一致。观测到的方差转化为非热能与热能的比值，约为13%。在弱“涟漪”为主的区域，约一半的总方差也与尺度约为几十千秒差距的等压扰动有关。如果这些等压扰动是由气泡的上升引起的，那么这些结果表明，活动星系核注入的大部分能量应该首先进入气泡，而不是进入激波。通过对英仙座大气中激波传播的模拟，我们发现，再现中心激波观测特征的模型具有与气泡焓相关的活动星系核注入能量的50%以上，只有约20%被激波带走。这样的能量分配是一致的活动星系核反馈模型，介导的相对论等离子体气泡，并支持气体加热和辐射冷却之间的平衡湍流的重要性。
2016-01-11 astro-ph.HE
Disk-jet-wind coupling from stellar mass to supermassive black holes
Durham University（杜伦大学）；University of Tokyo（东京大学）
研究恒星质量到超大质量黑洞的盘-喷流-风耦合，通过光谱转变和喷流功率关系揭示黑洞自转对射电-X射线比的影响。
2026-01-26 astro-ph.HE
Constraining spins of supermassive black holes from TeV variability. II. fully general relativistic calculations
观测到了来自M87中心的TeV能量光子的快速变化，为估算超大质量黑洞（SMBH）的自旋提供了新的线索.我们扩展了Wang et al.（2008）的研究，包括所有的广义相对论效应。通过数值求解辐射无效吸积流的相对论流体动力学方程组，得到了黑洞周围的辐射场。在Kerr度规中计算了TeV光子对产生的辐射场的光学深度。我们发现，光学深度强烈依赖于：（1）吸积率为$\tautev\propto \dot{M}^{2.5-5.0}$;（2）黑洞自旋;（3）TeV源的位置。结合光学厚度和RIAF辐射的光谱能量分布，可以大大缓解RIAF模型中自旋与其他自由参数的强烈退化。我们将这个模型应用到M87中，发现黑洞的最小比角动量为$a\sim0.8$。本方法适用于M87类源与未来的TeV的排放量的检测，以限制SMBHs的自旋。
2009-05-10 astro-ph.HE
Final stage of merging binaries of supermassive black holes: observational signatures
人们对双超大质量黑洞（SMBH）的兴趣越来越大，但在观测中，分离小于~1光日（10^8 Msun的引力半径为~10^2）的合并双星在引力波的控制下迅速演化，是难以捉摸的。在本文中，我们讨论了三个区域的组成SMBH周围的迷你盘的命运：1）低速率（对流主导吸积流（ADAF）），2）中等速率，3）超爱丁顿吸积率。具有中间速率的微型盘通过热电晕的热传导进行蒸发，形成混合径向结构。当双星轨道周期小于蒸发小圆盘的声传播时间尺度时，由于圆盘将被高度扭曲而被破坏，因此出现了一种新的不稳定性，称为声不稳定性。我们证明了小圆盘的声不稳定性与A_{crit} ~10^2 Rg的临界分离，并且腔中充满了热气体。对于这些二进制，组件SMBH的吸积与邦迪模式的ADAF制度，显示周期性的变化所造成的多普勒增强效应的无线电从ADAF由于轨道运动。与此同时，环双星盘（CBD）仍然没有足够的热（紫外赤字）来产生光子来吸收气体以获得宽发射线。当CBD吸积速率极高时，Mg Ⅱ线出现，而当CBD吸积速率极高时，Mg Ⅱ线出现，而当CBD吸积速率极高时，Mg Ⅱ线出现，而当CBD吸积速率极高时，Mg Ⅱ线出现，CIV线出现。此外，如果CBD与二元平面不对准，则预期具有约十倍射电周期的光学周期变化。
2022-11-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Parameter study for hot spot trajectories around Sgr$A*$
本研究开发了广义相对论辐射转移代码，通过参数研究 Sgr$A*$ 附近热点运动，发现不同热点轨迹模型对轨道频率的偏好，并指出远观测者难以区分 Schwarzschild 与 Kerr 黑洞及不同观测角度的正面轨道。
2024-09-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
An extreme gravitationally redshifted iron line at 4.8 keV in Mrk 876
在不可预见的能量下的X射线谱线是重要的，因为它们可以揭示活动星系核（AGN）的超大质量黑洞周围环境的极端物理条件。Mrk 876在4.8 keV静止帧能量下显示这样的线。其起源的可能解释可以在热点情景中找到。在这种情况下，来自活动星系核热日冕耀斑的初级辐射照亮了吸积盘的有限部分，并发出荧光。在这种情况下，该线可以代表一个极端的引力红移Fe线起源于吸积盘低于6重力半径从旋转超大质量黑洞。线显著性的正确估计需要专用的方法。基于现有的严格的方法，我们进行了广泛的蒙特卡罗模拟。我们在~99的置信水平下确定该线是真实特征。
2014-12-09 astro-ph.HE
Toward Horizon-scale Accretion Onto Supermassive Black Holes in Elliptical Galaxies
本文以M87* 为例，采用高分辨率的三维流体动力学模拟方法，研究了星系尺度上湍流介质对椭圆星系中超大质量黑洞的填充作用.模拟使用了Athena++ AMR代码的新GPU加速版本，半径跨越了6个数量级以上，达到了类似于黑洞视界的尺度。关键的物理成分是辐射冷却和唯象加热模型。我们发现，吸积流的多相气体的形式在半径小于约一个千秒差距。冷气体吸积包括两个动态不同的阶段：典型的磁盘阶段，其中冷气体驻留在旋转支撑的磁盘和相对罕见的混沌阶段（$\lesssim 10\%$的时间），其中冷气体通过混沌流流入。虽然冷气体吸积主导的时间平均吸积率在中等半径，吸积在最小半径的热维里化气体在大多数时候占主导地位。当热气体占主导地位时，吸积率随半径的变化规律为$\dot{M}\propto r^{1/2}$，我们在事件视界附近得到了$\dot{M}\simeq10^\mathrm{-4}-10^\mathrm{-3}\,M_\odot\,\mathrm{yr^{-1}}$，这与EHT观测结果相似。冷气盘的方向在不同的空间尺度上可以有很大的不同。我们提出了一个亚网格模型的吸积在较低分辨率的模拟，其中的热气吸积率被抑制相对于邦迪率的$\sim (r_\mathrm{g}/r_{\rm Bondi})^{1/2}$。我们的结果也为在事件视界尺度上模拟黑洞吸积提供了更符合实际的初始条件。
2023-03-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Electron-positron cascade in magnetospheres of supermassive Kerr black holes and the origin of relativistic AGN jets
University of Kansas（堪萨斯大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天文中心）
研究探讨了超大质量克尔黑洞磁层中电子-正电子对级联机制及其对AGN喷流起源的影响
2026-08-13 astro-ph.HE
X/gamma-ray emission from hot accretion flows in AGNs
本文介绍了强引力效应对超大质量黑洞吸积流中产生的高能辐射性质影响的初步研究结果。我们完善了一个模型的X射线发射从一个热的光学薄流相结合的一个完整的广义相对论（GR）流体动力学描述的流量与一个完整的GR描述康普顿。我们发现，从一个快速旋转的黑洞周围的流的辐射是由最里面的几个引力半径，克尔度规的影响是强的区域内产生的辐射为主。来自这样的流的X射线谱取决于视线到对称轴的倾斜角，其中更高的角度的特征在于更硬的斜率和更高的截止能量。下（合理）假设旋转超大质量黑洞的赤道面与周围的环面对齐，这些预测的性质可能提供活动星系核统一模型的重要扩展，允许协调模型与系统的趋势，在一些研究的X射线光谱特性的活动星系核（表明类型2物体比类型1更硬，并且在后者中反射辐射的相对量更大）。另一方面，具有快速旋转的黑洞的模型预测了在更高视角下观察到的物体的更大的表观光度，而在积分数据中揭示了相反的性质（即类型1物体比类型2更亮）。
2010-02-09 astro-ph.HE
Galactic-scale Feeding Reveals Warped Hypermagnetized Multiphase Circumbinary Accretion Around Supermassive Black Hole Binaries
本研究通过星系尺度物质补给的模拟，揭示了超大质量黑洞双星周围超磁化、多相、偏心扭曲的环双星吸积盘及双极磁塔状外流，深化了对双星演化真实吸积条件的理解。
2025-04-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Spins of supermassive black holes M87* and SgrA* revealed from the size of dark spots in Event Horizon Telescope Images
本研究利用几何薄吸积盘模型重建Event Horizon Telescope图像中的暗斑，通过分析SgrA*和M87*暗斑大小推断其自旋分别为0.65<a<0.9和a>0.75。
2023-07-27 astro-ph.HE gr-qc
MOVES IV. Modelling the influence of stellar XUV-flux, cosmic rays, and stellar energetic particles on the atmospheric composition of the hot Jupiter HD 189733b
热辐射源为研究高能辐射对系外行星大气中的前生物合成的潜在贡献提供了宝贵的天然实验室。在MOVES（eVaporating Exoplanet及其恒星的多波长观测）计划的第四篇论文中，我们研究了不同类型的高能辐射对热木星HD 189733b大气中有机和前生物分子产生的影响。我们的模型结合了MOVES计划的X射线和紫外线观测以及3D气象局统一模型的3D气候模拟，通过STAND2019网络模拟大气成分和动力学化学。此外，银河系宇宙射线和恒星高能粒子的影响也包括在内。我们发现，被照射的昼面和阴暗的夜面之间辐射场的差异导致化学丰度的变化比宿主恒星XUV发射的变化更强烈。我们确定铵（NH4+）和氧（H3O+）的指纹离子电离的大气由银河系宇宙射线和恒星粒子。所有被考虑的高能辐射类型都对关键有机分子的丰度有增强作用，如氰化氢（HCN），甲醛（CH2O）和乙烯（C2H4）。后两种是氨基酸甘氨酸（C2H5NO2）生产途径中的中间体，其丰度足以通过JWST进行潜在检测。
2021-06-16 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
The Hot and Energetic Universe: The evolution of galaxy groups and clusters
与结构的形成和演化有关的主要天体物理学问题，更具体地说，与星系群和星系团有关的主要天体物理学问题，在未来十年及以后仍将是开放的：在宇宙中质量最大的物体--星系群和星系团--中，星系、超大质量黑洞和星系际气体演化之间的相互作用是什么？在大尺度结构中，驱动热扩散气体化学富集演化的过程是什么？宇宙中第一批质量足以束缚超过10^7 K气体的星系群是如何形成的？聚焦于星系群和星系团聚集的时期（0.5<z<2.5），我们表明，由于这种热星系际气体在X射线波长下的连续谱和谱线发射，雅典娜+结合了高灵敏度和出色的光谱和空间分辨率，将提供突破性的观测。事实上，星系团内炽热气体的物理和化学性质，以及它们随时间的演化，是理解星系和超大质量黑洞在其环境中共同演化的关键。
2013-06-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Hot Spots in Sgr A* Accretion Disk: Hydrodynamic Insights
我们星系的超大质量黑洞Sgr A* 的最新图像来自2017年4月7日事件视界望远镜合作的数据，显示其吸积盘中有多个热点。使用的分析框架，我们表明，所观察到的热点可能不是不相交的元素，但因果联系的组件（“花瓣”）的一个旋转的准静态宏观结构中形成的热涡场内的吸积盘。
2023-01-09 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Extreme Astrophysics with GRAVITY : energetic outbursts on the edge of the event horizon of the Galaxy's central black hole
本论文利用 GRAVITY 观测数据，通过包括磁重联在内的多种模型，对银河系中心黑洞人马座 A* 的耀斑进行建模，并研究广义相对论中的偏振问题。
2023-12-29 astro-ph.HE
The effect of cooling on the accretion of circumprimary discs inmerging supermassive black hole binaries
在超大质量黑洞合并的最后阶段，引力波的发射将有效地从双星轨道中移除能量和角动量，从而使致密物体之间的距离缩小。在环绕主星盘存在的情况下，会出现一个挤压阶段，在这个阶段中，盘和次级黑洞之间的潮汐相互作用会将气体向内推，从而提高了对主星的吸积速率，并产生了所谓的电磁前兆。在这种情况下，使用3D流体动力学模拟，我们研究了绝热的环主吸积盘如何响应于变化的引力势，因为次级落在更大质量的物体上。我们包括一个由参数β= Ω t_{cool}控制的冷却处方，它将决定最终吸积速率的强度：较热的圆盘较厚，并且对于双星平面外的气体，潮汐相互作用被抑制。我们的主要结果是，对于气体不能足够快地冷却（β>30）的情况，盘变得厚，使系统不可见，而对于β<10，强冷却阻止了任何泄漏到次级轨道上，允许吸积率的增强比模拟的其余部分的平均值强两个数量级。
2020-10-02 astro-ph.HE
The effect of collisional cooling of energetic electrons on radio emission from the centrifugal magnetospheres of magnetic hot stars
CSIRO, Space and Astronomy（CSIRO空间与天文部）；Department of Physics and Astronomy, University of Delaware（特拉华大学物理与天文学系）
研究探讨了碰撞冷却对磁热恒星离心磁层中无线电发射的影响，发现高能电子的冷却机制与磁场强度密切相关，且该结果对磁超低温矮星的适用性存在差异。
2025-09-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
On the significance of relativistically hot pairs in the jets of FR II radio galaxies
FR II星系$-$中射电瓣的能量组成，通过比较它们的射电光度与在外部介质$-$中膨胀空腔所需的功率来估计，似乎排除了它们被质子能量支配的可能性。此外，如果喷流由冷质子的动能主导，那么在喷流的终端激波中将很难有效地加速轻子。假设轻子、质子和磁场的相对能量含量在整个激波中保持不变，上述结果意味着大尺度喷流在能量上也应该由轻子控制：$P_{\rm e,j} \gtrsim P_{\rm p,j}$。另一方面，以前对耀变体和射电核心中小尺度喷流的研究表明，电子对含量（每个质子的电子和正电子数）为$n_{\rm e}/n_{\rm p} \sim 20$量级。进一步假设喷流的粒子组成不会演化到耀变体尺度之外，我们证明了这意味着在$\barγ_{\rm e,j} \gtrsim 70(1+χ_{\rm p})(20n_{\rm p}/n_{\rm e})$的大尺度喷流中轻子的平均随机洛伦兹因子，并且质子应该与$χ_{\rm p} \equiv (ε_{\rm p} + p_{\rm p})/ρ_{\rm p} c^2 \lesssim 2$、$p_{\rm p}$质子压力、$ε_{\rm p}$质子内部能量密度和$ρ_{\rm p} c^2$质子静止质量能量密度具有温和的相对论性。我们导出了内喷流中电子-正电子对和质子-电子等离子体的加载条件，并论证了喷流中轻子的加热主要是由磁重联控制的。
2020-10-25 astro-ph.HE
Testing a class of non-Kerr metrics with hot spots orbiting SgrA$^*$
SgrA $^*$，银河系中心的超大质量黑洞候选者，在X射线，近红外和亚毫米波段表现出耀斑，可以在热点模型中解释。黑洞的光变曲线和热点图像受到许多特殊和广义相对论效应的影响，它们可以用来检验物体是否是广义相对论的克尔黑洞。然而，在以前的研究中，我们已经表明，相对论的功能通常是次显性的背景噪声和模型相关的热点属性，并最终它是在最有可能估计的频率最内稳定的圆形轨道。在这种情况下，克尔度规的测试只能与其他测量相结合。在目前的工作中，我们考虑一类非克尔时空中的热点轨道可能是在赤道平面之外。这些度量很难从吸积盘的研究中得到限制，事实上，目前对恒星质量和超大质量黑洞候选者的X射线观测无法给出有趣的界限。在这里，我们表明，不久的将来的观测SgrA $^*$可能做到这一点。如果热点是足够接近的大质量的对象，多普勒蓝移的影响的图像是比其他一个更明亮，这提供了一个特定的观测签名在热点的质心轨道。我们的结论是，准确的天体测量观测SgrA $^*$与仪器，如重力应该能够测试这类指标，除了在更不可能的情况下，一个小的视角。
2014-12-19 astro-ph.HE gr-qc
The Hot and Energetic Universe: Solar system and exoplanets
Athena+的高分辨率非色散光谱和前所未有的灵敏度将彻底改变太阳系观测：通过电荷交换产生木星X射线极光的离子的起源将最终确定，以及它们的动力学，为它们的加速机制提供线索。土星上的X射线极光将被探索到目前地球上的天文台无法达到的深度。Athena+的X射线积分场单元将绘制火星膨胀的外逸层，该外逸层在不同的太阳风条件下和不同季节具有丰富的太阳风电荷交换谱线;将火星的X射线发射与其大气损失联系起来也将对系外行星大气的研究产生重大影响。彗星彗发是壮观的X射线源，具有极丰富的谱线，其谱图将探测距太阳不同距离处的太阳风组成和速度。Athena+还将为系外行星天体物理学做出独特的贡献。雅典娜+将率先研究热彗星行星轨道期间的进入/日食/出口效应，并将在更广泛的行星系统样本中确认/改进星-行星相互作用（SPI）的证据。最后，Athena+将大大提高对系外行星X射线入射辐射的认识，这是了解大气质量损失以及行星大气化学和物理演变影响的关键因素，特别是在年轻系统的情况下。
2013-06-10 astro-ph.EP astro-ph.HE
The Hot and Energetic Universe: The Optical Design of the Athena+ Mirror
Athena+ X射线反射镜将在1 keV下提供2 m^2的收集面积和5弧秒半能宽的角分辨率。这面镜子的制造和性能对任务的成功至关重要。为了提供大的收集区域，直径约3 m的单个孔径必须密集地填充有掠入射X射线光学器件，并且为了实现高角分辨率，这些光学器件必须具有极高的精度并且对准到严格的公差。通过结合创新技术和精心的光学设计，可以实现直径约40弧分的大视场。大的收集面积和大的视场在1 keV下提供了0.5 deg^2 m^2的令人印象深刻的把握，并且角分辨率将导致优于1角秒的源位置精度。硅孔光学技术（SPO）将提供Athena+反射镜令人印象深刻的性能，由欧空局和余弦测量系统公司专门为下一代X射线天文台开发，Athena+代表了10多年密集技术开发的高潮。在本文中，我们描述了使用SPO的X射线光学设计，这使得Athena+有可能在2028年发射。
2013-07-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
The imprints of AGN feedback within a supermassive black hole's sphere of influence
我们提出了一个新的300 KS钱德拉观测M87，限制堆积只有百分之几的光子事件和地图的热气属性更接近原子核比以前可能的。在超大质量黑洞的引力影响范围内，热气体是多相的，温度从0.2到1 keV。最低温度气体的辐射冷却时间下降到仅0.1-0.5百万年，这与其自由降落时间相当。虽然温度结构是显着对称的核，密度梯度是陡峭的部门的N和S，$ρ{\propto}r^{-1.5\pm0.1}$，并显着浅沿射流轴到E，其中$ρ{\propto}r^{-0.93\pm0.07}$。因此，邦迪半径内的密度结构与垂直于射流轴线的稳定流入和沿射流轴线的流出方向E一致。通过限制径向流速，我们排除了邦迪吸积的规模上解决的邦迪半径。我们发现，在Bondi半径内提取的deprojected光谱可以等效地适合只有一个单一的冷却流模型，其中气体冷却从1.5千电子伏以下0.1千电子伏的速率为0.03 M $_{\odot}$ /年。对于替代的多温度光谱拟合，每个温度分量的排放测量也与冷却流模型一致。因此，M87中温度最低、冷却最快的气体位于最小半径处，约为100 pc，可能形成一个小型冷却流。如果这个冷却气体具有一定的角动量，它将进入核周围的冷气盘，其半径约为80 pc，因此正好位于热气结构中观察到的过渡内。
2018-03-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Hot and Energetic Universe: AGN feedback in galaxy clusters and groups
通过星系群和星系团中心的活动星系核（AGN）喷流的机械反馈是当前星系形成和星系团演化模型的重要组成部分。喷流反馈被认为是调节气体冷却，从而在最大质量的星系中形成恒星，但目前缺乏对这种反馈模式的强大物理理解。Athena+的大收集面积，出色的光谱分辨率和高空间分辨率将通过以下方式提供发展这种理解所需的突破性诊断能力：（1）首次对星系、星系团和星系团晕中吸收活动星系核喷流冲击的热气体进行了相关空间尺度的运动学测量，和（2）大大提高了在与射流、叶瓣和由它们产生的气体扰动相匹配的尺度上绘制热力学条件的能力。因此，Athena+将首次确定喷流能量如何在集团和集团气体中耗散和分布，以及反馈回路如何在集团/集团核心中运行以调节气体冷却和活动星系核燃料供应。雅典娜+还将坚定地建立强大的射电星系对重子演化的累积影响，从集团/团簇形成的时代到今天。
2013-06-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Disk-jet coupling across the spectral transition in supermassive black holes
本研究通过叠加VLASS图像分析eROSITA选无遮挡AGN样本的光谱跃迁射电行为，发现其射电-X射线流量比符合基平面关系，喷流与X射线热流耦合模式与双星一致，核心差异为AGN冕状X射线在跃迁中持续存在。
2025-09-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
General Relativistic Instability Supernova of a Supermassive Population III Star
原始星系中质量为$\gtrsim$ 10，000 Msun的超大质量第三星族恒星在$z \sim$ 15的强紫外背景下形成，可能是$z \sim$ 7形成超大质量黑洞的最可行途径。这些恒星中的大多数预计只会存活很短的时间，然后直接坍缩成黑洞，在它们的一生中几乎没有或没有质量损失。但我们现在发现，质量接近55，000 Msun的非旋转原始恒星可以作为高能量热核超新星死亡，由爆炸性氦燃烧提供动力，释放高达10 $ ^{55}$ erg的能量，或Ia型超新星能量的10，000倍。爆炸是由热光子对恒星核心引力的广义相对论贡献引发的，这导致核心收缩并爆炸性燃烧。能量的释放会完全解开恒星的束缚，不会留下任何致密的残余物，大约一半的恒星质量会以重元素的形式被喷射到早期宇宙中。在$z \lesssim$ 20到{ \it Euclid}和宽视场红外巡天望远镜（WFIRST）的近红外波段可以看到爆炸，这可能标志着超大质量黑洞种子和第一批类星体的诞生。
2014-07-06 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
On the spatial distribution of electron energy loss due to gyro-cooling in hot-star magnetospheres
本文研究热星闭合磁环中高能电子的回旋同步冷却，推导辐射能量损失的空间分布，指出库仑碰撞使观测射电辐射更可能源于相对论性电子。
2023-08-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Hot and Energetic Universe: The astrophysics of galaxy groups and clusters
作为宇宙网络的节点，星系团追踪着宇宙中物质的大尺度分布。因此，它们是研究结构形成的复杂物理学的特权场所。然而，关于这些结构如何生长，以及它们如何在宇宙时间内耗散其能量预算中的引力和非热分量的完整故事，仍然超出了我们的掌握范围。一些基本的问题，如热扩散重子如何在暗物质势中吸积和动态演化？我们在ICM中观察到的能量是如何以及何时产生和分布的？重元素是在何时何地产生的，它们是如何流通的？仍然没有答案大多数星团重子以弥漫的、热的、富含金属的等离子体的形式存在，这些等离子体主要在X射线波段（星团内介质，ICM）中辐射，这使得对演化中的星团人口的X射线观测提供了解决这些问题的独特机会。Athena+具有大的收集面积和前所未有的高光谱和角分辨率组合，是在回答这些问题方面取得重大进展的唯一途径。雅典娜+将通过研究ICM中的运动和湍流来展示重子气体如何在暗物质势阱中演化。Athena+将能够在空间和光谱上解析吸积区域，探测X射线发射等离子体的真实性质和物理状态。Athena+有能力通过研究星团人口来明确了解大尺度宇宙结构的形成和演化。
2013-06-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Directly tracking the re-brightening of a supermassive black hole accretion disk
INAF Osservatorio Astronomico di Roma（意大利国家天体物理研究所罗马天文台）；INAF – Osservatorio Astrofisico di Arcetri（意大利国家天体物理研究所阿切特里天文台）；Centre for Extragalactic Astronomy, Department of Physics, University of Durham（杜伦大学物理系河外星系研究中心）；Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Firenze（佛罗伦萨大学物理与天文系）；Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”（罗马第二大学物理系）；Dipartimento di Matematica e Fisica, Università degli Studi Roma Tre（罗马第三大学数学与物理系）；Quasar Science Resources SL for ESA, (ESAC), Science Operations Department（欧洲空间局科学操作部门夸克科学资源有限公司）；NASA（美国国家航空航天局）
研究通过六年同时监测近邻活跃星系ESO 511-G030的紫外和X射线数据，发现吸积盘辐射的显著变化，揭示了高吸积率下紫外和X射线数据之间的非线性相关性，以及低吸积率下吸积盘可能蒸发为几何厚、光学薄热流的机制，提示超大质量黑洞吸积状态的转变。
2026-05-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Megasecond Chandra XVP Observation of NGC 3115: Witnessing the Flow of Hot Gas within the Bondi Radius
热吸积模型预测的观测确认一直受到X射线望远镜空间解析黑洞邦迪半径的挑战的阻碍。本文利用第二次钱德拉X射线梦幻计划（XVP）对NGC~3115超大质量黑洞的观测，首次对黑洞Bondi半径内X射线发射气体的空间和光谱分辨结构进行了直接观测约束。我们测量了从几分之一到几十分之一的Bondi半径（R_B = 2.4-4.8弧秒= 112-224秒差距）的高温气体的温度和密度分布。预计的温度从超过5弧秒的~0.3 keV显著跳跃到~4-5弧秒内的~0.7 keV，但随后在~3弧秒内突然回落到~0.3 keV。这是相反的预期，温度应该上升向中心的辐射效率低下的吸积流。一个更热的热分量的~1 keV内3 arcsec（~150 pc），揭示了使用两个组件的热模型，与较冷的~0.3 keV的热分量占主导地位的光谱。我们认为，较软的发射来自扩散气体物理上位于$\sim 150$ ~pc的黑洞。在Bondi半径范围内，无论是单温模型还是双温模型，密度分布与ρ ~ r^{-1}基本一致。单凭X射线数据和物理推理就可以反驳黑洞的不存在，支持我们正在目睹超大质量黑洞引力影响的开始。
2013-11-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
Resolving the Bondi Accretion Flow toward the Supermassive Black Hole of NGC 3115 with Chandra
气体在超大质量黑洞（SMBH）上进行Bondi吸积时，半径越小，温度越高。我们通过钱德拉对NGC 3115中的热气体的观测来寻找这个特征，光学观测表明它具有非常大的SMBH。我们的分析表明，我们正在解决，为第一次，吸积流动内的邦迪半径的SMBH。我们表明，温度上升对星系中心的预期在所有的吸积模型中，黑洞是引力捕获周围的气体。没有一个硬中心点源能引起如此明显的温度上升。这些数据支持邦迪半径约为4角秒~ 5角秒（188-235秒差距），表明SMBH为2 × 10^9太阳质量，这与光学结果的上限一致。Bondi半径内的密度分布具有幂律指数1.03^{+0.23}-0.21}，这与气体从周围介质的过渡和吸积流相一致。Bondi半径处的吸积速率为{ \dot M}_B = 2.2 × 10^{-2} M_sun_yr^{-1}。因此，在Bondi半径（10^{44} erg s^{-1}）处具有10%辐射效率的吸积光度比原子核的X射线光度上限高出约6个数量级。
2011-07-26 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Two radio cores in GPS J1543-0757: a new dual supermassive black hole system?
本研究通过VLBA和EVN的多频观测，在射电星系J1543-0757中发现投影间距46 mas的双平谱活动核，证实其为双吸积超大质量黑洞系统，为近距双黑洞及引力波源的数量研究提供了新样本。
2024-08-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
