What is the hard spectral state in X-ray binaries? Insights from GRRMHD accretion flows simulations and polarization of their X-ray emission
本研究利用IXPE对天鹅座X-1的X射线线偏振观测，检验硬态恒星级黑洞的GRRMHD吸积流模拟，并据此约束内部热吸积流的观测角。
2024-04-04 astro-ph.HE
Properties of the propagating oscillatory shock wave in the accretion flows around few transient black hole candidates during their outbursts
在我们对几个银河系黑洞候选者的计时性质的研究中，观测到了低频和中频准周期振荡（LIFQPO）的演化。2005年，Chakrabarti和他的学生为了解释2005年GRO J1655-40爆发上升段QPO频率的演化，提出了一个新的模型，即传播振荡激波（POS）模型。在这里，我们提出的结果，从同一POS模型拟合QPO演化期间的爆发2005 GRO J165540，2010-11 GX 339-4，和2010年和2011年H 1743-322的上升和下降阶段。
2013-09-13 astro-ph.HE
Emission lines from X-ray illuminated accretion disc in black hole binaries
双星系统中致密天体内部热区产生的X射线照射到吸积盘的上表面，其行为类似于日冕。该区域可以被照射辐射光电离，因此可以发射不同的发射线。我们研究了不同吸积流参数（包括几何参数）下黑洞X射线双星的线谱。模型参数的变化范围捕获了最大可能的观测特征。我们还把光常规观察到的Fe线发射特性的基础上不同的模型参数，电离率，和Fe丰度。我们发现Fe线的等效宽度$W_{\rm E}$随吸积速率的增加而减小，随被照气体的柱密度的增加而增加。我们估计的线属性与观测签名一致。
2021-04-29 astro-ph.HE
X-ray binaries with neutron stars at different accretion stages
考虑了HMXB中磁化NS的不同吸积状态：高吸积率$\dot M\gtrsim 4\times 10^{16}$ ~[$^{-1}$ ]时的风馈超声速（Bondi）吸积状态，低吸积率$\dot M$时的亚声速沉降吸积状态和Roche瓣溢出时的超临界吸积状态.在风馈阶段，HMXB中的NS达到与双星轨道周期$P_b$成正比的平衡自旋周期$P^*$。在超临界吸积阶段，系统可能表现为脉动ULX。使用标准的假设的双演化和NS形成银河系HMXB的人口合成。模型$P^*$ -- $P_b$的比较（Corbet图）、$P^*$ -- $L_x$和$P_b$ -- $L_x$分布与观察到的HMXB分布（包括Be X射线双星）和脉动ULX表明在非圆形轨道中减少$P^*$的重要性，解释了Be X射线双星在模型Corbet图中的位置，和脉动ULX的通用参数仅取决于NS磁场。
2018-11-07 astro-ph.HE
Exploring accretion theory with X-ray binaries in the SMC
对双星系统中致密天体吸积过程的认识是现代天体物理学的重要组成部分。理论工作，主要是Ghosh和Lamb（1979）的工作，对这类系统的行为做出了明确的预测，这些预测得到了星系吸积脉冲星系统质量差异很大的观测结果的普遍支持。在这项工作中，一个更大的均匀人口的小麦哲伦云（SMC）的这种对象是用来提供更苛刻的测试吸积理论。结果是非常支持的理论模型，并提供了有用的统计见解的方式，吸积恒星的行为和演变。
2009-08-29 astro-ph.HE
Black holes: accretion processes in X-ray binaries
本综述聚焦黑洞X射线双星系统，概述黑洞吸积的基本范式、相关物理与模型、恒星质量黑洞吸积的观测特征，为黑洞吸积研究提供天体物理学层面的系统梳理。
2023-12-18 astro-ph.HE
The Case for Massive, Evolving Winds in Black Hole X-ray Binaries
在过去的十年中，高分辨率X射线光谱学已经彻底改变了我们对黑洞X射线双星中吸积盘风作用的理解。在这里，我提出了一个简短的回顾状态风的研究黑洞X射线双星，集中在最近的争论，盘风不仅是极其巨大的，而且高度可变。我展示了如何在高时间和光谱分辨率的新的和档案观测继续突出内部吸积流，相对论喷流，和吸积盘风之间的错综复杂的联系。最后，我讨论的方法来推断所观察到的磁盘风的驱动机制和它们之间的连接质量吸积和喷射过程的影响。
2013-04-22 astro-ph.HE
Propagating mass accretion rate fluctuations in X-ray binaries under the influence of viscous diffusion
吸积致密天体产生的X射线非周期性变化的许多统计性质可以用应用于吸积盘的传播涨落模型来解释。质量吸积速率的涨落源于粘性的变化，它在每个半径处产生，并引起密度的局部涨落。波动扩散通过光盘，并导致当地的质量吸积率的变化，这调制的X射线通量从内部光盘的情况下，黑洞，或从表面的情况下，中子星。在理论上解释快速变化的一个关键作用是对扩散过程的描述。涨落的传播和演化由扩散方程描述，扩散方程可用格林函数法求解。我们实现格林函数，以准确地描述波动在光盘中的传播。这是我们第一次同时考虑前向传播和后向传播。我们表明：（i）粘性扩散有效地抑制在时间尺度短于粘性时间的变化，（ii）局部波动的粘度影响的质量吸积率的变化都在内部和外部的吸积盘，（iii）传播波动不仅引起硬时间滞后如前所示，但也产生软滞后在高频率类似于那些常规归因于后处理，（iv）对于非常大的初始扰动的情况，预测偏离线性均方根通量关系。我们的模型自然地预测了起伏的功率谱。
2017-11-20 astro-ph.HE
Broadband aperiodic variability in X-ray pulsars: accretion rate fluctuations propagating under the influence of viscous diffusion
研究了吸积强磁化中子星-X射线星（XRP）中的非周期性X射线通量变化。的X射线的可变性在很大程度上是由在NS表面，复制吸积盘的内半径处的吸积率波动的质量吸积率波动。内半径处的变化是由于在粘性扩散的影响下在整个盘上产生并向内传播的波动。内半径随平均质量吸积率而变化，可以从已知的磁场强度和吸积光度的XRP估计。瞬态XRP的观测涵盖了几个数量级的亮度提供了一个独特的机会，研究由于光盘的内部半径的变化所产生的影响。我们研究了XRP吸积盘中的粘性扩散过程，并构造了适用于从内部和外部截断的薄吸积盘的扩散方程的新的解析解。我们的解是在牛顿力学近似下得到的最一般的解。我们认为，在高频率下观察到的XRP的功率密度谱的断裂对应于发电机过程的最小时间尺度，这是负责初始波动。通过比较明亮的X射线瞬变A0535 +26的数据和我们的模型，我们得出结论：吸积盘中初始变率的时间尺度比局部开普勒时间尺度长几倍。
2019-04-01 astro-ph.HE
Testing the Propagating Fluctuations Model with a Long, Global Accretion Disk Simulation
许多吸积系统的宽带变率显示出特征结构;对数正态通量分布、RMS通量关系和长带间滞后。这些特征通常被解释为在吸积盘中由角动量输运机制的随机性驱动的向内传播的波动。我们提出了第一个分析的传播波动的长时间，高分辨率，全球三维磁流体动力学（MHD）模拟的几何薄（$h/r\approx0.1$）吸积盘周围的黑洞。虽然麦克斯韦应力中的动态时间尺度湍流波动太快，无法驱动吸积速率中的径向相干波动，但我们发现，低频准周期发电机作用在麦克斯韦应力中引入低频波动，然后驱动传播波动。检查质量吸积率和发射代理，我们恢复对数正态分布，线性RMS通量关系，和径向相干，将产生带间滞后。因此，我们成功地将涨落传播现象与现代MHD吸积盘理论联系起来。
2015-12-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
The structure of blue supergiant winds and the accretion in supergiant High Mass X-ray Binaries
我们发展了一个OB超巨星的星风模型，研究了云团风吸积对高质量X射线双星光度和光变性质的影响。假设这些团块被周围气体的冲压压力所限制，并探索它们的质量和半径的不同分布，我们在邦迪-霍伊尔吸积理论的框架内计算了预期的X射线光变曲线，修改后考虑到团块的存在。由此产生的变率特性被发现不仅取决于假设的轨道参数，但也对风的特性。然后，我们应用这个模型再现了三个代表性的高质量X射线双星的X射线光变曲线：两个持久的超巨星系统（VelaX-1和4U 1700 -377）和超巨星快速X射线瞬态IGRJ 11215 -5952。该模型可以很好地再现观测到的光变曲线，但在所有情况下，需要从超巨星的整体质量损失约3-10倍，小于从紫外线研究推断的值，假设一个均匀的风。
2009-06-17 astro-ph.HE
A new look at spherical accretion in High Mass X-ray Binaries
目前使用的磁化旋转中子星球形吸积模型在解释吸积物质进入星场的速率和长周期X射线中子星的自旋演化时遇到了很大的困难。然而，如果将被中子星俘获的物质的磁场纳入模型，这些困难就可以避免。在一定条件下，流体本身的磁场控制着吸积过程，并显著影响吸积物质的参数。在这种情况下，吸积流进入恒星磁层的模式可以与玻姆（或湍流）扩散和扭矩施加到中子星似乎是大大高于非磁化吸积的情况下评估。
2012-05-06 astro-ph.HE
Magnetic accretion flow explains the hysteresis q-diagram seen in outbursts of black hole low-mass X-ray binaries
本文提出磁化吸积盘模型可解释黑洞低质量X射线双星爆发中的滞回q图，通过截断半径对吸积率变化的热平衡响应产生滞回，进而导致光谱硬度在HID中呈现q形轨迹。
2025-05-07 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
Superorbital Periodic Modulation in Wind-Accretion High-Mass X-ray Binaries from Swift BAT Observations
我们报告的发现使用的数据从雨燕爆发警报望远镜（BAT）的超轨道调制的风吸积超巨星高质量X射线二进制4U 1909+07（= X 1908+075），IGR J 16418 -4532，和IGR J 16479 -4514。结合2S 0114+650和IGR J16493-4348中已知的超轨道周期性，系统表现出超轨道周期和轨道周期之间的单调关系。这些系统包括超巨星快X射线瞬变（SFXTs）和经典超巨星系统，并有一系列的倾角。这表明了与轨道周期有关的潜在物理机制。除了这些具有清晰的超轨道周期检测的源之外，IGR J16393-4643（= AX J16390.4-4642）被认为是一个可能具有超轨道调制的系统，这是由于BAT，RXTE PCA和INTEGRAL光变曲线的功率谱中低振幅峰的重合。1 E 1145.1-6141由于其光变曲线的低频调制量也可能值得进一步关注。然而，我们发现超轨道调制的存在并不是风吸积超巨星X射线双星的普遍特征。
2013-09-16 astro-ph.HE
Dissecting accretion and outflows in accreting white dwarf binaries
这是一份支持大型X射线定时观测站（LOFT）飞行任务概念的白皮书，该观测站被提议作为欧空局的一项中型飞行任务。我们讨论了LOFT在吸积白矮星研究中的潜力。关于摘要，我们参考了该文件。
2015-01-12 astro-ph.HE
A numerical investigation of wind accretion in persistent Supergiant X-ray Binaries I - Structure of the flow at the orbital scale
经典的超巨星X射线双星拥有一颗围绕超巨星OB星运行的中子星，并显示出持续的X射线光度为10 $^{35}$至10 $^{37}$ erg/s。来自大质量伴星的恒星风被认为是致密天体吸积物质的主要来源。与这第一篇论文，我们引入了一个弹道模型来表征风的结构在轨道尺度上，因为它加速，从恒星表面附近的吸积器。由于我们保留的参数化和我们设计的数值管道，我们可以研究超音速流和随后的可观测量作为一组减少的特征数和尺度的函数。我们表明，永久流的形状是完全由质量比，填充因子，爱丁顿因子和$α$力乘数驱动的恒星风加速。在轨道周期等尺度已知的情况下，我们可以通过回溯观测值来计算质量吸积率、吸积机制、入流切变和恒星参数。我们将我们的模型与三个持久的超巨星X射线双星（船帆座X-1，IGR J18027-2016，XTE J1855-026）进行比较，并讨论在每种情况下，在吸积器周围风形成吸积盘的可能性，在下面的论文中进一步研究。
2016-09-06 astro-ph.HE
Low-level accretion in neutron-star X-ray binaries
我们在文献中搜索了吸积光度在1 E34和1 E36 ergs/s之间的中子星低质量X射线双星的光谱特性的报道。我们发现，在这个光度范围内，光子指数（通过在0.5-10 keV范围内拟合简单的吸收幂律获得）随着0.5-10 keV X射线光度的降低而增加（即，频谱变软）。这种行为已经报道了个别来源，但在这里，我们证明，很可能大多数（如果不是全部）中子星系统的行为以类似的方式，甚至可能遵循一个普遍的关系。当比较中子星系统和黑洞系统时，很明显，大多数黑洞双星在1 E34 - 1 E35 erg/s的光度下具有明显更硬的光谱。尽管数据点数量有限，但有迹象表明这些光谱差异也延伸到1 E35 - 1 E36 erg/s范围。这一观测到的中子星双星与黑洞双星之间的差异表明，在1 E34 - 1 E35 erg/s的光谱特性（在0.5-10 keV之间）可以用来初步确定未分类的X射线双星中吸积体的性质。我们讨论了我们的结果的背景下，在低光度的吸积流的属性，我们认为，所观察到的光谱差异可能会出现从中子星表面成为主要可见的X射线光谱。我们还认为，热分量和非热分量可能是由低水平吸积到中子星表面的光度低于几倍1 E34 erg/s。
2015-08-24 astro-ph.HE
Vertical Structure of the Outer Accretion Disk in Persistent Low-Mass X-Ray Binaries
通过对低质量X射线双星外吸积盘垂直结构和X射线辐射传输的自洽计算，研究了X射线辐照对外吸积盘垂直结构的影响。能量为$E\gtrsim10$ \，keV的散射X射线光子场穿透到吸积盘的深处，在距离中子星$R\gtrsim10^{10}$ \，cm处对吸积盘的垂直结构产生重大影响。在距离$R\sim10^{11}$ \，cm处，其中盘中的总表面密度达到$Σ_0\sim20$ \，g\，cm $^{-2}$，X射线加热影响光学厚盘的所有层。在吸积盘上方存在温度为$T_{atm}\sim(2\div3)\times10^6$ \，K的扩展大气层时，X射线加热效应显著增强。本文用Sobolev方法近似求解了传输方程，导出了散射X射线光子加热圆盘的简单解析公式。该近似在X射线光子能量$E<20$ \，keV范围内具有$\gtrsim10$\，%精度。
2011-08-21 astro-ph.HE
The need for hypercritical accretion in massive black-hole binaries with large Kerr parameters
最近对M33 X-7和LMC X-1黑洞Kerr参数的测量结果分别为a*=0.84 \pm 0.05和a*=0.90^{+.04}-.09}。我们研究大规模的二进制演化的情况下，可以重现这样高的克尔参数值。我们首先讨论了一个模型与情况C的质量转移导致一个共同的信封和潮汐同步的主要之前，它崩溃成一个黑洞。我们还研究了案例M演化模型（其中涉及潮汐锁定，旋转混合，化学均匀的恒星在一个紧密的二元）。我们的分析表明，无论具体的情况下，观测到的克尔参数的黑洞在M33 X-7和LMC X-1必须通过超临界质量吸积。
2010-11-29 astro-ph.HE
A Machine Learning approach for classification of accretion states of Black hole binaries
本文首次将机器学习算法应用于多任务观测中，对爆发黑洞X射线双星的吸积状态进行分类。利用来自RXTE、Swift、MAXI和AstroSat天文台的存档数据，生成了XTE J1859+226爆发源的硬度强度图（HID（1999年爆发），GX 339-4（2002年，2004年，2007年和2010年爆发），IGR J17091-3624（2016年爆发）和MAXI J1535-571（2017年爆发）。基于X射线通量的变化，硬度比，存在的各种类型的准周期振荡（QPOs），光子指数和磁盘温度，我们应用聚类算法，如K-Means聚类和层次聚类分类吸积状态（集群）的每个爆发。由于多个参数参与的分类过程中，我们表明，聚类算法俱乐部在一起的观察类似的特点更有效地比“标准”的分类方法。我们还推断K-Means聚类比分层聚类提供更可靠的结果。我们证明了基于机器学习的分类的重要性，通过将其与“标准”分类的结果进行比较。
2021-01-15 astro-ph.HE
Circumbinary Disk Accretion into Spinning Black Hole Binaries
超大质量黑洞双星很可能通过环双星盘吸积星际气体。在合并前不久，环双星盘的内部受到广义相对论效应的影响。为了研究这一制度，我们近似的时空度规的近轨道黑洞叠加两个提升克尔-Schild条款。在证明了这种近似的质量后，我们对环双星盘进行了长期的广义相对论磁流体动力学模拟。我们考虑自旋无量纲参数为0.9的黑洞，在一个模拟平行的轨道角动量的二进制，但在另一个反平行。这些与无自旋模拟形成对比。我们发现，对于一个固定的表面质量密度在内部circumbinary磁盘，对齐的自旋这个幅度大约减少了14%的质量吸积率和反对齐的自旋增加了45%，留下许多其他磁盘属性不变。
2021-05-11 astro-ph.HE
Radiation GRMHD Simulations of the Hard State of Black Hole X-ray Binaries and the Collapse of a Hot Accretion Flow
我们提出了全球辐射GRMHD模拟强磁化吸积到一个旋转，恒星质量的黑洞在亚爱丁顿率。使用频率相关的蒙特卡罗程序康普顿散射，我们自洽地发展的离子-电子流体和它的辐射场的两个温度的描述。对于爱丁顿比$L/L_{\rm Edd} \gtrsim 10^{-3}$，从热康普顿化到$\simeq 100$ keV的截止，出现的光谱形成明显的幂律形状，这是黑洞X射线二元系统的硬光谱状态的特征。在这些亮度下，辐射效率高（$\approx 24\%$），并导致磁场在动态上重要的较密集的中平面区域。对于$L/L_{\rm Edd} \sim 10^{-2}$，我们的热吸积流似乎经历热失控和崩溃。我们的模拟表明，热吸积流可以辐射效率，并提供了一个估计其最大光度。
2021-09-13 astro-ph.HE
Probing stellar winds and accretion physics in high-mass X-ray binaries and ultra-luminous X-ray sources with LOFT
这是一份支持大型X射线定时观测站（LOFT）飞行任务概念的白皮书，该观测站被提议作为欧空局的一项中型飞行任务。我们讨论了LOFT在研究高质量X射线双星和超亮X射线源方面的潜力。关于摘要，我们参考了该文件。
2015-01-16 astro-ph.HE
On the orbital evolution of supermassive black hole binaries with circumbinary accretion discs
气态环双星吸积盘为星系核中超大质量黑洞的合并提供了一种很有前途的机制。我们测量的扭矩施加在吸积SMBH二进制，使用二维，等温，移动网格，粘性流体动力学模拟的circumbinary吸积盘。我们的计算域包括整个内部区域的circumbinary磁盘与个人黑洞（BH）包括作为点质量的网格和一个水槽处方模型吸积到每个BH。每个黑洞都有自己清晰的吸积盘（minidisks）。我们探索了一系列的质量去除率的水槽处方去除气体的中心区域的minidisks。我们发现，施加在二进制的扭矩主要是重力，并占主导地位的气体轨道密切落后和领先的个人BH。来自更远的扭曲的环双星盘和来自角动量的直接吸积的扭矩是次主导的。扭矩是敏感的汇处方：较慢的汇导致更多的气体积累附近的BH和更多的负扭矩，驱动的双合并更快。对于更快的下沉，扭矩的负值较小，最终变为正值（对于非物理快速下沉）。当minidisces被建模为标准的阿尔法光盘，我们的结果是不敏感的下沉半径的选择。将模拟结果缩放到双星轨道周期tbin = 1 yr，背景盘吸积速率Mdot = 0.3MEdd（爱丁顿单位），双星的吸气时间尺度为3 × 10^6年，与SMBH的质量无关。对于总质量小于10^7 Msun的双星，这比单独由引力波（GW）辐射产生的螺旋时间要短，这意味着气体盘将对SMBH双星的数量产生重大影响，并可能影响脉冲星定时阵列的GW信号。
2017-03-11 astro-ph.HE
MAD-Accretion Scenario in High-Mass X-Ray Binaries with Neutron Stars
本文研究了高质量X射线双星中子星的星风吸积，提出了准球形吸积、开普勒盘及磁制动盘（MAD）吸积图像的形成判据，发现中子星平衡自转周期受伴星星风磁化程度影响，可相差数个数量级。
2025-05-15 astro-ph.HE
Accretion Flows in Nonmagnetic White Dwarf Binaries as Observed in X-rays
激变变星（CV）是具有白矮星（WD）原色的致密双星。CV和其他吸积WD双星（AWB）是有用的实验室研究吸积流，气体动力学，外流，瞬态爆发，和爆炸性核燃烧在不同的天体物理等离子体条件下。它们已经被研究了几十年，对于银河系X射线源的人口研究很重要。最近的空间和地面高分辨率光谱和定时研究，以及最近的调查表明，我们仍然有观测和理论的复杂性尚未回答。我审查吸积在AWB的光的X射线观测。我目前的X射线诊断的吸积在矮新星和磁盘爆发，新星样系统，和国家的研究盘风和外流的CNOCVs与比较和关系，经典和经常性的新星系统，AM CVns和共生系统。我讨论了如何对流热吸积流（ADAF样）的内部区域的吸积盘（合并与边界层区）在X-CV解释大多数的差异和复杂性，已经遇到的X射线观测。我强调如何闪烁的变化研究，从光学到X射线可以探针，以确定吸积的历史和磁盘结构，以及如何的时间和光谱变化的CV相关的LMXB和活动星系核。最后，我讨论的ADAF吸积流方面的吸积的性质，并详细说明它带来的解决方案和它的并发症，构建一个观测框架，以激励新的理论计算，引入这种流动类型的磁盘，外流和风模型与磁盘不稳定模型的爆发和新星爆发的AWB和WD物理，一般。
2020-07-22 astro-ph.HE
Reflecting on Accretion in Neutron Star Low-Mass X-ray Binaries
本文是中子星低质量X射线双星反射建模领域的短篇综述，既介绍了获2023年AAS牛顿·莱西·皮尔斯奖的相关研究，也为该子领域新研究者提供了关键参考信息。
2024-01-28 astro-ph.HE
An accretion disk-outflow model for hysteretic state transition in X-ray binaries
我们提出了一个平流主导吸积流（ADAF）与磁驱动外流的模型来解释在X射线双星（XRB）中观察到的滞后状态转变。当质量吸积率低于临界值时，发生从薄盘到ADAF的转变。ADAF的临界质量吸积率可以通过将平衡时标等同于ADAF的吸积时标来估计，这对它的径向速度是敏感的。薄圆盘的径向速度很小，这导致薄圆盘中的外场平流非常低效。ADAF存在于XRB的低/硬状态，与薄盘相比，它们的径向速度较大。ADAF可以有效地将外部场向内拖曳，因此可以形成穿过ADAF的强大尺度磁场，这可以加速ADAF中的一部分气体进入流出物。这样的流出可以从ADAF带走大量的角动量，这显著地增加了ADAF的径向速度。这导致高临界质量吸积率，低于该临界质量吸积率，具有磁流出的ADAF可以存活。计算结果表明，当气磁压力比为$β\sim 4$时，有磁流出的ADAF的临界亮度比常规ADAF的临界亮度高一个数量级.这可以自然地解释在XRB中观察到的滞后状态转变。
2016-01-20 astro-ph.HE
Retrograde Accretion Disks in High-Mass Be/X-ray Binaries
我们已经编制了一个全面的麦哲伦星系X射线观测数据库，其中包含了{ \it XMM-Newton}、{ \it Chandra}和{ \it RXTE}在1997-2014年期间进行的所有观测。本文利用小麦哲伦云中53个大质量Be/X射线双星的观测数据，证明了自旋下降双星的自旋周期导数与自旋周期的分布与吸积自旋上升双星的自旋周期导数与自旋周期的分布没有任何区别。不可避免的结论是，向上和向下的样本来自同一个连续的母体，因此，在18年的时间里向下旋转的Be/X射线天体实际上是从逆行盘中吸积的。在它们的旋转周期-周期导数图中，存在数量大致相等的逆时针和逆行盘支持Be/X射线双星的新演化情景。
2017-04-20 astro-ph.HE
Inhomogeneous accretion discs and the soft states of black hole X-ray binaries
对黑洞双星的观测建立了丰富的X射线态唯象。软态的范围从低可变性，吸积盘占主导地位的热态（TD）的较高的可变性，非热陡峭的幂律状态（SPL）。在所有状态下的盘组件通常与标准薄盘吸积理论建模。然而，这一理论与活动星系核（AGN）的光学/紫外光谱，可变性和引力微透镜观测不一致，活动星系核是BHB的超大质量类似物。一个非均匀圆盘（ID）模型与大（~0.4 dex）的温度波动，在每个径向环可以定性地解释所有这些AGN的观测。不均匀性可能是辐射主导的光盘中的不稳定性的结果，因此也可能存在于BHB中。我们表明，ID模型可以解释的TD和SPL状态的BHB的许多功能。光谱硬度，光盘分数，均方根变化幅度BHB之间的关系与温度波动的再现与AGN中推断的相似，这表明一个统一的图片发光吸积盘在黑洞质量的数量级。这幅图可以用ID模型的谱拟合、X射线偏振观测和辐射MHD模拟来检验。如果BHB吸积盘确实是不均匀的，那么只有最主要的吸积盘占主导地位的状态（吸积盘分数> 0.95）才能用目前的连续拟合方法来鲁棒地推断黑洞的自旋。
2012-06-04 astro-ph.HE
Accretion-induced Collapse from Magnetic White Dwarf Binaries and Formation of Binary Millisecond Pulsars: Redbacks and Black Widows
红背（RB）和黑寡妇（BW）是两种特殊的食毫秒级（MSP）。由氧/氖/镁组成的白矮星到中子星的吸积诱导坍缩（AIC）被认为是这两类MSP的可能形成途径之一。然而，用传统的AIC方案很难产生所有已知的MSP。利用MESA恒星演化程序，在磁约束模型下研究了磁化白矮星双星在AIC前的详细演化过程，其中白矮星的高磁场强度可以将吸积物质约束在极盖中。我们发现，在我们的模型中的初始施主质量和轨道周期可以低于以前的传统AIC模型。我们还提出了后AIC的演化模型，形成RB和BW与和没有自旋下的亮度蒸发的MSP。在磁约束模型和蒸发风（从施主星表面相应的角动量损失）下，所有已知的RB的伴星质量和轨道周期都可以被覆盖，并且一些双星可以演变成BW。
2019-09-12 astro-ph.HE
Modelling hard and soft state of Cygnus X-1 with propagating mass accretion rate fluctuations
利用传播质量吸积率涨落模型PROPFLUC，对三个Rossi X射线定时探测器观测到的天鹅座黑洞双星X-1进行了定时分析.该模型同时预测功率谱，时间滞后，和作为能量的函数的变异性的一致性。观测涵盖了源的软态和硬态，以及两者之间的过渡。我们发现模型预测和数据在硬和软状态之间的良好协议。我们的分析表明，在软状态下的波动传播的光学薄热流延伸到大半径以上和以下的稳定的光学厚盘。在硬态下，我们的结果是一致的截断盘的几何形状，其中的热流径向延伸内的盘的内半径。在从软态到硬态的转变中，快速变化的特性太复杂，无法用PROPFLUC成功描述。我们的模型预测的热流的表面密度分布和缺乏QPO的软，硬状态，表明自旋的黑洞是对准的内吸积盘，因此可能与旋转轴的二元系统。
2017-08-14 astro-ph.HE
Vela X-1 as a laboratory for accretion in High-Mass X-ray Binaries
船帆座X-1是一颗食高质量X射线双星（HMXB），由一颗283秒的吸积X射线脉冲星组成，在距离2.4千秒差距的B0.5 Ib超巨星HD 77581周围的近轨道上运行8.964天。该系统被认为是风吸积HMXB的原型，它已被用作不同的理论或建模研究的基线。我们讨论了该系统的观测特性，并利用观测数据作为实验室来测试最近在模拟大质量X射线双星吸积过程方面的进展（例如，Sander et al. 2018; El Mellah et al. 2018），其范围从风加速度的详细描述到中子星附近物质流结构及其变化的建模。
2019-05-21 astro-ph.HE
Clumpy wind accretion in supergiant neutron star high mass X-ray binaries
在经典的超巨星高质量X射线双星和超巨星快速X射线瞬变中，星风物质被致密天体吸积是产生X射线辐射的主要机制。在这项工作中，我们提出了第一次尝试模拟吸积过程的快速和密集的大质量恒星风到中子星，考虑到离心和磁抑制吸积（“门控”）由于自旋和磁场的紧凑的对象。我们利用辐射流体动力学程序模拟了O-B超巨星的非定常辐射驱动风，然后在离大质量伴星一定距离处放置一颗具有固定磁场和自旋周期的中子星。我们的计算如下，作为时间的函数（在几个小时的总时间尺度上），通过所有不同的吸积制度，触发的内在变化的密度和速度的非定常风的系统的过渡。通过考虑不同吸积机制中发生的相关物理过程，计算了系统在每个时间步释放的X射线光度。合成光变曲线的推导和定性比较从经典的超巨星高质量X射线双星和超巨星快X射线瞬变观测。虽然在这些计算中假设了一些简化，我们表明，考虑到离心和磁抑制吸积的影响显着降低了预期的任何中子星风馈双星的平均X射线光度。目前的模型计算表明，长的自旋周期和更强的磁场有利于重现超巨星快X射线瞬变的特殊行为在X射线域。
2016-03-18 astro-ph.HE
A semi-analytical treatment to wind accretion in neutron star supergiant high mass X-ray binaries: I. eccentric orbits
本文提出了风馈中子星超巨星X射线双星偏心轨道吸积过程半解析处理的第一步。我们考虑的情况下，球对称风的超巨星和一个简化的模型吸积到紧凑的对象。本文还计算了吸积中子星的X射线对星风的光电离。将这种效应与偏心轨道引起的质量吸积率调制进行卷积，得到系统沿轨道的预期X射线光度。作为我们的结果的一部分，我们首先表明，在以前的论文中报道的超巨星X射线双星的低和高X射线光度的解决方案的双峰可能是由于中子星的影响，首先接近，然后远离同伴（没有共存同时）。我们建议，情节强风光电离可以引起关闭状态的源。我们的计算被应用到几个经典的超巨星X射线双星系统的情况下，已知的偏心率（船帆座X-1，4U 1907 + 09，GX 301 - 2）和唯一的超巨星快速X射线瞬变与确认的偏心轨道，IGR J 08408 - 4503的情况。这些来源的观测结果进行了比较。我们还讨论了在未来的出版物中扩展计算以获得更全面的治疗所需的后续步骤。
2020-12-01 astro-ph.HE
Average bolometric corrections and optical to X-ray flux measurements as a function of accretion rate for X-ray binaries
在本文中，我们使用的RXTE库的光谱模型从10个黑洞和9个脉冲星X射线双星，以及模型光谱文献中提供的13个河外超亮X射线源（ULXs）。我们计算平均测热校正（BC= $\mathrm{L_{band}/L_{bol}}$）为我们的样品作为不同的吸积率的函数。我们注意到，只有当包含ULX类星体时，黑洞和类星体BC之间才有同样的行为。这些测量提供了一个图片的能量吸积流的X射线二进制的基础上观察到的光度在一个给定的波段。此外，它可以是一个强有力的工具，X射线二元人口综合模型。此外，我们还计算了黑洞X射线双星在不同爱丁顿比下的X射线（2-10 keV）与光学（V波段）的通量比。这提供了一个度量的最大贡献的磁盘的光学发射的二元系统和更好的约束其性质（施主类型等）。我们发现，光学X射线通量比显示作为吸积率的函数的变化很小，但测试不同的磁盘几何形状的情况下，我们发现，光盘的光学贡献增加的$p$值减小（$T(r)\sim r^{-p}$）。此外，观测数据与较厚的磁盘的情况下（$p<0.65$），这也可能解释了观测到的高倾角系统的缺乏。
2022-04-04 astro-ph.HE
Truncated accretion discs in black hole X-ray binaries: dynamics and variability signatures
观测到黑洞X射线双星（BH-XRB）在不同的能量范围和时间尺度上具有不同的特征。BH-XRB中不同光谱态的物理起源及其与吸积盘的关系仍然是难以捉摸的。为了研究BH-XRB爆发过程中的中间态，我们采用广义相对论磁流体动力学（GRMHD）框架，在轴对称和自适应加密网格下模拟了克尔黑洞周围的截短吸积盘。此外，我们还进行了辐射转移计算，了解光盘动力学的影响，对排放。动力学上，截断吸积盘的内边缘以准周期方式振荡（QPO）。$(ν_{\rm QPO, max})$的QPO振荡频率随磁场强度和磁电阻率的增大而增大。然而，随着截断半径增加，$ν_{\rm QPO, max}$减小。在我们的仿真模型中，频率在$7\times(10M_{\odot}/M_{\rm BH})$ Hz $\lesssimν_{\rm QPO, max}\lesssim20 \times (10M_{\odot}/M_{\rm BH})$ Hz之间变化，这在低频QPO的范围内。我们进一步发现在振荡过程中的高吸积阶段的瞬态冲击的证据。这样一个短暂的激波就像一个延伸的热激波后日冕，围绕着黑洞，对黑洞的辐射特性产生影响。辐射转移的计算表明，这些振荡的调制形式的吸积盘的边缘增亮结构的签名。
2022-10-18 astro-ph.HE
Using Optical Spectroscopy to Map the Geometry and Structure of the Irradiated Accretion Discs in Low-mass X-ray Binaries: The Pilot-Study of MAXI J0637$-$430
低质量X射线双星（LMXB）中反复出现的瞬态爆发为我们提供了强有力的实验平台，以约束我们知之甚少的吸积过程。虽然不可能直接成像，但相位分辨光谱学可以提供一个强大的诊断来研究它们高度复杂的，依赖于时间的吸积盘。我们提出了新候选黑洞LMXB MAXI J 0637 $-$ 430在其2019/2020爆发期间长达8个月的多波长（UV，光学，X射线）监测活动，使用{ \em Neil Gehrels Swift Observatory}，以及Gemini/GMOS光谱学的三个准同时时期。我们发现的证据之间存在的相关性的X射线照射加热吸积盘和演化的He { \sc ii} 4686发射线的光谱中检测到的配置文件。我们的研究结果表明之间的连接线发射区域和物理性质的X射线照射加热光盘在爆发周期的LMXB。此外，我们能够表明，在这些系统中的H/He发射线轮廓本身内可以印在辐射加热的磁盘在爆发的物理性质的变化。
2020-11-26 astro-ph.HE
Illumination of the accretion disk in black hole binaries: An extended jet as the primary source of hard X-rays
试图解释黑洞双星的反射光谱的模型通常引用了硬X射线的点状主源。这个光源照亮了吸积盘，并产生了离散（线）和连续反射分量。这项工作的主要目标是调查是否扩展，温和的相对论性喷流，是目前在黑洞双星的硬和硬中间状态是硬X射线源，照亮了吸积盘。我们用蒙特卡罗程序模拟了温和相对论性喷流中的逆康普顿散射过程。来自薄吸积盘的黑体光子被注入喷流的底部，并与向外移动的高能电子相互作用。尽管喷流以相对论性的速度离开吸积盘，我们发现大约有$15-20$ \%的输入软光子被散射回吸积盘。绝大多数康普顿化后的反向散射光子在离黑洞非常近的地方（$h\lesssim 6 r_g$，其中$r_g$是引力半径）逃逸，但在很大的高度范围内也有不可忽略的数量逃逸。在高高度，$h\sim 500-2000\,r_g$，分布迅速下降。高高度截止强烈地依赖于射流在其底部的宽度，并且几乎对光深不敏感。圆盘照明光谱比在不遇到圆盘的方向上逃逸的辐射的直接喷射光谱更柔和。我们的结论是，扩展喷流是反射模型中硬光子的一个很好的候选来源。
2021-01-07 astro-ph.HE
Longterm properties of accretion discs in X-ray Binaries - III. A search for spin-superorbital correlation in SMC X-1
由于长期的X射线监测，现在已知许多相互作用的双星在数十到数百个双星轨道的时间尺度上显示出X射线周期性。在某些系统中，翘曲吸积盘的进动是解释超轨道调制的主要模型。高质量X射线双星SMC X-1在1996-2011年期间显示了两次超轨道周期的偏移（从~ 60 d到~ 45 d），这表明吸积盘的某些特征在几年的时间尺度上发生了变化。由于它作为X射线脉冲星的行为也受到了密切的监测，SMC X-1提供了在同一时间间隔内跟踪吸积盘和脉冲星行为变化的难得机会。我们利用SMC X-1的存档X射线观测资料来研究其超轨道变化和脉冲周期的演变是否相关。我们使用RXTE~全天监测器提供的16年数据集来跟踪该系统中翘曲吸积盘的行为，并使用已发表的脉冲周期历史来跟踪脉冲星的行为。虽然我们不能声称有很强的相关性，但第一个接近MJD 50，800的超轨道周期偏移确实与SMC X-1脉冲周期历史中的结构相吻合。我们的首选解释是，超轨道周期偏移与SMC X-1脉冲星长期自旋上升速率的变化相吻合。在这种情况下，脉冲星和吸积盘都对吸积流的变化做出反应，而吸积盘本身可能会进行调节。
2018-09-19 astro-ph.HE
Modelling the cross-spectral variability of the black hole binary MAXI J1659-152 with propagating accretion rate fluctuations
吸积黑洞的X射线涨落的功率谱通常由两个宽峰组成。我们定量研究的假设，即较低的频率驼峰originates从截断薄吸积盘的变化，传播到一个大规模的高度内热流，反过来，本身就是起源的较高的频率驼峰。我们扩展了传播质量吸积率起伏模型PROPFLUC，以适应双峰功率谱以这种方式。此外，我们扩展了模型，预测两个能带之间的交叉谱，除了他们的功率谱，使我们能够约束模型使用观察到的时间滞后，这在模型中的结果从两个传播的fluc- tuations从光盘的热流，和内部的热流。利用该模型对MAXI J1659-152的5个Swift X射线望远镜观测数据进行了软、硬功率谱和互谱的联合拟合。对于我们的大多数观测结果，新的双峰模型比旧的单峰模型提供了更好的数据拟合。数据表明，只有一个小的相位滞后与低频驼峰。我们证明了quantitativity，这是一致的模型。我们比较了截断半径测量从我们的配合与纯粹的光谱拟合测量，并发现在两个因素的协议。这一分析包括第一次联合拟合的恒星质量黑洞交叉谱和功率谱与一个单一的自洽物理模型。
2016-08-04 astro-ph.HE
Stellar wind accretion and accretion disk formation: applications to neutron star high mass X-ray binaries
最近的X射线观测揭示了高质量X射线双星的复杂性和多样性。这种多样性挑战了对致密物体吸积过程的经典理解。在这项研究中，我们加强了传统的概念，风馈吸积到中子星的性质考虑的几何效应的辐射加速风，并重新评估输送角动量通过使用一个简单的风模型。我们的结果表明，即使在由星风供给的OB型HMXB中，如果双星分离足够紧密和/或星风缓慢，由于星风的不均匀性，大量的角动量也可以被输送形成吸积盘.我们将我们的模型应用到实际的系统，如LMC X-4和OAO 1657-415，并讨论在这些系统中形成盘的可能性。
2019-03-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
X-ray diagnostics of chemical composition of the accretion disk and donor star in ultra-compact X-ray binaries
超致密X射线双星中施主星的非太阳成分可能对它们光谱中出现的荧光线有显著的影响，这是由于吸积盘和白矮星表面对初级辐射的再处理。我们发现，最引人注目的和容易观察到的异常C/O丰度的后果，是显着的，超过一个数量级，铁的Ka线衰减。这是由氧屏蔽铁的存在引起的-在C/O占主导地位的材料中，E ~ 7 keV光子的主要相互作用过程是被氧吸收而不是被铁吸收，这与太阳组成的情况相反。在高质量吸积速率下氧的电离增加了这种行为的光度依赖性-铁线仅在低光度下被显著抑制，log（LX）小于37-37.5，并且应该在更高的光度下恢复其标称强度。另一方面，碳和氧的Ka线的EW的增加在相当适度的值处饱和。由于He的电离阈值较低，而且在吸积盘中，He大部分是电离的，因此He的屏蔽作用不太重要。因此，在富氦施主的情况下，铁线强度保持接近其标称值，由吸积盘中的铁丰度决定。这打开了约束的性质，在UCXB的X射线光谱与中等能量分辨率的手段，施主星的可能性。
2013-04-05 astro-ph.HE
Spin evolution of neutron stars in transient low-mass X-ray binaries
本研究通过详细计算瞬变低质量X射线双星中中子星的形成过程，发现再生中子星的自转周期受吸积模式显著影响，瞬变吸积能解释宽双星中毫秒脉冲星自转周期偏长的现象。
2024-08-29 astro-ph.HE
Black Hole Binaries in Quiescence
我讨论了一些已知的和未知的行为黑洞二元系统在静态吸积状态。静止是很重要的，原因有几个：1）伴星在光学和红外波长的优势，使双星参数被鲁棒地确定-作为一个例子，我们认为，较长的建议距离的X射线源GRO J1655-40是正确的; 2）静止代表了一个非常低的吸积率的极限情况下，吸积和喷流都可以观察到; 3）了解静止状态的演化和持续时间是决定X射线双星总体人口统计的关键因素，这在引力波天文学时代具有新的重要性。
2016-10-30 astro-ph.HE
Probability Distribution of Magnetic Field Strengths through the Cyclotron Lines in High-Mass X-ray Binaries
测量的回旋谱线变化的研究对于理解磁化中子星系统吸积过程的物理性质具有重要意义。本文研究了几个大质量X射线双星（HMXB）的磁场形成、演化和分布。我们把注意力集中在HMXB类的X射线谱中已经检测到的回旋线上。正如已经正确指出的那样，几个源显示出回旋线的变化，这可能是由于吸积动力学的影响，因此这将反映磁场特性。此外，吸积率变化的时间尺度和不同类型的伴星也可以用来区分磁化中子星。
2020-03-29 astro-ph.HE
Non-steady-state long-term evolution of supermassive black hole binaries surrounded by accretion discs
超大质量黑洞（SMBH）在其宿主星系合并后配对并形成束缚双星。在富含气体的合并中，预计会在双星及其组件周围形成吸积盘。这些圆盘控制着双星的轨道演化，直到系统足够紧凑，引力波可以驱动SMBH合并。在这项工作中，我们实现了一个依赖于时间的一维模型，以跟踪耦合双星+盘系统的长期演化，从10^5到20史瓦西半径的分离。我们运行不同的模型，改变系统参数，包括二元质量比q \leq 0.3和因子γ，该因子控制次级产生的间隙的流入。我们发现，我们的实施产生更高的剩余质量和更长的二进制停留时间比以前的研究。我们的主要结论是系统演化的非稳态性质：当双星仍然处于分离状态时，圆盘的性质影响了它的整个演化。为了恢复稳定状态，二进制的停留时间将不得不远远长于流入的时间尺度的光盘在其整个历史，这在一般情况下是不满意的。
2018-10-05 astro-ph.HE
On Pulsar-Driven Mass Ejection in Low-Mass X-ray Binaries
在低质量X射线双星（LMXB）中，由射电脉冲星活动驱动的质量喷射在X射线静止期的证据越来越多。本文通过比较毫秒脉冲星的辐射压力与内拉格朗日点或周围吸积盘的气压，讨论了物质抛射的条件。我们计算了脉冲星的临界自旋周期，在此周期之下，物质抛射是允许的。结合传质速率的演化，给出了系统轨道周期的约束条件。我们表明，质量喷射可能发生在宽和紧凑的LMXB。前者可能是由于吸积盘中的热不稳定性引起的瞬态吸积，后者可能是由于辐射驱动的质量转移循环。
2011-08-24 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
Accretion with two-phase gas supply and its application in black hole X-ray binaries
本文针对黑洞X射线双星的冷、热双相气体共同供积场景，采用半解析方法分析盘与冕的相互作用，解释了多态光谱成因，约束了吸积流粘滞参数范围。
2025-10-22 astro-ph.HE
Black hole-like hysteresis and accretion states in neutron star low mass X-ray binaries
我们系统地研究了由Rossi X射线定时探测器监测的大样本中子星低质量X射线双星（LMXB）（50个源，10000+观测）。我们发现，通常在黑洞LMXB中观察到的康普顿主导和热主导状态之间的滞后模式在中子星系统中也很常见。这些模式也是中间态的样本，在观察10个系统的X射线颜色和快速变化的演化时发现，这些系统的吸积低于爱丁顿光度的30%。我们表明，滞后并不需要大的变化，在光度和它是自然的形式，状态转换采取在这些光度。在较高的吸积速率下，中子星不显示滞后现象，它们保持在热主导的低变率状态，其特征是燃烧行为和快速的颜色变化。只有在接近爱丁顿光度的光度下，才能再次看到高变率水平，这与康普顿化分量的分数贡献增加相对应。我们将这种行为与在LMXB中观察到的黑洞进行比较，表明给定源的光谱，时间和多波长特性可以由其在快速变光度图中的位置确定，因此，它为中子星和黑洞吸积状态提供了一个共同的框架。
2014-07-04 astro-ph.HE
A Model of Low-Frequency Quasi-Periodic Oscillations in Black Hole X-Ray Binaries
基于吸积盘的扰动磁流体动力学（MHD）方程，提出了一个黑洞X射线双星（BHXB）低频准周期振荡模型.结果表明，某些BHXB的LHPOs频率可以用最大辐射通量对应的环形阿尔文波振荡频率来拟合。此外，还解释了L_2PO频率与吸积盘辐射通量的正相关关系。
2012-03-01 astro-ph.HE
Comparing the Accretion Disk Evolution of Black Hole and Neutron Star X-ray Binaries from Low to Super-Eddington Luminosity
低质量X射线双星（LMXB）是一个低质量伴星通过罗氏瓣溢出将质量转移到黑洞或弱磁化中子星上的系统。我们认为，固体表面和NS的磁场都可以影响吸积流，并显示出一些可观察到的效果。利用盘发射的优势数据，我们比较了两类系统从低光度到超爱丁顿光度的盘演化。当光度降低时，NS LMXB 4U 1608 - 522中的盘开始以高得多的光度（$\sim$ 0.1 $L_{\mathrm{Edd}}$）离开最内稳定圆轨道（ISCO），而BH LMXB的光度低得多（$\sim$ 0.03 $L_{\mathrm{Edd}}$），这是由于NS磁层和吸积流之间的相互作用。然而，当光度增加到临界光度以上时，BH和NS LMXB中的吸积盘遵循相同的演化模式，因为磁层被限制在ISCO内部，然后NS表面发射和（偶极）磁场都不会显著影响吸积盘的长期演化，这是由内部区域增加的辐射压力驱动的。我们进一步认为，NS表面发射提供了额外的信息吸积盘，在BH系统中不提供。通过观测到的NS面辐射，我们认为盘的厚度$H/R$小于$0.3-0.4$，并且在Eddington光度附近存在明显的盘内边缘外流.
2011-07-26 astro-ph.HE
