Estimation of the black hole spin in LMC X-1 using AstroSat
LMC X-1是1969年发现的一个持久、快速旋转的河外黑洞X射线双星（BHXB），一直处于高软态。与许多其他BHXB不同的是，黑洞质量、源距离和双星轨道倾角都是确定的。在这项工作中，我们报告了使用2016年11月26日$^{th}$和2017年8月28日$^{th}$观测到的AstroSat上的软X射线望远镜和大面积X射线比例计数器的数据对LMC X-1进行的同时宽带光谱研究的结果。组合的光谱建模与多色黑体发射（diskbb），高斯以及康普顿化组件（ESTA）的能量范围为0.7 $-$ 30.0千电子伏。光谱分析表明，该源处于其高软态（$Γ$ =2.67 $^{+0.24}_{-0.24}$和$Γ$ =2.12 $^{+0.19}_{-0.20}$），具有热盘（kT $_{in}$ =0.86 $^{+0.01}_{-0.01}$和kT $_{in}$ =0.87 $^{+0.02}_{-0.02}$）。用相对论模型（kerrbb）拟合了热盘辐射，通过X射线连续拟合得到两个历元的黑洞自旋分别为0.93 $^{+0.01}_{-0.01}$和0.93 $^{+0.04}_{-0.03}$（统计误差），与前人的结果一致.
2020-09-02 astro-ph.HE
A Determination of the Spin of the Black Hole Primary in LMC X-1
第一颗河外X射线双星LMC X-1于1969年被发现。在20世纪80年代，它的致密主黑洞被确定为第四个动力学黑洞候选者。最近，我们公布了黑洞质量和双星系统轨道倾角的精确值。在这些结果的基础上，我们分析了RXTE获得的53个X射线光谱，并使用其中18个光谱的选定样本，我们确定了黑洞的无量纲自旋参数为a* = 0.92（-0.07，+0.05）。这一结果考虑到了观测和模型参数不确定性的所有来源。这18个X射线光谱的平均值a* 的标准偏差仅为0.02，这些光谱是在几年的时间内获得的。当我们考虑我们完整的53个RXTE光谱样本时，我们发现自旋参数的值有点高，标准偏差也更大。最后，我们表明，我们的结果的基础上RXTE数据证实了我们的分析所选择的X射线光谱获得的XMM-牛顿，BeppoSAX和Ginga任务。
2009-06-29 astro-ph.HE
Anomalous Low States and Long Term Variability in the Black Hole Binary LMC X-3
Rossi X射线计时探测器对黑洞双星LMC X-3的观测揭示了一个从2003年12月13日持续到2004年3月18日的扩展的非常低的X射线状态，这在其低光度（比以前在这个源中看到的暗15倍）和长持续时间（比典型的低/硬状态偏移长3倍）方面都是前所未有的。在这一事件中，在~小时-周的时间尺度上几乎没有观测到源的变化，X射线谱表明上限为1.2 × 10^35 erg s^-1。五年后，另一个延长的低状态发生，从2008年12月11日持续到2009年6月17日。这一事件的持续时间几乎是第一次的两倍，虽然观察到显著的变化，但源在约188天的持续时间内可靠地保持在低/硬光谱状态。这些事件与中子星双星Her X-1中的“异常低态”有一些共同的特征。LMC X-3的平均周期和振幅在这些事件之间有不同的值。我们的长期变化的LMC X-3之前和之后的两个事件，使用传统的和非线性时间序列分析方法的特点，并表明，是在Her X-1的情况下，特征幅度的变化是有关其特征的时间尺度。此外，在两个系统中，这种关系是在同一方向上的。这表明类似的机制会产生长期变异性，就Her X-1而言，可以用倾斜、扭曲的旋进吸积盘可靠地模拟这种变异性。
2012-07-16 astro-ph.HE
Testing general relativity with the stellar-mass black hole in LMC X-1 using the continuum-fitting method
用电磁辐射测量黑洞自旋的两种主要方法是铁线法和连续拟合法。它们可以被自然地扩展，用于探测黑洞周围的时空几何和在强场区检验广义相对论。在过去的几年里，有一些重要的工作是使用铁线法来测试黑洞的性质。在这封信中，我们使用连续拟合的方法，我们展示了它的能力，约束周围的时空几何黑洞通过分析17 RXTE数据的X射线双星LMC X-1。
2020-07-06 astro-ph.HE gr-qc
Modeling the Optical-X-ray Accretion Lag in LMC X-3: Insights Into Black-Hole Accretion Physics
黑洞X射线双星LMC X-3的X射线持久性和特有的软谱使该源成为深入研究吸积物理的试金石。我们分析了丰富的，10年收集的光学/红外（OIR）的时间序列数据结合所有可用的同期X射线数据收集的ASM和PCA探测器搭载罗西X射线定时探测器。交叉相关分析显示X射线延迟约2周。受此结果的启发，我们开发了一个模型，再现复杂的OIR光曲线的LMC X-3。该模型由三个组成部分的发射：恒星光;吸积光度从外盘推断的时滞X射线发射;和光从X射线加热的恒星和外盘。使用该模型，我们过滤出的椭球光变曲线的强噪声分量，并推导出一个改进的系统的轨道周期。关于吸积物理，我们发现，当地的粘性时间尺度在磁盘上的增加与当地的质量吸积率，这反过来又意味着粘度参数α随着光度的增加而减小。最后，我们发现，X射线加热是X射线发光度的一个强函数低于~50%的爱丁顿极限，而在此极限以上的X射线加热被严重抑制。我们把这种行为归因于强烈的依赖关系的耀斑在磁盘上的X射线光度，得出的结论是，光度超过~50%的爱丁顿，恒星完全在磁盘的阴影。
2014-01-22 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
X-ray spectral evolution of the extragalactic Z-source, LMC X-2
我们提出的结果进行了详细的研究河外Z源，LMC X-2，使用宽带朱雀数据和一个大的（$ \sim 750$千秒）数据集获得的正比计数器阵列（PCA）板载RXTE。PCA数据允许研究沿Z轨道的水平、正常和张开分支的完整光谱演化。与以往研究结果的比较表明，谱线演化的细节（如康普顿化电子温度的变化）与GX 17+2相似，而与Cyg X-2和GX 349+2不同。这表明Z源是一个异质群，LMC X-2和GX 17+2可能是一个亚类的成员。然而，康普顿y参数的非单调演化似乎是通用的所有来源。宽带{ \it朱雀}的数据表明，作为一个磁盘黑体发射建模的源的额外的软组件是强烈的首选，在那里它被认为是一个黑体光谱。当源进入耀斑模式时，该分量以及种子光子的温度不发生变化，并且整个变化可以归因于康普顿化云。辐射热未吸收的亮度的源被很好地限制为$ \sim 2.23 \times 10^{38}$尔格/秒，如果源是爱丁顿有限意味着一个中子星的质量为1.6 M $_\odot$。我们讨论了这些结果的影响。
2009-05-05 astro-ph.HE
First X-ray polarization measurement confirms the low black-hole spin in LMC X-3
本研究利用IXPE首次探测到大麦哲伦云黑洞X射线双星LMC X-3的X射线偏振，结合多天文台光谱观测，证实该黑洞低自旋（a~0.2），并给出90%置信度下自旋上限a<0.7。
2023-09-19 astro-ph.HE
The column density towards LMC X-1
我们测量中性吸收朝向黑洞X射线双星系统LMC X-1从六个档案软X射线光谱获得的光栅和/或CCD探测器上的钱德拉，XMM-牛顿，和斯威夫特。研究了四种软连续谱模型。虽然幂律模型可能高估NH相当，其他人给出一致的结果。考虑到大麦云云较低的金属性，我们发现氢柱的等效密度为N_H =（1.0-1.3）*10^22 cm^-2，并与轨道相位有系统的关系。中性吸收的这种变化几乎可以解释最近在罗西X射线定时探测器（RXTE）上用全天监视器（ASM）探测到的软X射线通量的轨道调制。
2009-12-18 astro-ph.HE
Black hole spin measurements in LMC X-1 and Cyg X-1 are highly model-dependent
本研究通过NICER、NuSTAR和Suzaku观测，发现LMC X-1和Cyg X-1的黑洞自旋测量值随盘模型假设变化显著，标准模型给出近极值自旋，而考虑表面层耗散后自旋降至0.4-0.84，表明连续谱法自旋测量高度依赖模型。
2024-01-01 astro-ph.HE
Variable O VI and N V Emission from the X-ray Binary LMC X-3: Heating of the Black Hole Companion
基于FUSE和COS获得的高分辨率紫外光谱，我们提出了新的探测黑洞X射线双星（XRB）系统LMC X-3的O VI和N V辐射。我们还更新星历表的XRB使用最近的径向速度测量获得的中阶梯光谱仪上的麦哲伦-克莱望远镜。我们观察到显着的速度变化的UV发射，我们发现，O VI和NV的发射速度遵循的光学速度曲线的XRB。此外，O VI和N V的强度有规律地减少二元相位= 0.5和1.0之间，这表明，紫外线辐射的来源越来越被掩盖的XRB中的B星从上级到下级的结合。这些趋势表明，强烈的X射线发射的吸积黑洞的B星大气的照明创建一个热点上的B星的一侧，这个热点是O VI和N V发射的起源。然而，紫外线辐射的速度半振幅（K_{UV} ~180 km/s）低于光学半振幅;这种差异可能是由于B星的旋转。如果我们关于高度电离辐射起源的假设是正确的，那么对辐射掩星的仔细分析原则上可以限制XRB的倾角和黑洞的质量。
2010-07-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Accretion Disc Evolution in GRO J1655-40 and LMC X-3 with Relativistic and Non-Relativistic Disc Models
本文系统分析 GRO J1655-40 和 LMC X-3 约 1800 条 RXTE PCA 光谱，比较非相对论与相对论吸积盘模型，揭示 DISKBB 会低估内半径并高估盘温，并给出两个源的自旋参数，强调自洽热辐射建模对连续谱拟合测自旋的重要性。
2023-08-01 astro-ph.HE
Suzaku Observation of X-ray Variability in Soft State LMC X-1
本文报道了朱雀星对黑洞双星LMCX-1在软态下光谱变化的观测结果。该观察于2009年7月21日至24日进行。在0.5- 50 keV频带中，获得的净计数率为$\sim$ 30计数/$^{-1}$，具有$\sim$ 10%的峰-峰通量变化。时间平均X射线谱不能用多色盘和单康普顿分量及其反射来描述，而需要附加的康普顿化发射。这种双康普顿分量模型允许多色盘的内半径稍大，意味着较低的自旋参数。在高于8 keV时观察到显著的光谱演化，同时在$\sim$ 10 $^4$ -10 $^5$ s的时间尺度上观察到通量降低。通过光谱拟合，我们表明，这种行为很好地解释了硬康普顿发射分量的变化，而保持磁盘和软康普顿发射。
2015-03-19 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
Suzaku X-ray Spectra and Pulse Profile Variations during the Superorbital Cycle of LMC X-4
我们提出的结果，从光谱和时间分析的朱雀和RXTE观测的高质量X射线二进制LMC X-4。使用完整的13年可用的RXTE/ASM数据，我们应用ANOVA和Lomb归一化周期图方法获得了30.32 +/-0.04天的改进的超轨道周期测量。在0.6 - 50 keV波段，由朱雀观测得到的超轨道周期高态的相位平均X射线谱可以模拟为γ~0.6的幂律和~25 keV的高能截止，kT_BB~0.18 keV的黑体，以及来自Fe K_α，O VIII和Ne IX（X Lyalpha）的发射线的组合。假设距离为50千秒差距，在2 - 50千电子伏波段，该源的光度L_X约为3 x 10^38尔格·秒^-1，软（黑体）分量的光度L_BB约为1.5 x 10^37尔格·秒^-1。能量分辨脉冲轮廓显示单峰软（0.5 - 1 keV）和硬（6 - 10 keV）脉冲，但更复杂的模式的介质（2 - 10 keV）脉冲;交叉相关的硬与软脉冲显示相移，观察之间的变化。我们解释这些结果的图片中，一个旋进盘再处理的硬X射线，并产生所观察到的软光谱分量，已建议为类似的源Her X-1和SMC X-1。
2010-08-13 astro-ph.HE
The Nature and Cause of Spectral Variability in LMC X-1
本文介绍了利用Rossi X射线定时探测器（RXTE）上的正比计数器阵列对河外风吸积黑洞X射线双星LMC X-1进行长期观测的结果。观测结果表明，LMC X-1的吸积盘具有反常的温光关系。我们使用深档案RXTE观测表明，整个温度-光度空间的大运动所占据的系统可以发生在短短半个小时的时间尺度。这些变化不能用从外盘传播的粘性时间尺度上的扰动来充分解释。相反，我们建议，明显的磁盘变化反映了快速波动的康普顿上散射日冕物质，掩盖了磁盘的内部。由变掩星模型导出的观测星盘光度和视星盘温度之间的关系定量地表明与观测结果吻合得很好。另外两个观测结果支持这一观点：幂律谱分量中的通量与拟合的内盘温度之间的逆相关，以及接近恒定的总光子通量，这表明当观测到较低的温度时，内盘不会被喷射。
2011-07-26 astro-ph.HE
First detection of X-ray polarization in thermal state of LMC X-3: Spectro-polarimetric study with IXPE
本研究利用多台X射线望远镜同步观测，首次探测到黑洞双星LMC X-3热态下的X射线偏振，确认其盘主导高/软态属性，限制了黑洞弱自转特征，并提出偏振源于盘大气辐射的共同作用。
2023-10-05 astro-ph.HE
Unraveling the Formation History of the Black Hole X-ray Binary LMC X-3 from ZAMS to Present
我们致力于了解黑洞（BH）X射线双星LMC X-3的形成和演化。我们采用混合方法，结合详细的恒星结构和双星演化计算以及近似的星族合成模型，估算了系统在零龄主序星（ZAMS）、主序星超新星爆发前、主序星超新星爆发后和RLO爆发时4个演化阶段的性质。这使我们能够估计潜在的出生踢和BH旋转的演变。在整个分析中，我们将最新的观测信息作为模型约束，包括双星的轨道特性，伴星质量，有效温度，表面重力和半径，以及黑洞的质量和自旋。我们发现LMC X-3开始时是一个ZAMS系统，主星质量在$M_{\rm{1,ZAMS}}$ = 22-31 $\rm{M_{\odot}}$之间，主星质量为$M_{\rm{2,ZAMS}} = 5.0-8.3M_{\odot}$，轨道宽（$P_{ZAMS} \gtrsim 2.000\, \rm days$），偏心（$e_{\rm{ZAMS}} \gtrsim 0.23$）。就在SN之前，主星的质量是$M_{\mathrm{1,preSN}} = 11.1-18.0\,\rm M_{\odot}$，而副星基本上不受影响。轨道周期减小到$0.6-1.7\, \rm days$，仍然是偏心$0 \leq e_{\rm{preSN}} \leq 0.44$。我们发现，不能正式排除在BH上没有或有小的出生反冲（几十个$\rm km\, s^{-1}$）的对称SN爆炸，然而，超过…
2016-05-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Modeling the precession of the warped inner accretion disk in the pulsars LMC X-4 and SMC X-1 with NuSTAR and XMM-Newton
利用宽波段X射线研究了超轨道周期对中子星X射线双星LMC X-4和SMC X-1的X射线谱和脉冲轮廓的影响。这两个源显示出几十天量级的周期性或准周期性光度变化，这被认为是超轨道的，并归因于扭曲的旋进吸积盘。使用联合NuSTAR和XMM-牛顿观测，跨越一个完整的超轨道周期，我们研究了这些来源的宽带光谱，并发现形状被很好地描述了一个软黑体组件的吸收功率定律。光谱形状和脉冲轮廓形状的变化是周期性的超轨道周期，从旋进盘预期。我们进行X射线断层扫描使用的脉冲轮廓的变化来模拟内部吸积盘的几何形状和运动学。我们简单的光束和内盘几何模型表明，软脉冲的形状和相位的长期变化是一致的再处理发射从一个旋进内盘。
2019-12-13 astro-ph.HE
EXTraS discovery of two pulsators in the direction of the LMC: a Be/X-ray binary pulsar in the LMC and a candidate double-degenerate polar in the foreground
探索X射线瞬态和可变天空的EXTraS项目在XMM-牛顿的X射线档案数据中搜索相干信号。XMM-牛顿在大麦云云（LMC）区域进行了400多次定点观测。我们检查了EXTraS周期搜索的结果，以便在我们的邻居星系中系统地寻找新的X射线辐射源。我们分析了来自3XMM目录的两个源的XMM-牛顿观测，这些源显示出相干脉动的显著信号。3XMM J 051259.8 -682640在两次XMM-牛顿观测中被探测到作为硬X射线谱的源，揭示了X射线通量的956~s周期调制。作为光学对应物，我们确定了一个早期型恒星的H α发射。OGLE I波段光变曲线呈现出一个有规律的模式，有三个亮度下降，这标志着一个约1350天的周期。3XMM J051034.6-670353的X射线光谱主要由超软黑体状发射分量（kT ~ 70 eV）主导，其以~1418 s的周期被几乎100%调制。根据GROND的观测结果，我们认为一颗r' = 20.9等的恒星可能是X射线源的对应物。3XMM J 051259.8 -682640被确认为大麦云星云中一颗新的Be/X射线脉冲双星。我们讨论的长期光学周期可能的轨道周期，这将是最长的已知从一个高质量的X射线二。超软源3XMM J051034.6-670353的光谱和时间特性与RX J0806.3+1527和RX J1914.4+2456的光谱和时间特性非常相似，表明它属于双简并极星，…
2016-10-12 astro-ph.HE
A Broad Iron Line in LMC X-1
我们目前的结果，从深朱雀观测的黑洞在LMC X-1，补充符合监测与RXTE。我们确定了广泛的相对论反射功能，在一个软光盘为主的光谱。一个强大的和可变的幂律分量的排放是我们用来证明，增强康普顿加强光盘反射。我们通过模拟LMC X-1的宽反射特征来约束黑洞的自旋参数。对于我们的主要和最全面的光谱模型，我们获得了高自旋值：a* = 0.97（+0.01，-0.13）（68%的置信度）。然而，通过额外考虑两个替代模型作为我们的系统不确定性的度量，我们获得了更广泛的约束：a* = 0.97（+0.02，-0.25）。这两个自旋值都与以前用连续拟合方法得到的自旋估计值完全一致。在99%的置信度下，反射特征要求 * > 0.2。除了对相对论加宽反射进行建模外，我们还模拟了一个尖锐而突出的反射分量，该分量为大质量伴星风中的大量再处理提供了强有力的证据。我们推断，这风维持电离锥周围的二元系统，这一假设自然产生适当的和一致的质量，时间和长度尺度的锥结构。
2012-09-14 astro-ph.HE gr-qc
The Environmental Effects on Inspiraling Binary Black Hole Systems in the Centers of the LMC and M31
Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（杭州高等研究院，中国科学院大学）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；Institute for Gravitational Wave Astronomy, Henan Academy of Sciences（河南省科学院引力波天文研究院）
研究双黑洞系统在银河系中心复杂环境中的演化及引力波信号，分析暗物质晕和吸积盘对轨道动力学和引力波发射的影响，发现环境效应可显著加速并改变引力波特征。
2026-07-01 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Multi-wavelength properties of IGR J05007-7047 (LXP 38.55) and identification as a Be X-ray binary pulsar in the LMC
本文报道了用$\sim$ 40 d多波长监测铍X射线双星系统IGR J 05007 -7047（LXP 38.55）的结果。在此期间，该系统使用斯威夫特望远镜在X射线中进行监测，并使用多种仪器进行光学监测。当X射线光度超过$10^{36}$ erg/s时，我们触发了XMM-牛顿ToO观测。对XMM-牛顿观测期间收集到的光子事件进行计时分析，揭示了周期为38.551（3）s（1 σ）的相干X射线脉动，使其成为LMC中17 $^{th}$已知的高质量X射线脉冲双星。在爆发过程中，X射线光谱最适合的吸收功率定律（$Γ=0.63$）加上高温黑体（kT $\sim$ 2 keV）组件组成的模型。通过分析$\sim$ 12年的OGLE光学数据，我们得到了30.776（5）d的光学周期，证实了以前报道的该系统的X射线周期是其轨道周期。在我们的X射线监测系统显示出有限的光学可变性，而其IR通量变化的相位与X射线光度，这意味着存在一个盘状组件添加冷光的光谱能量分布的系统。
2016-06-15 astro-ph.HE
Unveiling the X-ray polarimetric properties of LMC X-3 with IXPE, NICER, and Swift/XRT
本文利用IXPE、NICER和Swift/XRT首次测得河外黑洞X射线双星LMC X-3的X射线偏振，发现偏振度随能量升高并在5 keV以上突增，支持静态板层冕几何结构。
2024-05-02 astro-ph.HE
The first X-ray polarimetric observation of the black hole binary LMC X-1
本研究利用IXPE等多台设备首次观测高/软态黑洞双星LMC X-1的X射线偏振，测得偏振度低于1.1%，并结合光谱分解给出盘辐射偏振上限，为吸积盘模型提供观测约束。
2023-10-09 astro-ph.HE
Properties of OB star-black hole systems derived from detailed binary evolution models
最近的引力波测量证实了恒星质量黑洞双星的存在。确定双星演化对双黑洞形成的贡献对于我们理解大质量恒星演化至关重要。一个有希望的进展方式是调查双黑洞系统的祖先，并将预测结果与当地的大质量恒星样本进行比较，例如大麦云（LMC）中的剑鱼座30中的人口。方法.为了这个目的，我们分析了一个大网格的详细的二进制演化模型在LMC金属丰度与初始初级质量之间的10和40 Msun，并确定哪些模型系统可能演变成一个二元组成的一个黑洞和一个大规模的主序星。然后，我们推导出这些系统的可观测特性，以及OB星组件的特殊性。我们发现，大约3%的LMC晚O和早期B星的双星预计拥有一个黑洞同伴，当假设恒星的最终氦核质量高于6.6 M，形成黑洞。虽然它们中的绝大多数可能是X射线宁静的，但我们的模型表明，这些可能是在光谱双星中识别的，要么是通过大幅度的径向速度变化（> 50 km/s）和同时的氮表面富集，要么是通过中等径向速度（> 10 km/s）和同时快速旋转的OB星。预测的质量比是这样的，在大多数情况下，可以排除主序列伴侣。在LMC，Be/X-射线双星，和已知的大质量BH二进制文件中观察到的OB+WR二进制文件的比较支持我们的结论。我们希望光谱观测能够测试我们模型中的关键假设，对大质量恒星的演化具有重要意义，特别是对双黑洞合并的形成。
2020-04-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Discovery of four super-soft X-ray sources in XMM-Newton observations of the Large Magellanic Cloud
超软X射线源是通过对大麦云云（LMC）的观测而建立起来的一种异质天体。我们已经在从大麦哲伦星云的XMM-牛顿巡天获得的X射线图像和额外的档案观测中寻找了这一类的新来源。我们首先通过视觉检查图像来选择候选者，并筛选出可以模仿超软X射线源的伪影以及在CCD图像上产生光学负载的明亮前景恒星。我们最终获得了4个新的超软X射线源，我们进行了详细的X射线定时和光谱分析，并寻找可能的光学对应物，以确定其性质。XMMU J050452.0-683909被认为是大麦哲伦星云中行星状星云SMP LMC 21的中心恒星。根据XMMU J051854.8-695601和XMMU J050815.1-691832的X射线谱性质，我们认为它们是新的软中间极。它们的估计吸收校正光度和黑体半径表明，它们位于我们的银河系，而不是大麦哲伦星系。我们从XMMU J044626.6-692011中发现了497 s的相干脉动，这表明该源具有磁灾变变量的性质。XMMU J044626.6-692011在LMC或我们银河系中的位置不太清楚。它可能是大麦哲伦星系中的一颗白矮星，其表面在爱丁顿极限附近有核燃烧，也可能是银河系中的另一个软中间极。新的超软X射线源的发现对我们银河系中已知的人口做出了重大贡献。麦哲伦云方向上观测到的较高密度的辐射源可能是由于在它们的方向上相对较低的银河柱密度，以及大量现有的观测对低X射线能量敏感。
2021-10-05 astro-ph.HE
Testing Accretion Disk Structure with Suzaku data of LMC X-3
LMC X-3的朱雀观测提供了迄今为止关于吸积盘光谱形状的最佳数据。这是由于沿该视线的非常低的吸收柱密度的组合，其允许盘发射的形状在低能量下被CCD约束，而尾部可以同时由高能量检测器确定高达30 keV。这些数据清楚地表明，所观察到的磁盘光谱比简单的“黑体之和”更宽，并且强烈需要发射的相对论拖尾。然而，本征发射应该比黑体的（颜色校正）总和更复杂，因为它还应该包含来自部分电离的盘光球的光电吸收边缘。这些被相对论性的涂抹扩大了，但是模型预测在边缘能量附近1/3 - 1太阳丰度的偏差约为3 - 5%，明显强于观测到的。这表明，模型需要包括更多的物理过程，如自辐射，束缚束缚（线）吸收，和/或从复合连续和/或线的发射。或者，如果这些都不匹配的数据，它可以改为要求吸积盘密度和/或发射率的高度分布是不同的假设。因此，这些数据证明了我们对吸积盘垂直结构的基本认识的观测测试的可行性。
2010-03-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Wolf-Rayet spin at low metallicity and its implication for Black Hole formation channels
沃尔夫-拉叶（WR）星在低金属丰度（Z）下的自旋与我们对引力波源（如GW 150914）的理解以及长持续时间伽马射线暴（GRB）的发生率最相关。这两种现象有两种可能性：一种是快速自转和准化学均相演化（CHE），另一种是通过单星和双星系统中的质量损失引起经典演化。WR的自旋速率可能使我们能够测试这两种情况。为了获得对黑洞祖先自旋的经验约束，我们推断了Z = 1/5 Zsun的小麦哲伦云（SMC）中所有1/2颗已知WR星的风不对称性，以及大麦云（LMC，Z = 1/2 Zsun）中单个和双WR星的显著放大样本，是Vink（2007）样本的三倍。这使得LMC样本总数达到39个，使其适合与银河系样本进行比较。我们测量WR风的不对称性与VLT-FORS线性偏振光谱仪。我们报告了在LMC WN星BAT 99 -43和WC星BAT 99 -70以及SMC中著名的WR/LBV HD 5980中检测到新的谱线效应，这些谱线效应可能是化学均匀演化的。加上先前报告的晚型WNL（Ofpe/WN 9）天体BAT 99 -22和BAT 99 -33中的线效应，这使得LMC WR样本总数达到4个，即频率约为10%。也许令人惊讶的是，低Z WR恒星之间的线效应的发生率并没有发现任何高于银河系WR样本，挑战旋转诱导的CHE模型。由于WR质量损失可能与Z有关，我们的麦哲伦云线效应WR星可能保持其表面旋转，并满足产生长…
2017-03-29 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Probing the accretion geometry of black hole X-ray binaries: A multi-mission spectro-polarimetric and timing study
本文利用 IXPE、NICER、NuSTAR 和 AstroSat 的准同时观测，对十二个黑洞X射线双星进行光谱偏振与时变分析，通过偏振度与康普顿化参数的相关性约束盘-冕几何，发现部分源存在截断盘内径向延展的冕。
2025-11-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Supermassive black hole growth from stellar binary encounters
University of Utah（犹他大学）
研究通过双星相互作用机制探讨超大质量黑洞的生长过程，并发现大麦哲伦云中的黑洞可能通过吸积双星伙伴实现增长。
2026-02-11 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Phase Space of Low-Mass Binary Compact Objects from LIGO-Virgo-KAGRA Catalog: Hints on the Chances of Different Formation Scenarios
本研究将双黑洞相空间技术扩展至低质量致密天体（LMCOs），建立新框架分析其形成机制，首次展示了GWTC-3和GW230529事件的LMCO相空间，量化了不同形成场景的概率并讨论了建模不确定性导致的简并。
2025-10-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Black hole remnant of black hole-neutron star coalescing binaries with arbitrary black hole spin
建立了一个确定黑洞-中子星合并过程中黑洞残余物的无量纲自旋参数和质量的模型，该模型具有任意的初始黑洞自旋角动量、双星质量比、中子星质量和冷态方程.对数值相对论结果进行了检验，表明无量纲自旋参数和最终质量都准确地再现。对于第一次，这两个量的行为和l = 2，m = 2，n = 0的准正规模式频率检查整个参数空间。这个频率的预测可以用来指导引力波建模和探测工作，并从探测到的引力波信号中提取物理信息，这将有助于我们打破黑洞和黑洞-中子星系统之间的简并，提高我们对致密双星形成的理解，并约束中子星状态方程。
2014-03-10 astro-ph.HE gr-qc
Numerical Test and Analysis of the 2nd Law of Black Hole Thermodynamics with Gravitational-Wave Data from Binary Black Hole Merger Events
利用引力波探测双星系统中的黑洞合并，为检验黑洞热力学第二定律提供了极好的机会。在本文中，我们回顾了如何计算任何天体物理黑洞的熵，我们使用LIGO和VIRGO的质量和自旋数据测量的黑洞合并事件在过去几年中检测到的熵计算和数值测试的广义热力学第二定律。此外，我们还分析了黑洞并合事件初始参数之间的数学关系，证明并得出了定理始终成立的结论。
2022-09-21 astro-ph.HE gr-qc
The brightest point in accretion disk and black hole spin: implication to the image of black hole M87*
本文提出了一种利用薄吸积盘模型从黑洞高分辨率直接图象中提取黑洞自旋值的简单新方法。在这个模型中，由事件视界望远镜获得的M87星系中超大质量黑洞的第一张图像上观察到的黑暗区域是黑洞事件视界的轮廓。这个剪影的轮廓是事件视界球体的赤道。黑洞事件视界的黑色轮廓被放置在黑洞阴影的预期位置内，这在第一张图像上没有显示出来。我们数值计算了观测到的黑洞轮廓位置与薄吸积盘中最亮点的关系，这取决于黑洞的自旋。从这个关系式我们导出了超大质量黑洞M87* 的自旋$a=0.75\pm0.15$。
2019-08-06 astro-ph.HE gr-qc
Rethinking Thorne-Żytkow Object Formation: The Fate of X-ray Binary LMC X-4 and Implications for Ultra-long Gamma-ray Bursts
本研究通过三维流体动力学模拟LMC X-4双星系统的合并过程，发现中子星与核心合并后形成吸积盘并高效吸积，最终坍缩为黑洞并产生超长伽马射线暴，从而挑战了传统TŻO形成机制。
2024-12-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Black Hole Spin Energy Contribution to Black Hole Mass and the Spin Energy Reservoir
黑洞的质量是不可约质量和与黑洞的旋转或自旋能量相关的质量之和。本文研究了自旋能（除以$c^2$）对黑洞总质量的贡献，包括576个LINER源、100个经典双射电源、80个相对局域活动星系核和102个恒星质量X射线双星系统的测量结果。可以提取黑洞的自旋质量-能量，导致黑洞的质量减小。对于这里所研究的源，自旋质能与黑洞质量的比值在10%到30%之间，而这个量的最大可能值接近30%。对于所研究的样品，可用于提取的黑洞质量的典型分数约为$0.2 \pm 0.1$。黑洞的自旋能量代表了一个主要的储存库，当被利用时，可能会影响直接和扩展的黑洞环境，减少黑洞质量，并可能改变黑洞质量和星系性质之间的关系。这些结果与基于其他观测和数值模拟的预期一致。
2020-05-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining the Binarity of Massive Black Holes in the Galactic Center and Some Nearby Galaxies via Pulsar Timing Array Observations of Gravitational Waves
本文通过脉冲星计时阵列引力波观测，研究了银河系中心及邻近星系中双大质量黑洞的可探测性，并给出了SKA-PTA及未来脉冲星计时阵列对黑洞伴星质量比和轨道半长轴的约束范围。
2024-11-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
The relation between black hole spin, star formation rate, and black hole mass for supermassive black holes
本研究利用48个低红移超大质量黑洞样本，通过光谱能量分布多波段拟合探究了黑洞自转、恒星形成率与黑洞质量的关系，发现黑洞质量与自转和恒星形成率呈非单调关系，揭示了小质量黑洞以气体吸积生长而大质量黑洞主要通过并合生长的机制。
2025-03-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Black Hole Remnant of Black Hole-Neutron Star Coalescing Binaries
提出了一个确定具有平行轨道角动量和初始黑洞自旋的黑洞-中子星合并的黑洞残骸的无量纲自旋参数和质量的模型。这种方法是基于双黑洞的Buonanno，Kidder和Lehner方法，并成功地对数值相对论模拟的结果进行了测试：无量纲自旋参数的预测与绝对误差$\lesssim 0.02$，而最终质量的相对误差为$\lesssim 2$ %，其分布在测试中被发音峰值为$1$ %。因此，我们的方法和Foucart（2012）报告的环面残余质量的拟合构成了一个易于使用的分析模型，可以准确描述黑洞-中子星合并的残余。研究了由双星质量比、初始黑洞自旋、中子星质量和状态方程组成的参数空间。我们间接支持了黑洞-中子星合并的黑洞残余的宇宙监督猜想。我们发现中子星的存在影响了黑洞遗迹的准正规模频率，从而表明引力波信号的衰荡时期实际上可以用来（1）区分黑洞-黑洞和黑洞-中子星合并以及（2）约束中子星状态方程。
2013-11-22 astro-ph.HE gr-qc
Regular Black Holes as Particle Accelerators
本文研究了球对称静电荷规则黑洞（Barnival黑洞，Ayón-Beato和García黑洞，Hayward黑洞）无限红移面附近碰撞粒子的质心（CM）坐标系中任意高能量的可能性.我们证明了在\emph{extreme}规则黑洞的无限红移面附近碰撞粒子的CM能量是任意大的，而非极端规则黑洞的CM能量是有限的.计算了与黑洞吸积盘理论最相关的最内稳定圆轨道（ISCO）、边缘束缚圆轨道（MBCO）和圆光子轨道（CPO）方程。
2014-10-10 astro-ph.HE gr-qc
Probing the Black Hole Metric. I. Black Hole Shadows and Binary Black-Hole Inspirals
在广义相对论中，黑洞的时空有三个基本性质：（i）它们在自旋的最低阶上与恒星物体的度规相同;（ii）当用几何单位表示时，它们与质量无关;（iii）它们由克尔度规描述。在本文中，我们量化的上限可能黑洞度量偏差所施加的观测黑洞阴影和二进制黑洞的灵感，以探讨目前的实验限制可能违反最后两个预测。我们发现，这两种类型的实验提供了相关的偏差参数的约束，主要是在TT-组件的时空，当表示在面积坐标。我们的结论是，目前，没有证据表明偏离克尔度规跨越8个数量级的质量和16个数量级的曲率跨越的两种类型的黑洞。此外，由于当前引力波源样本中黑洞的特定质量，这两个实验所施加的相关性是一致的，并且当用远场、后牛顿的度规预测来表示时，它们的大小相似。如果未来合并的黑洞双星有两个低质量（例如，~3 Msun）分量，结合内旋约束和黑洞阴影测量结果，可以打破偏差参数之间的简并性。
2020-12-03 astro-ph.HE gr-qc
Are the black hole remnants produced from binary black hole mergers in GWTC-3 thermodynamically stable?
黑洞热力学为引力、热力学和量子理论之间的深刻而基本的联系提供了强有力的线索。如果黑洞的行为确实像一个自然的热力学系统，那么它在清洁的环境中应该是热力学稳定的。本文利用LIGO、Virgo和KAGRA探测器观测到的双星黑洞（BBH）合并的观测数据，检验了LIGO-Virgo-KAGRA星表GWTC-3中由BBH合并产生的黑洞残余物是否是热力学稳定的。热力学稳定性的判据非常简单，并且与黑洞的自旋直接相关，即热力学稳定的黑洞残余物需要其无量纲自旋$a>a_* \simeq 0.68$。我们对GWTC-3中83个黑洞残骸的最终自旋$a_f$的后验分布进行了检验，发现整个残骸总体符合具有$99.98\%$概率的双稳态黑洞.这是首次验证了由BBH合并产生的黑洞残余物的热力学稳定性。
2022-02-22 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Black Hole Vision: An Interactive iOS Application for Visualizing Black Holes
Vanderbilt University（范德堡大学）；Harvard University（哈佛大学）；OpenAI
黑洞视野是一款利用黑洞透镜效应模拟用户周围环境的iOS应用，通过结合摄像头视频流和透镜方程，展示黑洞引力对视觉的影响。
2026-03-06 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Black hole-naked singularity dualism and the repulsion of two Kerr black holes due to spin-spin interaction
我们报告的可能性相互作用克尔源存在于两个不同的国家-黑洞或裸奇点-这两个国家的特点是相同的质量和角动量。另一个令人惊讶的发现是，尽管两个Kerr黑洞之间不存在平衡，但它们可以相互排斥，这为通过观测天体物理黑洞双星来实验探测自旋-自旋排斥力提供了很好的机会。
2019-03-18 astro-ph.HE gr-qc hep-th
