Broad emission lines, particularly broad iron-K lines, are now commonly seen in the X-ray spectra of luminous AGN and Galactic black hole binaries. Sensitive NuSTAR spectra over the energy range of 3-78 keV and high frequency reverberation spectra now confirm that these are relativistic disc lines produced by coronal irradiation of the innermost accretion flow around rapidly spinning black holes. General relativistic effects are essential in explaining the observations. Recent results are briefly reviewed here.
FERO: Finding Extreme Relativistic Objects. I. Statistics of Relativistic Fe Kalpha lines in Radio-Quiet Type 1 AGN
吸积模型预测,相对论效应增宽的荧光线应该是由X射线辐射反射到活动星系核(AGN)中心黑洞周围吸积盘的内部区域引起的。相对论性线的起源背后的理论已经很好地建立起来,来自中等数量来源的观测证据似乎支持这些线的存在。本工作的目的是建立活动星系核的相对论Fe K α线的分数,并研究可能的相关性与源的物理性质。为了寻找Fe K α线相对论展宽的重要证据,对149个射电宁静的1型活动星系核(AGN)进行了系统和统一的分析。为便于进行统计研究,确定了一个几乎完整的、通量有限的31个来源的子样本。的2-10 keV的FERO源的光谱进行了比较,一个复杂的模型,其中包括在塞弗特星系的X射线光谱中观察到的物理成分:一个幂律的主要连续修改的非相对论康普顿反射和暖吸收,加上一系列的窄Fe线反射功能。在通量限制的样品中,观察到的相对论性Fe K α线的显著证据的源的分数为36%。平均线等效宽度(EW)为100 eV的量级,而平均盘倾斜角为28+/-5度,径向盘发射率定律的平均功率定律指数为2.4+/-0.4。自旋值仅在两种情况下(MCG-6-30-15和MRK 509)得到了很好的约束,而在其余情况下,只要可以设置约束,它总是意味着拒绝静态黑洞解。Fe K α线EW与盘参数或系统物理性质(如黑洞质量、吸积率和硬X射线光度)无关。
Relativistic Fe K alpha line study in Seyfert 1 galaxies observed with Suzaku
我们提出了一个样本的Seyfert 1星系与朱雀观测的分析。这项工作的目的是严格审查这些活动星系核的X射线谱中的相对论性Fe K α线的证据。样本是从那些至少有一个XMM-牛顿观测中缺少相对论分量的来源中汇编而成的。我们分析了这些天体的朱雀光谱,以便对高能发射(包括康普顿反射峰)有更多的约束。结果表明,在所有观测到的高信噪比源(例如,5-7 keV能带中的计数> 4 x 10^4)中,都能检测到相对论性Fe K α线(置信度>95%)。这与相对论性谱线是塞弗特星系光谱中普遍存在的特征的观点是一致的,但如果没有非常高质量的数据,通常很难检测到。我们还研究了Fe K α线与高能反射连续谱之间的关系。对于大多数样品,反射分量的强度与线的强度一致。然而,在这两种意义上都有例外,即反射连续体很强但线发射很弱,反之亦然。这些观测结果对标准反射模型提出了挑战。
The shape of Fe K$α$ line emitted from relativistic accretion disc around AGN black holes
起源于超大质量黑洞附近吸积盘的Fe K $α$线,在不到50%的活动星系核中被观测到.在这项研究中,我们调查可以解释这种缺乏检测的吸积盘和黑洞的某些参数的影响,如倾角,盘的内外半径和发射率指数。为了确定这些参数如何影响Fe K $α$线的形状,我们模拟了大约60,000个从相对论盘发射的Fe K $α$线轮廓。基于模拟的谱线轮廓,我们得出结论,缺乏的Fe K $α$线检测在1型活动星系核可能,造成的特定的发射盘参数,但也在光谱分辨率和灵敏度的X射线探测器的限制。
Test of relativistic gravity using microlensing of relativistically broadened lines in gravitationally lensed quasars
我们表明,在强透镜类星体中观测相对论性加宽的发射线(例如X射线中的Fe K α线)的微透镜效应的时间依赖性,可以提供超大质量黑洞视界附近圆形轨道的天体力学数据。该信息可以从放大线的红/蓝边缘的演化的观察中提取,所述红/蓝边缘刚好在微透镜焦散线穿过最内侧稳定圆形轨道的周期之前和之后。这种演化的函数形式对吸积黑洞和微透镜焦散网络系统的许多天体物理参数不敏感(与全谱线的演化相反)。测量红/蓝边缘的时间演化可以精确测量引力红移和圆形轨道速度的径向依赖性,直到最里面的稳定圆形轨道。这些测量可以用来区分广义相对论和相对论引力的替代模型,其中光子和大质量物体绕引力中心的动力学不同于史瓦西或克尔时空中的测地线。