QPO-jet relation in X-ray binaries
在过去的几年里，黑洞X射线双星爆发演化的清晰图像已经出现。虽然X射线的性质可以根据光谱和时间特性分为不同的状态，但射电波段的观测表明吸积和喷射性质之间存在很强的联系。在这里，我简要地概述了X射线定时和射流属性之间的关联。
2010-01-05 astro-ph.HE
A possible link among pulsar timing noise intermittency and hidden ultra-compact binaries
自1980年以来，人们对脉冲星定时噪声中1-10年的准周期特征一直没有很好的理解。最近发现的脉冲波形的变化与定时噪声之间的相关性促使我们进一步研究其起源。我们认为，准周期性特征的定时噪声，快速振荡躺在较低的频率结构，来自一个看不见的双星系统的大地岁差，它诱导的脉冲星自旋轴的附加运动。观测者视线与发射光束相交的方位角和纬度的变化分别导致定时噪声和脉冲轮廓的变化。首次对时间噪声和脉冲轮廓变化进行了数值模拟，得到了这些双星的轨道周期为1-35分钟。考虑到轨道周期为5.4分钟的超紧凑双白矮星HM Cancri的存在，脉冲星双矮星的这种轨道周期并不奇怪。脉冲星磁矩的纬度变化超出了脉冲星的辐射范围，导致了双折射现象，解释了PSR B1931+24的行为。因此，它不仅提供了某些"奇异”双星表现出的准周期性特征（如定时噪声、脉冲轮廓变化和不稳定性）的机制，而且为寻找超紧凑双星，可能是脉冲星-黑洞双星系统提供了一种新的途径。
2013-02-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Observing the dynamics of super-massive black hole binaries with Pulsar Timing Arrays
脉冲星定时阵列是利用引力波研究尚未探索的天体物理机制的主要工具。在这里，我们表明，从单独可分辨的超大质量黑洞双星系统的引力辐射的检测可以产生直接的信息的质量和自旋的黑洞，提供的引力波引起的时间波动在脉冲星和地球被检测到。这反过来又提供了一个引力场的非线性动力学的地图和一个新的途径来解决天体物理学中与超大质量黑洞的形成和演化有关的公开问题。我们讨论的潜力，这些意见的挑战和局限性。
2012-07-24 astro-ph.HE gr-qc
Breaking the spectral degeneracies in black hole binaries with fast timing data
黑洞二进制文件在低/硬状态的光谱是复杂的，有证据表明，多个不同的Comptonisation区域的硬X射线除了一个冷盘组件。我们明确地表明，一些最好的RXTE数据从天鹅X-1，光谱强烈需要（至少）两个不同的Comptonisation组件，以适应以上的连续3千电子伏，其中光盘没有贡献。然而，很难单独使用光谱数据来约束这些康普顿化分量的形状。相反，我们表明，快速变化的额外信息可以打破这种简并。具体而言，我们使用每个能量通道中观察到的变异性功率谱来重建时间尺度为~ 10 s、1 s和0.1s的变异性的能量谱。这两个较长时间尺度的光谱具有相似的形状，但最快的分量明显更硬，并且具有很强的曲率，表明其种子光子不是来自冷盘。我们解释这一点的上下文中传播的波动通过一个热流，其中的外部区域是冷却器和光学厚，使他们屏蔽的内部区域从光盘。然后，用于热内部区域的种子光子来自较冷的康普顿化区域，而不是盘本身。
2018-03-06 astro-ph.HE
Effective-one-body modelling of eccentric supermassive black hole binaries for Pulsar Timing Array
Université Paris Cité, CNRS（巴黎西大, 法国国家科学研究中心）
本文提出基于EOB方法的偏心双星引力波模型，用于PTA数据中的连续引力波搜索，揭示偏心双星对脉冲星定时残差的显著影响。
2025-11-24 astro-ph.HE gr-qc
Fast Bayesian analysis of individual binaries in pulsar timing array data
在脉冲星定时阵列数据中搜索引力波是计算密集型的。数据是不均匀采样的，噪声是异方差的，需要使用时域似然函数，伴随着昂贵的矩阵运算。当搜索单个超大质量黑洞双星时，由于每个脉冲星需要额外的脉冲星距离，相位偏移和噪声模型参数，因此具有较大的参数空间，计算成本加剧。我们引入了一个新的制定的似然函数，可用于使贝叶斯分析显着更快。我们将参数分为投影参数和形状参数。然后，我们加快探索的投影参数超过四个数量级的预先计算昂贵的内积为每组形状参数。投影参数包括干扰参数，例如每个脉冲星处的引力波相位偏移。在新方案中，这些麻烦的滋扰参数有效地边缘化使用多尝试马尔可夫链蒙特卡罗抽样的一部分，内吉布斯方案的大都市。随着脉冲星计时数据集的快速增长，我们的方法提供的加速将变得越来越重要。我们的方法也使复杂的分析更容易处理，如搜索多个二进制，或二进制不可忽略的偏心率。
2022-06-20 astro-ph.HE gr-qc
The photon-index - time-lag correlation in black-hole X-ray binaries
我们对一组黑洞双星进行了时间和光谱分析，研究了硬光子相对于软光子的光子指数和时间滞后之间的相关性。进一步证明了黑洞X射线双星的时间和光谱特性是耦合的。特别是，我们发现，平均时间滞后增加的X射线发射变得更软。虽然在过去的几个系统的X射线光谱的硬度和时间（或相位）滞后之间的相关性已被报道，我们的研究证实，这种相关的行为是一个全球性的黑洞X射线双星。我们还表明，光子指数的时间滞后的相关性可以解释为逆康普顿在射流的结果。
2017-10-13 astro-ph.HE
A full spectral-timing model to map the accretion flow in black hole binaries: the low/hard state of MAXI J1820+070
在低/硬态的黑洞双星吸积流的性质和几何是目前有争议的。虽然大多数属性一般在截断盘/热内流模型中解释，但在铁线周围检测到的广泛残留物表明来自未截断盘的强相对论效应。由于光谱拟合本身有些退化，我们将其与快速X射线变异性中的附加信息相结合，并对MAXI J1820+070的明亮低/硬状态的NICER和NuSTAR数据进行了完整的光谱时序分析。我们模型的可变性与传播的质量吸积率波动相结合的两个单独的电流的见解：热流是光谱不均匀的，有一个不连续的跳跃，在粘性的时间尺度之间的热流和可变盘。我们的模型自然地给出了双峰形状的功率谱，并在第二个峰的能量增加高频可变性。包括反射和再处理从一个光盘截断在几十个引力半径定量再现开关的滞后频谱，从硬滞后软在低频率（通过可变流传播）的软滞后硬在高频率（混响从硬X射线连续照明光盘）。热流动的粘性时间尺度来自模型，我们展示了如何可以用来观测测试的想法有关的起源的射流。
2022-01-13 astro-ph.HE
X-ray emission from black-hole and neutron-star binaries
在这一章中，我提出了黑洞双星和低磁场中子星双星的主要X射线观测特征，集中在什么可以被认为是相似之处或差异，特别强调他们的快速定时行为。
2018-03-09 astro-ph.HE
Pulsar timing in extreme mass ratio binaries: a general relativistic approach
在围绕超大质量或中等质量黑洞（如银河系中心或球状星团中心的黑洞）的紧密相对论轨道上探测脉冲星（PSR），将允许在强场非线性区域精确测试广义相对论（GR）。我们提出了一个框架，用于计算从PSR在这样的极端质量比二进制（EMRB）的理论时频信号。这个框架是完全相对论的，没有弱场近似，因此能够解释所有高阶强场引力效应，相对论自旋动力学，与天体物理效应的卷积以及对PSR定时信号的综合影响。具体来说，我们计算的脉冲星无线电信号的时空路径和复杂的轨道和自旋动力学的自旋脉冲星周围的克尔黑洞，占时空曲率和帧拖曳，相对论和引力时间延迟，引力光弯曲，时间和空间色散引起的等离子体沿视线和相对论性畸变的存在。然后，这允许生成一致的时间-频率解决方案。这种框架是评估PSR作为强场GR探针的关键，有助于为检测承载PSR的EMRB系统提供信息，最重要的是，提供准确的理论基础，然后与观测结果进行比较，以测试基础物理。
2020-01-08 astro-ph.HE
MAXI J1820+070 X-ray spectral-timing reveals the nature of the accretion flow in black hole binaries
黑洞X射线双星在短时间尺度（0.01 - 100秒）上显示出显著的随机变化，在不同的能量带中观察到相关变化的复杂模式。这种行为通常在一个模型中解释，其中在大半径处激起的缓慢波动向下传播通过吸积流，调制在较小半径处产生的更快波动。耦合这种情况下，径向分层排放开辟了一条道路，以测量传播时间尺度的数据，允许直接测试的吸积流结构。我们以前开发了一个模型的基础上，这张照片，并表明，它可以适合NICER（0.5 - 10千电子伏）的数据，从最近最亮的黑洞瞬态，MAXI J1820 + 070。然而，在这里，我们表明，当外推到来自Insight-HXMT的更高能量变异性数据时，它失败了。我们扩展了我们的模型，使得在每个半径处发射的光谱响应于波动（旋转）而改变形状，而不仅仅是改变归一化。这给出了作为数据中所见的能量的函数的分数可变性的强抑制。推导出的传播时间尺度是慢于预测的磁制动盘（MAD），尽管该系统显示出强大的射流。我们的新模型共同拟合了高达50 keV的光谱和可变性，尽管仍然无法匹配以上的所有数据。尽管如此，3 - 40 keV的良好拟合意味着QPO可以最容易地解释为流动的外在调制，例如在Lense-Thirring进动中产生的，而不是在额外的光谱定时分量（例如射流）中产生的。
2022-12-22 astro-ph.HE
Pulsar Timing Array Observations of Massive Black Hole Binaries
脉冲星计时是探测低频引力波源的一种很有前途的技术。从历史上看，研究的重点一直是对弥散随机背景的探测，例如由二元黑洞的微弱信号叠加而成的背景。最近，人们的注意力转向了距离更近、更亮的双星群体，它们从人群中脱颖而出，可以单独分辨。在这里，我们表明，从一个阵列的时间数据可以用来恢复的物理参数描述一个单独的黑洞二进制良好的精度，即使是中等强度的信号。我们分析的一个新颖的方面是，我们包括到每个脉冲星的距离作为搜索参数，这使我们能够利用完整的引力波信号。这使信号功率加倍，将天空位置的确定提高了一个数量级，并使我们能够提取质量和到黑洞双星的距离。
2010-08-16 astro-ph.HE gr-qc
Evidence for an expanding corona based on spectral-timing modelling of multiple black hole X-ray binaries
银河系黑洞X射线双星（BHXB）为研究吸积提供了极好的实验室，因为它们相对快速的演化使我们能够监测人类时间尺度上流入和/或流出物质的巨大变化。然而，BHXB爆发期间流入-流出耦合如何演变的细节仍然是一个活跃的辩论领域。在这项工作中，我们试图探索系统演化的物理变化，通过执行系统的分析的多波长数据的三个BHXB源：XTE J1752-223，MAXI J1659-152，和XTE J1650-500，在硬和硬中间状态。利用表征X射线变化特性的功率谱色调，我们确定了几个BHXB时期的集群，并进行联合多波长光谱建模，以测试它们与物理喷流模型的共性。在日冕与喷流底部相关的假设下，我们发现在硬中间态和硬中间态，多个BHXB的功率谱色调跟踪日冕半径（~ 10 Rg- ~ 40 Rg）的变化，并且在硬中间态，数据与适度截断的吸积盘（<25 Rg）一致。我们还发现，所有时代的低光盘反射有高色调位于附近的硬中间到软中间的状态过渡，表明在这些国家的垂直范围的电晕和/或其批量速度正在增加。我们的结果将多个BHXB源之间日冕的几何相似性与其定时特征联系起来，并探测了日冕对爆发期间硬态和中间态圆盘-喷流相互作用的响应。
2021-10-20 astro-ph.HE
The Gravitational Wave Background from Massive Black Hole Binaries in Illustris: spectral features and time to detection with pulsar timing arrays
全世界的脉冲星定时阵列（PTA）都在使用毫秒级脉冲星的惊人一致性来测量来自（超级）大质量黑洞（MBH）双星的低频引力波。我们使用全面的MBH合并模型的基础上宇宙学流体动力学模拟来预测的随机引力波背景（GWB）的频谱。我们使用来自欧洲、NANOGrav、Parkes和国际PTA（IPTA）的实时到达时间（TOA）规范来计算在广泛的模型参数范围内检测GWB的实际时间。除了探索参数空间的环境硬化过程（特别是：恒星散射效率），我们已经扩大了我们的模型，包括偏心二进制的演变，可以有很强的影响GWB频谱。我们的模型表明，强大的恒星散射和高特征偏心率提高GWB应变振幅附近的PTA敏感的“甜蜜点”（附近的频率$f = 1 \, \mathrm{yr}^{-1}$），在这些情况下，略有改善检测前景。虽然GWB $amplitude$是宇宙学和环境参数之间的退化，在低频率（$f \lesssim 0.1 \, \mathrm{yr}^{-1}$）的光谱周转的位置是强烈的环境耦合的指示。在高频（$f\gtrsim 1 \, \mathrm{yr}^{-1}$），GWB谱指数可以用来推断源的数量密度和可能的偏心率分布。即使合并模型使用悲观的环境和偏心率参数，如果目前的PTA扩张速度继续下去，我们发现，国际PTA是很有可能在大约10年内进行检测。
2017-05-31 astro-ph.HE
Formation of Black Hole Low-Mass X-ray Binaries
大多数已知的银河系黑洞都存在于低质量的X射线双星中。它们是罕见而迷人的天体，提供了关于强引力、吸积盘物理学、恒星和双星演化的独特信息。毫无疑问，在过去的十年里，我们对黑洞低质量X射线双星形成的理解有了显著的进步。然而，一些关键问题仍未解决。本文简要综述了黑洞低质量X射线双星形成的观测线索和理论进展。
2015-02-25 astro-ph.HE
Constraining alternative polarization states of gravitational waves from individual black hole binaries using pulsar timing arrays
脉冲星计时阵列对单个超大质量黑洞双星在其早期螺旋阶段产生的引力波扰动非常敏感。修正的重力理论允许发射重力偶极辐射，相对于低轨道速度的四极辐射，这种辐射增强，使早期的螺旋成为测试修正重力效应存在的理想状态。使用理论不可知论的描述修改后的引力理论的基础上的参数化后爱因斯坦的框架，我们探索的可能性检测偏离广义相对论使用模拟脉冲星定时阵列数据，并提供预测的约束条件，可以实现。我们推广的{ \tt enterprise}脉冲星定时软件，以考虑可能的额外的偏振状态和修改的相位演化，并研究如何准确地模拟信号的参数可以恢复。我们发现，虽然纯偶极模型可以部分恢复纯四极信号，但当使用具有所有极化状态的完整模型时，几乎不可能出现混淆。由于没有信号存在，并使用噪声水平在当代阵列中看到的，我们产生预测的上限，可以放置在替代偏振模式的振幅作为源的天空位置的函数。
2019-04-04 astro-ph.HE gr-qc
QuickGWecc: Fast Bayesian pipeline for searching eccentric binaries in pulsar timing array data
Foundation for Research & Technology – Hellas（希腊研究与技术基金会）；University of Birmingham（伯明翰大学）；Indian Institute of Science Education and Research Thiruvananthapuram（印度科学教育与研究学院特里凡得琅分校）；Washington State University（华盛顿州立大学）
研究旨在在脉冲星计时阵列数据中搜索相对论偏心轨道上单个超大质量黑洞双星的连续引力波，提出快速有效的贝叶斯管道QuickGWecc，扩展QuickCW框架，通过特殊参数更新方式提高效率，经模拟数据集验证，使偏心双星搜索在计算上可行。
2026-07-29 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detecting Intermediate-mass Black Holes Using Miniature Pulsar Timing Arrays in Globular Clusters
研究提出利用球状星团中的多个毫秒脉冲星组成微型脉冲星计时阵列，通过相关计时残差探测中等质量黑洞双星，未来高精度计时程序将大幅扩展可搜索参数空间。
2025-07-14 astro-ph.HE gr-qc
Spins of black holes in coalescing compact binaries
简要讨论了测定密近双星中旋转恒星质量黑洞和活动星系核中超大质量黑洞自旋的现代天体物理方法。特别讨论了由LIGO/Virgo引力波观测得到的并合双星黑洞的有效自旋。我们考虑三种类型的合并双星：双黑洞，黑洞-中子星双星和原始双黑洞。考虑到宇宙中恒星的金属丰度和恒星形成速率的演化，计算了两种可能的恒星核坍缩形成黑洞模型中合并天体物理双星黑洞和黑洞与中子星的有效自旋.计算出的分布与LIGO/Virgo观测结果并不矛盾。原始合并恒星质量黑洞的有效自旋可以达到百分之几，由于吸积自旋在寒冷的外部介质。
2019-07-09 astro-ph.HE
Detectability of Gravitational Waves from High-Redshift Binaries
最近没有从脉冲星定时阵列检测到引力波背景，这给超大质量黑洞双星的演化带来了进一步的不确定性。我们研究了当前引力波天文台探测单个双星的能力，并证明，与传统观点相反，有些双星在整个宇宙中原则上是可以探测到的。特别是，一个二进制的静止帧质量$\gtrsim10^{10}\,M_\odot$可以检测到当前的定时阵列在任意高的红移。同样的声明将适用于具有更敏感的未来数组的较小规模的二进制文件。因此，未来对纳赫兹引力波的研究可能会扩大到不断发展的高红移双星。我们计算的最大距离，可以观察到的脉冲星定时阵列和其他探测器，适当占红移和使用现实的二进制波形。
2016-03-11 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Chinese Pulsar Timing Array upper limits on microhertz gravitational waves from supermassive black-hole binaries using PSR J1713+0747 FAST data
该研究在中国脉冲星计时阵列项目中，利用FAST对PSR J1713+5307的观测数据，推导了10⁻⁷至3×10⁻⁶Hz微赫兹频段内超大质量黑洞双星引力波应变上限，填补了该高频段研究空白。
2025-02-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Accreting black hole binaries in globular clusters
我们探讨了在球状星团中含黑洞的质量转移双星系统的形成。我们表明，它是可能的，以形成质量转移黑洞双星的主序星，巨人，白矮星的同伴与各种轨道参数的球状星团跨越大范围内，在当今的属性。所有的质量转移黑洞的二进制文件中发现在我们的模型在后期的动态创建。这些系统中的黑洞在获得施主之前和之后经历了星系团内$\sim 30$动力学相遇的中值。此外，我们表明，质量转移黑洞系统的存在与集群内的黑洞在任何时候的总数几乎没有相关性。这是因为星系团中黑洞-非黑洞双星的净形成速率在很大程度上与保留的黑洞总数无关。我们的研究结果表明，在球状星团中检测到质量转移黑洞双星并不一定表明宿主星团中包含大量的黑洞。
2017-10-31 astro-ph.HE
Gamma-ray binaries
伽马射线双星是高质量双星系统的一个子类，其能谱在高能量（E $\gtrsim$ 100 MeV）处达到峰值，并延伸到非常高能量（E $\gtrsim$ 100 GeV）的$γ$射线。在这篇综述中，我们总结了研究的非瞬态$γ$射线双星的性质，以及简要讨论了鲜为人知的系统和瞬态系统托管的微类星体。我们还讨论了已被用来描述所考虑的系统的频谱和定时特性的理论模型
2020-06-05 astro-ph.HE
Spectral components in black hole X-ray binaries
本文总结了我们目前对黑洞X射线双星中观测到的光谱连续分量的理解。理论模型的后果进行了讨论，强调的约束条件设置的观测性质的X射线电晕在不同的光谱状态。
2015-11-18 astro-ph.HE
A spider timing model: accounting for quadrupole deformations and relativity in close pulsar binaries
蜘蛛毫秒双星与一些食后共包络系统和激变变星一起，是具有低质量伴星的紧凑双星的扩展类别的一部分，其中令人困惑的时间异常已经被观察到。其中最突出的不规则性是轨道周期变化，这种现象被认为是由伴星的引力四极矩变化引起的。对这些系统的时序进行物理上合理的建模是了解其结构和演变的关键。在本文中，我们认为，一个完整的定时模型必须考虑相对论修正以及旋转和潮汐引起的四极畸变。我们解决了由此产生的轨道动力学微扰理论，并推导出相应的定时模型在低偏心率限制。我们发现，预期的伴星强四极形变的结果在一个有效的最小轨道偏心率。它伴随着一个快速的近星点岁差，如果不考虑它的话，它会使上述偏心率的任何测量值趋于平均。我们表明，与我们的模型，偏心率和岁差的检测很可能是在许多，如果不是所有的蜘蛛脉冲星系统。结合光学光变曲线，这将使我们能够测量拱点运动常数，将四极形变与内部结构联系起来，从而为探索其奇异恒星内部的性质打开了一扇新的窗口。此外，更精确的计时可能最终导致蜘蛛星用于高精度计时实验，如脉冲星计时阵列。
2019-12-09 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
A short observational view of black hole X-ray binaries with INTEGRAL
吸积黑洞是理解极端引力下物理学的独特工具。虽然黑洞X射线双星的质量与活动星系核有很大的不同，但它们的吸积和喷射流被认为是基本相似的。然而，黑洞X射线双星或微类星体是不耐烦的类星体，因为变化时间尺度直接与质量成比例。状态变化，即，在黑洞的X射线双星中，辐射特性的强烈变化可以在数小时内发生，整个爆发周期可以在数月至数年内发生。但是我们对这种变化的驱动因素以及单个吸积和喷射成分对整体排放的贡献仍然缺乏了解。在这里，我强调一些积分的独特贡献的理解黑洞X射线二进制通过其覆盖的能量以上的光谱截止，其长期不间断的监测观测和测量硬X射线/软$γ$ -射线偏振。
2019-08-22 astro-ph.HE
Astrophysical Population Coordinates for Supermassive Black Hole Binaries in Pulsar Timing Array Inference
State Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology, Xinjiang Astronomical Observatory, CAS（中国科学院新疆天文台射电天文与技术重点实验室）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；Xinjiang Key Laboratory of Radio Astrophysics（新疆射电天体物理学重点实验室）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）
该研究利用脉冲星计时阵列通过纳赫兹引力波背景探测超大质量黑洞双星群体物理，构建唯象前向模型，约束三个标准化群体坐标β、有效φ、有效m，量化了脉冲星计时阵列摘要的相对敏感性，且附近群体实现保留大量后验重叠。
2026-07-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining the formation of black-holes in short-period Black-Hole Low-Mass X-ray Binaries
恒星质量的黑洞的形成仍然非常不确定。两个主要的不确定性是超新星事件中喷射出的质量的数量（如果有的话）和黑洞在出生时接受的出生踢的大小（如果有的话）。Repetto等人（2012年）研究了银河系中含有黑洞的X射线双星的位置，发现了黑洞在出生时接受高出生踢的证据。在本文中，我们扩展了这项研究，同时考虑到以前的二元演化的来源。我们使用的七个短周期黑洞X射线双星是由一颗低质量恒星组成的紧凑型双星，它们以小于$1$天的周期围绕黑洞运行。我们追溯他们的二进制演化的时间，从目前观察到的质量转移状态，到黑洞形成的那一刻，我们添加额外的信息的运动学的二进制。我们发现，几个系统可以解释没有出生踢，只是质量喷射，而两个系统（可能更多）高踢是必需的。因此，除非后者有另一种形成方式，例如在球状星团内，否则我们可以得出结论，至少有一些黑洞会得到很高的推力。这挑战了黑洞反冲将从中子星反冲按比例缩小的标准图片。此外，我们发现，五个系统可能已经形成了一个非零的出生踢，但零质量喷射（即没有超新星）在形成，如中微子驱动的出生踢预测。
2015-07-29 astro-ph.HE
No Time for Dead Time: Timing analysis of bright black hole binaries with NuSTAR
NuSTAR小型探测器任务的高计数率源的定时需要专门的分析技术。NuSTAR主要设计用于对计数率相对较低的源进行光谱观测，而不是对明亮物体进行计时分析。每个事件的仪器死时间相对较长（~2.5 msec），并且在事件之间变化百分之几。最明显的影响是在功率密度谱（PDS）中的白噪声水平的失真，由于死区时间的可变性质，不能很容易地用标准技术建模。在本文中，我们表明，它是可能的，利用存在两个完全独立的焦平面，并使用交叉功率密度谱，以获得一个很好的代理的白噪声减去PDS。此后，可以使用蒙特卡罗方法来估计死区时间的剩余效应，即方差的频率相关调制和对可变性的灵敏度的频率无关下降。以这种方式，可以执行大多数标准时序分析，尽管相对于使用更标准的技术所实现的信噪比有所牺牲。我们将这种技术应用于NuSTAR观测的黑洞双星GX 339-4，天鹅座X-1和GRS 1915+105。
2014-09-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detecting eccentric supermassive black hole binaries with pulsar timing arrays: Resolvable source strategies
作为寻找最后秒差距问题解决方案的一部分，超大质量黑洞双星和它们在星系核内的环境之间的耦合已经得到了很好的研究。双星对恒星的散射或与环双星盘的相互作用可以有效地驱动系统达到亚秒差距的分离，使双星进入一个引力波的发射可以驱动它在哈勃时间内合并的状态。然而，这些相互作用也会影响双星的轨道参数。特别是，它们可能会导致双星偏心率的增加，直到系统的引力波信号进入脉冲星定时阵列波段。因此，如果我们可以从观测信号中测量偏心率，我们就可以潜在地推断出双星环境的一些性质。为此，我们建立在以前的技术，提出了一个一般的贝叶斯管道，我们可以检测和估计参数的偏心超大质量黑洞二进制系统与脉冲星定时阵列。此外，我们概括了脉冲星定时阵列$\mathcal{F}_e$ -统计偏心系统，并表明，这种统计和贝叶斯管道是强大的，当研究圆形或任意偏心系统。我们探讨了偏心率如何影响单个引力波源的检测前景，以及采用圆形波形模板搜索偏心信号所产生的检测惩罚，并通过确定未来研究的重要途径得出结论。
2015-12-04 astro-ph.HE gr-qc
Relations between X-ray timing features and spectral parameters of Galactic black hole X-ray binaries
我们提出了一个样本的黑洞X射线二元候选者的光谱和时间参数之间的相关性的研究。数据取自GX 339-4、H 1743-322和XTE J1650-500，因为罗西X射线定时探测器（RXTE）观测到了这些源的完全爆发。在我们的研究中，我们调查了2009年底之前发生的爆发，以利用HEXTE探测器的高能覆盖范围，并选择显示某种类型的准周期振荡（C型QPO）的观测结果。的光谱参数推导出使用经验卷积模型的Comptonized组件的排放模型与光盘黑体的吸积盘的排放。考虑到额外的光谱特征，即反射分量，高能量截止，以及在6.4千电子伏的过量发射。我们的研究证实了量子点的光子指数和质心频率之间的正相关性，并揭示了上散射光子的分数和量子点频率之间的关系。我们表明，这两种相关性的行为如预期的“阔边帽”的几何形状。此外，我们发现，在爆发衰减的光子指数和QPO频率之间的相关遵循一个一般的轨道，独立于个别爆发。
2012-12-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraints on Individual Supermassive Black Hole Binaries from Pulsar Timing Array Limits on Continuous Gravitational Waves
脉冲星计时阵列（PTAs）对亚秒差距尺度上超大质量黑洞双星发射的连续引力波的应变振幅施加了越来越严格的限制。在本文中，我们将在特定的星系在已知的距离超大质量黑洞的动力学质量$M_{bh}$的独立信息，并使用这些额外的信息，以进一步限制这些星系是否可以主机可检测的超大质量黑洞二进制。我们估计的应变振幅从个别双星作为一个函数的二进制质量比附近的两个样本的星系：（1）直接动力学测量的$M_{bh}$在文献中，和（2）116个最大的早期型星系（因此可能主机的最大质量的黑洞）在108 Mpc的大规模调查。我们的探索性分析表明，目前的PTA上限的连续波（作为在天空中的角位置的函数）已经可以约束质量比的假设黑洞双星在我们的样本中的许多星系。对于具有较大$M_{bh}$和较小距离的星系，这种约束更强。对于在NGC 1600、NGC 4889、NGC 4486（M87）和NGC 4649（M60）中心有$M_{bh} \gtrsim 5\times 10^9 M_\odot$的黑洞，任何在PTA频带内的轨道上的双星伴星的质量比必须是百分之几或更少。
2016-04-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Algorithmic Pulsar Timer for Binaries
本文提出一种自动化双星及孤立脉冲星计时算法，利用F检验和约化χ²极小值附近的二次关系系统确定全局自转计数，并为Terzan 5中两颗新双星脉冲星建立计时解。
2024-04-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
Compact Binaries in Star Clusters I - Black Hole Binaries Inside Globular Clusters
我们研究了星团中的紧凑的二进制人口，重点是包含黑洞的二进制，使用自洽的Monte Carlo处理动力学和完整的恒星演化。我们发现，黑洞经历强烈的质量分离，成为集中。在核心中，黑洞之间的相互作用非常强烈，形成了非常有效的黑洞-黑洞双星。然而，强相互作用也会破坏或弹出黑洞-黑洞双星。在我们的模拟中，我们没有发现黑洞-黑洞合并，但产生了许多硬逃逸者，它们将在哈勃时间内合并到银河系中。我们还发现了几个高度偏心的黑洞-黑洞双星是潜在的LISA源，这表明星团是天基探测器的有趣目标。我们的结论是星团必须考虑到预测紧凑的二进制人口统计。
2010-09-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Probing past mergers of supermassive black holes with pulsar timing arrays: The role of pulsar terms
Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）
研究利用脉冲星定时阵列探测已并合的超大质量黑洞双星，通过引力波信号中的脉冲项识别潜在源，预测平方公里阵列将能探测到具有高信噪比的此类源。
2026-08-26 astro-ph.HE gr-qc
Multi-messenger approaches to binary supermassive black holes in the "continuous-wave" regime
脉冲星计时阵列对轨道间距<< 1pc的超大质量黑洞（SMBH）双星的引力波十分敏感。目前，这类系统的观测资料很少，尽管它们是研究星系演化、合并动力学和活跃核形成的核心人物。我们回顾了通过电磁辐射过程探测SMBH双星的前景，这些过程被认为与星系合并和后期双星演化有关。然后，我们讨论了这些系统的联合脉冲星定时和电磁研究的科学目标，包括促进二进制参数估计，确定星系主机的引力波发射器，并合并动力学和宇宙学的相关研究。使用即将到来的高精度定时阵列与国际脉冲星定时阵列和平方公里阵列，结合正在进行的电磁观测活动，以确定活跃的SMBH双星，在不久的将来为多信使天体物理学提供了大量的可能性。
2013-08-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Prospects of constraining the dense matter equation of state from the timing analysis of pulsars in double neutron star binaries: the cases of PSR J0737-3039A and PSR J1757-1854
双中子星双星中自旋中子星的Lense-Thirring效应对轨道的近星点推进有贡献。这个额外的项涉及到中子星的转动惯量。另一方面转动惯量取决于中子星的质量和自旋，以及物质的状态方程。如果双中子星双星中至少有一颗是射电脉冲星（速度越快越好），那么精确的计时分析就可以估算出Lense-Thirring效应对近星点推进的贡献，从而测量出脉冲星的转动惯量。结合脉冲星的转动惯量、质量和自旋的知识，将对状态方程给出一个新的约束。双中子星双星中的脉冲星是最适合这一目的的，因为短的轨道和适度高的偏心率使透镜-瑟林效应显著，而潮汐效应可以忽略不计（不像主序星或白矮星双星的脉冲星）。最有前途的产品是PSR J 0737 - 3039 A和PSR J1757-1854。由于自转角动量矢量与轨道角动量矢量之间的不重合而引起的双星自转进动影响了Lense-Thirring效应对近星点推进的贡献。PSR J 0737 - 3039 A和PSR J1757-1854都探索了这种效应，由于这两种棱镜的未对准角都很小，因此Lense-Thirring项的变化不大。然而，为了从观测到的近星点推进速率中提取出透镜-瑟林效应，更精确的计时解决方案，包括精确的自行和距离测量是必不可少的。
2018-02-08 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Importance of relativistic pericenter precession in identifying the presence of a third body near eccentric binaries
Niels Bohr International Academy, The Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔国际学院，尼尔斯·玻尔研究所）；Center of Gravity, Niels Bohr Institute（引力中心，尼尔斯·玻尔研究所）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）
本文提出一种改进的定时模型，通过纳入相对论性近心点进动修正，以更准确地检测接近偏心双星的第三体存在。
2025-12-30 astro-ph.HE gr-qc
The properties of the first continuous gravitational waves: Optimizing pulsar timing observations for supermassive black hole binary detection
School of Physics, The University of Melbourne（墨尔本大学物理学院）；OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery（引力波发现ARC卓越中心）；School of Physics and Astronomy, Monash University（蒙纳士大学物理与天文学院）
本文探究首批可分辨超大质量黑洞双星的性质，优化脉冲星计时观测策略可提升其探测概率，高频次观测更易识别高频双星，相关系统可通过光学巡天开展电磁后续观测。
2026-08-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Coalescence of black hole--neutron star binaries
本文综述了黑洞-中子星双星并合的广义相对论研究现状。首先，综述了准平衡圆轨道黑洞-中子星双星的高精度计算，重点讨论了准平衡序列和质量脱落极限。其次，介绍了黑洞-中子星双星并合的数值相对论模拟的现状。我们总结了我们对合并过程，潮汐破裂及其判据，合并残余物和喷出物质的性质，引力波形和引力波谱的理解。我们还讨论了黑洞的电磁对应物--中子星合并。
2021-10-12 astro-ph.HE gr-qc
Probing the assembly history and dynamical evolution of massive black hole binaries with pulsar timing arrays
我们考虑脉冲星定时阵列（PTA）分析中的逆问题，调查什么样的天体物理信息的潜在的大质量黑洞二（MBHB）人口可以恢复从检测的随机引力波背景（GWB）。我们采用了一个物理动机的模型，连接GWB光谱的一系列参数描述的基本红移的MBHB质量函数的演变和典型的偏心率，他们获得的同时与密集的环境合并后的星系核相互作用。这允许将关于GWB的光谱形状的信息折叠到分析中。模型参数的先验假设是无信息的，并与目前缺乏安全的观测sub-parsec MBHB一致。我们探讨了目前的上限，以及未来的检测与各种PTA配置的影响。我们证实了我们以前的发现，目前的上限只能把一个上限的整体MBHB合并率。根据阵列的特性，未来的检测也可以以不同的保真度约束几个MBHB群体模型。特别是，同时检测到的频谱在高频率和弯曲在低频率的陡峭的MBHB质量函数和典型的离心率的吸气MBHB，提供MBHB天体物理学的见解不太可能通过任何其他手段实现强有力的约束。
2017-07-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Pulsar Timing Arrays
脉冲星计时阵列（PTA）近期发现了纳赫兹低频引力波证据，主要源于超大质量黑洞双星，未来PTA灵敏度提升将明确引力波背景起源并推动多信使天体物理学发展。
2025-05-01 astro-ph.HE gr-qc
The star clusters that make black hole binaries across cosmic time
我们探讨的性质，密集的星团，很可能是托儿所的恒星黑洞配对密切的双星。我们结合了球状星团形成的宇宙学模型与解析处方的动态组装和演化的黑洞二进制文件，以约束哪些类型的集群最有可能形成足够紧密的二进制文件合并在哈勃时间。我们发现，黑洞双星被弹出，后来合并异地形成的集群的特征质量$M_{\rm cl} \sim 10^{5.3}M_{\odot}$，而双星合并原位形成更大的集群，$M_{\rm cl} \sim 10^{5.7}M_{\odot}$。主导黑洞双星产生的星团在年龄和金属丰度上与整个种群相似。最后，我们估计一个近似的宇宙黑洞合并率的动态组装的双星使用的平均黑洞质量为每个集群给定的金属。我们发现在$z=0$处存在一个$\sim 6\,\mathrm{Gpc\,yr^{-1}}$的内在速率，一个弱增加的合并速率到达$z=1.5$，然后降低到$z=4$。我们的结果可以用来提供一个宇宙学的背景下，选择初始条件的数值研究的黑洞双星聚集在星团。
2019-03-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Characterizing Continuous Gravitational Waves from Supermassive Black Hole Binaries in Realistic Pulsar Timing Array Data
本研究通过模拟NANOGrav 15年数据，评估贝叶斯方法探测连续引力波的能力，发现53%的真实双星种群可被探测，但啁啾质量恢复精度有限。
2025-08-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
Not all spins of black-hole binaries formed in clusters are isotropic and not all spins of black-hole binaries formed in isolation are aligned
Universitá degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）；INFN, Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰-比可卡分部）
本文挑战了黑洞双星形成通道的自旋方向标准预期，提出了解析模型描述星团动力学形成与孤立形成的自旋分布，并考虑了并合后随机化及超新星踢速度的影响。
2026-09-29 astro-ph.HE gr-qc
Merger rates in primordial black hole clusters without initial binaries
原始的黑洞通过宇宙密度波动的崩溃而形成，被假设为宇宙中暗物质含量的贡献者。与此同时，它们的合并可能有助于最近观察到的引力波源的数量。我们调查的情况下，原始黑洞形成双星在宇宙的后期。具体来说，我们重新审视合并的原始黑洞在小集群的~30个对象的初始双星的情况下。双星通过牛顿引力相互作用动态地形成。这些双星作为星系团的热源，增加了星系团的速度色散，这抑制了通过引力波两体捕获的直接合并。与此同时，紧密双星的三体相遇太罕见了，以至于无法使双星足够紧密，从而使它们通过引力波辐射合并。我们的结论是，在没有初始双星的情况下，Bird et al.（2016）初始星团配置中的原始黑洞的合并率至少比以前提出的低一个数量级，这使得引力波检测到这样的源是不可能的。
2020-06-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Periastron Advance in Neutron Star - Black Hole Binaries
由于中子星-黑洞双星有望通过未来的脉冲星调查使用即将到来的设施被发现，有必要了解这些系统的各种可观测的属性。在目前的工作中，我们研究了这种双星的近星点的进展下的后牛顿形式主义在很宽的参数范围内。我们发现，一阶和二阶后牛顿效应以及首阶自旋轨道耦合效应对这类双星是显著的，但高阶效应可以忽略。
2012-10-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Electromagnetic counterparts of supermassive black hole binaries resolved by pulsar timing arrays
脉冲星计时阵列（PTA）有望探测到来自单个低红移（z<1.5）致密超大质量（M>10^9 Msun）黑洞（SMBH）双星的引力波（GW），它们的轨道周期约为100 - 100 μ m。0.1确定这些源的电磁（EM）对应物将提供对GWs的推定直接检测的确认，提供研究紧凑SMBH双星环境的难得机会，并且可以使这些源作为宇宙学的标准警报器使用。在这里，我们考虑这样的EM识别的可行性。我们表明，因为主机星系的解决PTA源预计是非常巨大的和罕见的，它应该是可能的，以找到独特的主机解决源红移z=0.2。在更高的红移，PTA误差盒更大，可能包含多达100个双星系闯入者。然而，候选人的数量仍然是易于处理的后续搜索在即将到来的广泛领域EM调查。我们开发了一个玩具模型来描述动力学和热辐射的几何薄，气体盘吸积到PTA源SMBH二进制。我们的模型预测，在光学和红外频率，源应该出现类似于一个典型的发光的活动星系核（AGN）。然而，由于双星的潮汐力矩疏散了吸积流，与由具有相同总质量的单个SMBH提供动力的活动星系核相比，该源可能具有异常低的软X射线光度和弱的紫外线和宽的光学发射线。对于z=1附近的光源，静止帧UV的衰减应该可以观察到非常红色的光学颜色。这些特性将使PTA源在光学发光活动星系核中脱颖而出，并可以使它们得到独特的识别。
2011-11-18 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Quasi periodic oscillations in black hole binaries
快时变是吸积系统最显著的特征，从激变变星到活动星系核，从黑洞、中子星X射线双星到神秘的超亮X射线源，所有吸积系统都存在准周期振荡。在本文中，我将简要地回顾目前的知识QPO在黑洞X射线双星，主要集中在其观察到的属性，但也提到了最重要的模型，已提出来解释QPO的起源在过去的几十年。
2016-03-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Enhanced exploration for primordial black holes using pulsar timing arrays
我们研究了脉冲星计时阵列（PTAs）作为探测银河系暗物质的原始黑洞（PBH）的能力。经过地球或脉冲星附近的PBH会产生脉冲加速度，并在其他有序的脉冲星定时数据上产生残差。我们发现，在卫星引起的定时残差是最佳的搜索较重的PBH比那些在地球上，和两个探头是高度互补的。未来像SKA这样的设施可以探测到质量在10^（22-28）g左右的PBH，即使只有一小部分（< 1%）的银河系暗物质由这些PBH组成。
2012-08-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Detecting Black Hole Binaries by Gaia
我们研究了盖亚卫星通过探测伴星的轨道运动来识别黑洞双星系统的前景。在考虑初始质量函数、质量转移、共包络相位、星际吸收和黑洞可识别性的情况下，我们估计了Gaia探测到的黑洞双星的数目及其在几种不同参数模型下相对于黑洞质量的分布.我们发现，$\sim 200-1000$黑洞双星将被盖亚探测到在其5年的运作。在本文所采用的参数中，零龄主序星质量与黑洞质量的关系对黑洞质量分布函数的形状影响最大，这意味着Gaia探测到的黑洞使我们能够约束质量关系。
2018-06-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Linking the fate of massive black hole binaries to the active galactic nuclei luminosity function
大质量黑洞双星的结构形成的层次模型的背景下，自然预测。设法失去大部分角动量的双星可以合并形成一个残余物。在这一过程的最后阶段，黑洞经历了一个非常响亮的引力波发射阶段，可能被当前和未来的探测器探测到。理论上的努力，以获得一个连贯的物理图片的二元路径，以合并仍在进行中。在本文中，我们第一次利用活动星系核演化的观测研究来约束气体驱动的双星衰变的效率。在保守的假设下，我们发现气体吸积到核黑洞可以有效地导致任何质量的双星形成在高红移（> 2）的合并在当前的时间。观测到的吸积黑洞光度函数的“缩小”趋势进一步表明，气体流入足以驱动轻黑洞向下合并，即使它们在较低的红移下结合在双星中，对于~ 1000万太阳质量的双星，z~0.5，对于~ 100万太阳质量的双星，z~0.2。这对未来天基引力波实验中合并黑洞双星的探测率有很大的影响。
2015-02-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Self-lensing flares from black hole binaries II: observing black hole shadows via light-curve tomography
超大质量黑洞（BH）双星被认为是产生自透镜耀斑（SLF）时，两个黑洞对准视线。如果观测到双星轨道几乎是从侧面，我们会发现一个明显的特征，那就是由透镜黑洞的黑洞阴影所留下的光变曲线。我们研究这个功能的光线跟踪在一个二进制模型，并预测，1\%的当前的二进制候选人可以显示此功能。我们的BH层析成像方法，这里提出可以提取BH阴影，是空间上无法分辨的高分辨率VLBI。
2021-12-27 astro-ph.HE gr-qc
Black Holes LIGO/Virgo Domination and Single-lined Binaries with a Black Hole Candidate Component
在这封信中，我们注意到，在LIGO / Virgo实验中观察到的黑洞探测率与双星中子星探测率之比需要假设大质量恒星“保守”坍缩成黑洞：坍缩恒星的几乎所有质量都在视界之下。这与LIGO/Virgo探测到的大质量黑洞是一致的。另一方面，在坍缩成黑洞的过程中，物质损失很小的假设与单线双星的小偏心率是一致的。同时，解释了在有蓝色恒星的双星系统中，大多数黑洞没有X射线的现象。我们认为，三套LIGO / Virgo的观测和数据的单线双星与候选黑洞组件确认的情况下，大规模的场双星的演变。
2021-01-22 astro-ph.HE hep-th
