Spectral energy distribution of gamma-ray binaries: Sources and Processes
伽马射线双星是研究喷流和外流中高能过程的合适来源。在过去的几年里,在伽马射线双星领域有很多活动,以确定形成其非热光谱的不同因素,从射电到非常高的能量,以及它们的光变曲线。在这项工作中,我讨论了这类物体非热发射的主要方面,目前包括高质量微类星体、承载非吸积脉冲星的高质量双星,可能还有大质量恒星双星;还提出了一些潜在的伽马射线双星候选者。最后,讨论了伽玛射线吸收的重要性,并简要讨论了伽玛射线双星中可能涉及非热辐射的主要物理成分。
2010-08-03 astro-ph.HE
Gamma-ray emission from pulsar/massive-star binaries
我提出了一个审查的主要现象学性质在高能量有关的大规模伽玛射线双星,我讨论了脉冲星模型的一些方面,这些对象。
2009-08-25 astro-ph.HE
Gamma-ray binaries : a bridge between Be stars and high energy astrophysics
X射线和伽马射线天文学的进步为我们的宇宙打开了一扇新的窗户,揭示了由致密物体和Be星组成的各种各样的双星。在Be X射线双星中,一颗中子星吸积Be盘,并通过潮汐相互作用将其截断。这样的系统有重要的X射线爆发,有些与磁盘结构有关。在其他系统中,观测到强烈的伽马射线发射。在伽马射线双星中,中子星不是在吸积,而是在驱动一股高度相对论性的风。风碰撞区与由大质量恒星组成的风碰撞双星有相似之处。高能辐射来自于粒子在相对论激波中被加速。我将回顾X射线和伽马射线双星的物理学,特别是伽马射线双星的最新发展。我将描述的物理机制,如相对论流体力学,潮汐力和非热发射。我将强调如何高能量天体物理学可以揭示一个新的光是恒星物理学,反之亦然。演讲的视频可以在http://activebstars.iag.usp.br/index.php/talk-conference-recordings/bestars-2014-in-london-ontario/session-6/video/astrid-lamberts-interacting-binaries-be-stars-and-high-energy-astrophysics上找到。
2014-10-14 astro-ph.HE
X-ray Binaries: a potential dominant contributor to the cosmic ray spectral knee structure
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院高能物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);Southwest Jiaotong University(西南交通大学);Tangshan University(唐山学院);TIANFU Cosmic Ray Research Center(天府宇宙线研究中心)
X射线双星可能成为宇宙射线能谱膝部结构的主要贡献者,通过分析其径向分布和能量谱,研究其对高能宇宙射线的影响。
2025-12-19 astro-ph.HE
An X-ray Survey of Colliding Wind Binaries
我们编制了一份由Chandra、XMM-Newton和ROSAT卫星探测到的银河系和麦哲伦星云中的36个O+O和89个Wolf-Rayet双星候选者的名单,以探讨它们的X射线性质与它们的系统特征之间的联系。在已公布参数的WR二进制中,除了两个之外,所有二进制的kT都大于0.9 keV。最明亮的X射线WR双星是典型的长周期系统。WR双星在X射线光度上显示出近四个数量级的分布,即使在具有非常相似WR原色的系统之间也是如此。在O+O双星中,短周期系统通常具有软X射线谱,而长周期系统则具有硬X射线谱,在LX/Lbol中也有很大的扩展。
2012-05-25 astro-ph.HE
Chandra Imaging of Gamma-Ray Binaries
我们回顾了几个已知的伽马射线双星的多波长特性,重点是最近解决的钱德拉扩展发射。我们讨论了这些研究结果的紧凑的对象的性质和在这些系统中运行的物理过程的影响。
2013-10-04 astro-ph.HE
Calibrating X-ray binary luminosity functions via optical reconnaissance II. The high-mass XLF and globular cluster population of X-ray binaries in the low star-forming spiral M81
本文利用哈勃多波段数据研究M81中X射线双星,证认球状星团内低质量X射线双星和候选大质量X射线双星,发现寄宿X射线双星的星团更重更致密,但X射线亮度与星团性质无显著相关。
2022-06-14 astro-ph.HE
Population synthesis of neutron star X-ray binaries associated with supernova remnants
中子星X射线双星(NS XRB)是与超新星遗迹(SNRs)有关的最年轻的X射线双星,它可以为研究X射线双星的早期演化和中子星的形成性质提供重要信息。有越来越多的NS XRB被发现藏匿在我们和附近星系的SNR中。在这项工作中,我们进行二进制人口合成计算,以模拟人口的NS XRB与SNR为不同类型的同伴,包括罗氏瓣过度填充主序星,Be星和超巨星。我们估计了它们的出生率,并给出了每种伴星的轨道参数和伴星质量的分布。我们的计算表明,它们中的大多数是Be X射线双星(BeXRB)和一些BeXRB预计将与银河系型星系中的SNRs。
2021-07-20 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
Gamma-ray emission from binaries in context
现在有十几个双星系统被确定为可变的高能(HE,0.1-100 GeV)伽马射线源。五个也是非常高能量(VHE,>100 GeV)伽马射线的来源。双星系统中伽马射线发射的机制是多种多样的。我目前的理解是,它们分为四种类型的系统:伽马射线双星,由脉冲星旋转提供动力;微类星体,由黑洞或中子星的吸积提供动力;新星,由白矮星的热核逃逸提供动力;碰撞风双星,由大质量恒星的恒星风提供动力。其中一些类型长期以来一直被怀疑会发射伽马射线(微类星体),另一些则让社会感到惊讶(新星)。我在这里的目的是提供一个简短的评论的伽马射线发射的双星的现状,在相关的对象的情况下,类似的机制在工作(脉冲星风星云,活动星系核,超新星遗迹)。
2015-07-03 astro-ph.HE
On the displacement of X-ray binaries from star clusters in star-burst galaxies
我们用Hurley等人(2000,2002)开发的演化总体合成程序模拟了星暴星系中亮X射线双星从星团中的位移。与Kaaret et al.(2004)一致,我们发现X射线源与其母星系团之间存在显著的空间偏移,并且可以粗略地重建表观X射线亮度与位移的相关性。相关性对簇的基本属性不敏感(例如,初始质量函数的双星)和踢速度赋予新生的紧凑型恒星,除了共同的信封参数。本文给出了当前X射线双星主要参数的分布,这些分布可用于约束未来光学观测中X射线双星形成和演化的模型。
2010-03-12 astro-ph.HE
Thermal X-ray Emission from the Shocked Stellar Wind of Pulsar Gamma-ray Binaries
伽马射线强X射线双星是一种从射电到伽马射线的非热宽带辐射的双星系统。如果系统由一颗大质量恒星和一颗年轻的非吸积脉冲星组成,它们的风将碰撞产生宽带非热辐射,很可能起源于冲击脉冲星风。热X射线发射预计从冲击恒星风,但到目前为止,它既没有被发现,也没有在伽马射线双星的背景下进行研究。本文提出了脉冲星伽玛射线双星中激波星风热X射线辐射的半解析模型,发现热X射线辐射随脉冲星自旋下降光度单调增加,达到10^33 erg/s量级。伽马射线双星的X射线光谱缺乏热特征,因此可以用来限制脉冲星和恒星风的性质。通过拟合观测到的伽马射线双星的X射线谱与源模型组成的吸收非热功率定律和计算的热X射线发射,我们能够推导出上限的自旋下的光度的推定脉冲星。我们将这种方法应用于LS 5039,这是唯一一个具有径向强风的伽马射线双星,并获得了脉冲星自旋下降光度的上限约为6x10^36 erg/s。考虑到高能伽马射线发射的能量限制,可能需要非常接近1的非热与自旋下降的光度比。
2011-11-22 astro-ph.HE
Periodic radio morphology of gamma-ray binaries
伽马射线双星使我们能够研究物理过程,如粒子加速到非常高的能量和伽马射线发射和吸收与周期性变化的几何配置。这些源产生放射性粒子的流出,其结构可以用甚长基线干涉测量术(VLBI)成像。我们研究了γ射线双星LS I +61 303和LS 5039的形态变化,发现了PSR B 1259 -63和HESS J 0632 +057的扩展发射。基于这些结果,我们已经建立了AU尺度上的伽玛射线双星的无线电发射的基本属性和行为,我们已经有助于找到所有这些都是共同的特点。在这里,我们提出了最相关的属性,每个源和一般性质的伽马射线双星,我们描述的影响,这些双星系统的性质。
2013-06-12 astro-ph.HE
Recent MAGIC results on Galactic binaries
X射线和伽马射线双星是由一个致密天体和一个非简并伴星组成的系统。这些辐射源中的大多数已被证明在很宽的频率范围内发射辐射,从无线电到X射线,有时甚至是伽马射线。我们报告最近的结果,在非常高的能量超过100 GeV的伽马射线MAGIC合作获得的银河X射线双星MAXI J1820+070和1A 0535+262,和伽马射线双星HESS J0632+057。在较低的能量多波长数据也提供了一个更好的contextualisation的来源。
2022-09-21 astro-ph.HE
Colliding wind binaries and gamma-ray binaries : relativistic version of the RAMSES code
伽马射线双星是由大质量恒星和非吸积脉冲星组成的碰撞风双星。粒子在冲击波的加速导致辐射从扩展的无线电辐射到伽马射线波段。预计相互作用区域将显示与恒星CWB的共同特征。利用流体动力学程序RAMSES进行数值模拟,重点研究了它们的结构和稳定性,发现Kelvin-Helmholtz不稳定性(KHI)可以导致风之间的重要混合,破坏大尺度螺旋结构。为了研究脉冲星风的相对论性质的影响,我们将RAMSES扩展到相对论流体动力学(RHD)。脉冲星风和恒星风之间的相互作用的初步模拟显示出重要的相似之处与恒星碰撞风小相对论修正。
2012-12-17 astro-ph.HE
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
Accretion disc atmospheres and winds in low-mass X-ray binaries
在过去的十年中,X射线光谱学使得大量的发现光电离吸收的X射线双星。对这种吸积盘、大气和风的研究对于理解吸积过程和可能的环境反馈机制具有根本的重要性。本文综述了低质量X射线双星中吸积盘大气和风的观测和理论研究现状,重点讨论了风的发射机制和对吸积状态的依赖性。最后,我们谈谈值得特别注意的问题。
2015-10-13 astro-ph.HE
Non-thermal emission from high-energy binaries through interferometric radio observations
高质量双星系统涉及极端环境,产生从无线电到伽马射线的非热辐射。在这些系统中,只有三种类型已知会发出持续的伽马射线:碰撞风双星、高质量X射线双星和伽马射线双星。本论文的重点是通过干涉观测的高质量双星系统的无线电发射,我们已经探讨了这些来源与低,高频率的射电观测,甚高分辨率VLBI的。我们研究了两个低频γ射线双星LS 5039和LS I +61 303。我们得到了它们的光变曲线和光谱,并确定了它们射电发射区的物理性质。我们还利用VLBI观测研究了γ射线双星HESS J0632 + 057。通过VLBI和光学观测发现了一个新的碰撞风双星HD 93129A。最后,我们已经进行了两个源,是候选人的伽玛射线双星的无线电观测。
2016-03-30 astro-ph.HE
On the origin of the hard X-ray tail in neutron-star X-ray binaries
中子星X射线双星在低光度(通常是硬态)时,会像银河系黑洞X射线双星一样,发射出一种致密的、光学厚度大的相对论性射电喷流。当无线电发射是明亮的,没有证据的指数截止硬幂律尾在大多数系统中观察到。我们已经开发了一个喷流模型,解释了许多光谱和时间特性的黑洞双星的状态,喷流存在。我们的目标是调查我们的喷流模型是否可以重现硬尾,与正确的范围内的光子指数和没有一个高能量的截止,在中子星X射线双星。我们进行了蒙特卡罗模拟的康普顿向上散射的软,吸积盘或边界层光子,在喷流和计算出的能量谱,以及硬光子相对于软的傅立叶频率的函数的时间滞后。我们证明,我们的喷流模型解释了所观察到的幂律分布与光子指数在1.8-3的范围内。通过适当的参数选择,康普顿化的截止预期转移到~300 keV以上的能量,产生一个纯幂律,没有任何翻转的证据,与观测结果一致。我们的研究结果加强了这样一种观点,即在X射线双星中流出(喷流)和流入(盘)之间的联系并不取决于致密天体的性质,而是取决于吸积过程。此外,我们还讨论了黑洞和中子星X射线双星中喷流的差异,并预言作为一类的中子星X射线双星,其光谱能量分布的突变频率将低于黑洞双星。
2016-05-06 astro-ph.HE
Revealing Gamma-Ray Binaries
最近的地面和太空望远镜探测到了从几个到几百个千兆电子伏(GeV)的高能光子,为宇宙打开了一扇新的窗户。然而,由于这些望远镜相对较差的角分辨率,观测到的数千个伽马射线源中有很大一部分仍然未知。紧凑的天体是这些高能量源之一,在银河系中有一个特殊的类别称为“伽马射线双星”。
2012-01-16 astro-ph.HE
Origin of power-law X-ray emission in the Steep power-law state of X-ray Binaries
本文提出了X射线双星陡幂律(SPL)态发射源的新设想。X射线辐射的幂律分量是相对论电子在黑洞的内稳定圆轨道(ISCO)附近的高磁化致密斑点中的同步辐射,并且具有由电子加速率确定的扩展到MeV以上的硬谱。然后这些光子被周围的等离子体向下散射,形成观察到的陡峭光谱。该模型与高频准周期振荡(HFQPOs)和极高的亮度的SPL状态的相关性进行了讨论。
2009-05-18 astro-ph.HE
Study of gamma-ray loud binaries in the Fermi era
我们讨论费米观测的伽玛射线响亮的双星。我们发现,在强子模型的LSI +61 303活动,检测截止的GeV谱约束的最大能量的初级质子。通过这种方式,GeV的伽马射线数据对来自源的预期中微子信号(光谱和光变曲线)施加了约束。我们还简要讨论了在2010年近星过境期间PSR B1259-63的GeV波段探测前景。
2009-12-18 astro-ph.HE
Fermi-LAT study of two gamma-ray binaries, HESS J0632+057 and AGL J2241+4454
HESS J 0632 +057和AGL J2241+4454的GeV γ射线发射,是最近由H.E.S.S.和AGILE,分别使用费米-LAT档案数据集进行了搜索。γ射线事件的空间和时间分布进行了研究,但没有证据表明GeV的γ射线信号来自任何来源。
2013-03-11 astro-ph.HE
Effects of variability of X-ray binaries on the X-ray luminosity functions of Milky Way
星系的X射线光度函数已成为研究星系中X射线双星星族分布的有用工具。利用全天空X射线观测仪获得的X射线双星的长期光变曲线,为构造X射线光度函数提供了可能性,同时也考虑了星系X射线双星的强度变化效应。利用RXTE-ASM在2-10 keV能区获得的源的长期光变曲线,我们构造了银河系X射线光度函数的多重实现。在HMXB和LMXB XLF的斜率值中观察到的扩散是由于在这些XLF的构造中包含了X射线双星的可变光度以及有限样本效应。在光度范围10^{36} - 10^{39} erg/sec的银河系HMXB构造的XLF由幂律模型描述,平均幂律指数为-0.48,由于HMXB的可变性导致的扩展为0.19。在10^{36} - 10^{39} erg/sec的光度范围内,为银河系LMXB构造的XLF具有截止幂律的形状,平均幂律指数为-0.31,由于LMXB的变化而产生的扩展为0.07。
2016-02-26 astro-ph.HE
Gamma-ray binaries and related systems
经过最初的声明和长时间的中断,现在已经确定有几颗双星会发射高能(0.1 - 100 GeV)和极高能(> 100 GeV)的伽马射线。一个新的类别已经出现,称为“伽马射线双星”,因为它们的大部分辐射功率超过1 MeV。吸积X射线双星、新星和碰撞风双星(eta Car)也被探测到--"相关系统"证实了粒子加速在天体物理源中的普遍性。这些系统有什么共同点吗?是什么推动了它们的高能排放?这些过程与其他伽马射线源(恒星、活动星系核、超新星遗迹)的过程相比如何?我回顾了这些探测之后的观测和理论工作的财富,重点是伽马射线双星。我目前的证据表明,伽马射线双星驱动的旋转动力的双星。双星是实验室,当其组成部分在其轨道上旋转时,可以在规则的时间尺度上获得不同的有利位置或物理条件。我解释了伽马射线双星模型使用的基本成分,他们目前面临的挑战,以及他们如何能够带来对伽马射线双星物理学的见解。我讨论如何从微类星体的伽马射线发射提供了一个窗口吸积-喷射和加速之间的连接,而埃塔车和新星提出了新的问题,这些对象的物理-或扩散冲击加速理论。事实上,通过在通常无法预见的尺度和环境中测试高能天体物理过程,解释双星的伽马射线发射会使我们的理论变得紧张,这就是这些探测最有价值的原因。
2013-09-05 astro-ph.HE
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
Influence of irradiation-driven winds on the evolution of intermediate-mass black hole X-ray binaries
在年轻的稠密星团中,中等质量黑洞(IMBH)可能通过交换相遇或潮汐俘获获得伴星,然后通过洛希瓣溢出向IMBH X射线双星演化。一般认为IMBH X射线双星是潜在的超亮X射线源,因此它们的演化具有重要意义。然而,来自IMBH周围吸积盘的强X射线通量所产生的辐射驱动风在决定IMBH X射线双星演化过程中起着重要作用,在详细的双星演化模拟中应予以考虑。利用MESA程序,我们着重研究了辐射驱动风对IMBH X射线双星演化的影响。我们的模拟表明,高的风驱动效率($f=0.01$为$Z=0.02$,$f=0.002$为$Z=0.001$)大大缩短了IMBH X射线双星的ULX阶段的持续时间与中等质量($5~M_{\odot}$)的施主星。然而,这种影响可以忽略的高质量($10~M_{\odot}$)供体星。辐照效应($f=0.01$或$0.002$)使IMBH双星的初始参数空间在施主星质量-轨道周期图中明显收缩,并向高光度ULX($L_{\rm X}>10^{40}~\rm erg\,s^{-1}$)和超亮X射线源演化。此外,辐射效应导致有效的角动量损失,产生具有相对接近的轨道的IMBH X射线双星。在我们模拟的参数空间中,约有1%的IMBH双星由于轨道周期较短而演化为致密的X射线源,其中一些可能被探测为低频引力波源。
2021-04-27 astro-ph.HE
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
What can Simbol-X do for gamma-ray binaries?
伽马射线双星是在极高能(> 100 GeV)的天空中发现的一类新的银河系天体。今天已知的三个系统都有硬X射线光谱(光子指数约为1.5),扩展的无线电发射和高亮度的伽马射线。最近在X射线中对LSI +61 303的监测活动证实了这些系统的可变性,并揭示了随着通量增加的光谱硬化。在一般的单区轻子模型中,相对论性电子的冷却解释了在高能量下观察到的主要光谱和时间特征。持续的硬X射线发射预计将远远超过10千电子伏。我们解释了Simbol-X将如何约束与费米空间望远镜测量有关的现有模型。由于其在硬X射线中前所未有的灵敏度,Simbol-X还将在发现新的伽马射线双星方面发挥作用,为紧凑型双星的演化提供新的见解。
2009-02-18 astro-ph.HE
Identification of High Mass X-ray Binaries selected from XMM-Newton observations of the LMC
大麦云(LMC)目前拥有大约23个高质量X射线双星(HMXB),其中大多数是Be/X射线双星。LMC XMM-Newton调查提供了对以前已知的可能是HMXB的X射线源的后续观察,以及识别新的HMXB候选者。根据X射线硬度比,共选择了19个候选HMXB。在本文中,我们提出了红色和蓝色的光学光谱,获得SALT和SAAO 1.9米望远镜,加上时间分析的长期光学光变曲线从OGLE确认这些候选人的性质。我们发现9个候选者是新的Be/X射线双星,大大增加了LMC Be/X射线双星的人口。此外,我们提出了这些新系统的光学性质,无论是单独的,并作为一组的所有BeXB确定的XMM-牛顿调查的LMC。
2017-12-19 astro-ph.HE
Expected gamma-ray emission from x-ray binaries
目前众所周知,某些大质量双星系统的条件允许粒子加速并产生GeV-TeV的伽马射线。然而,目前还不完全清楚哪些粒子负责这种发射以及参与了哪些辐射过程。讨论了在大质量双星系统中,哪些参数决定了粒子的加速过程以及粒子产生的高能辐射。
2011-11-25 astro-ph.HE
Are there magnetars in high-mass X-ray binaries?
磁星形成一个特殊的中子星群体,具有强磁场和长自旋周期。目前已知的大约30颗磁星和候选磁星可能是孤立的。但是磁星是双星的可能性并没有被排除。在这项工作中,我们在风馈大质量X射线双星中进行了具有不同磁场的中子星的自旋演化,并将自旋周期分布与观测结果进行比较,旨在发现双星中的磁星。我们的模拟表明,一些中子星,具有长的自旋周期或在宽的分离系统,需要强磁场来解释它们的自旋演化。这意味着在高质量X射线双星中可能存在磁星。而且,这可以进一步为一些尚不清楚的天文现象提供理论依据,例如双星系统中磁星周期性快速射电暴的可能起源。
2021-10-20 astro-ph.HE
A model for gamma-ray binaries, based on the effect of pair production feedback in shocked pulsar winds
我们分析了伽玛射线双星的模型,包括一个大质量的恒星和脉冲星与超相对论风。我们认为,从高能粒子的辐射,加速在脉冲星风终止冲击,并通过生产的次级电子-正电子对风反馈这种辐射。我们表明,对反馈限制了脉冲星风的洛伦兹因子,并创建了一个人口非常活跃的对,其辐射可能是负责所观察到的伽马射线信号。
2016-06-03 astro-ph.HE
Polarised light from accreting low mass X-ray binaries
本文总结了IXPE卫星对吸积低质量X射线双星的首个1.5年偏振观测结果,并与理论预测对比,揭示了意外发现,凸显X射线偏振测量在高能天体物理中的互补与基础作用。
2023-12-22 astro-ph.HE
Taxonomy of High Mass X-ray binaries from a historical perspective
Foundation for Research and Technology-Hellas(希腊研究与技术基金会);University of Crete(克里特大学)
本文从历史角度回顾了高质量X射线双星(HMXB)的分类演变,介绍了其子类及关键观测特征。
2026-06-02 astro-ph.HE
The strange case of HESS J0632+057 and the γ-ray High Mass X-ray Binaries
在过去的十年里,切伦科夫望远镜在地面和空间的γ射线仪器已经确定了一类新的高质量X射线双星(HMXB),其发射主要是γ射线。到目前为止,只有五个系统是已知的。所有这些都被切伦科夫望远镜在TeV能量范围内探测到,而在GeV能量范围内,仍然有一个(HESS J 0632 +057)没有被费米-LAT探测到。利用3.5年多的Fermi-LAT数据对HESS J 0632 +057的γ射线发射进行了深入的研究。我们讨论了这一搜索的结果,并将其与其他γ射线双星系统进行了比较。
2012-11-26 astro-ph.HE
Probing orbital parameters of gamma-ray binaries with TeV light curves
针对伽马射线双星的轨道参数探测问题,提出利用带有伽马-伽马吸收特征的TeV光变曲线来探测其轨道参数的方法,为这类致密双星系统的轨道特性研究提供了新途径。
2023-10-02 astro-ph.HE
Extending the "Energetic Scaling of Relativistic Jets From Black Hole Systems" to Include $γ$-ray-loud X-ray Binaries
我们表明,喷流功率$P_j$和几何校正$γ$射线光度$L_γ$的X射线双星(XRB)天鹅座X-1,天鹅座X-3,和V404天鹅座,和$γ$射线上限GRS 1915+105和GX 339 -4,遵循Nemmen et al.(2012)为耀变体和GRB发现的黑洞(BH)系统相对论喷流能量学的普适标度。对观测到的XRB峰值$γ$射线亮度进行了几何校正,并根据射电耀斑峰值通量密度和耀斑上升时间估算了最小喷流功率。$L_γ-P_j$相关性在整个$\sim 17$数量级上都成立。这种关联表明了X射线双星高能辐射的喷流起源,并指出了所有相对论BH系统0.1-100 GeV高能辐射的共同机制或效率。
2017-07-27 astro-ph.HE
Accretion Geometry of Black Hole X-ray Binaries: Insights from X-ray Observations
Institut für Astronomie und Astrophysik, Eberhard-Karls Universität Tübingen(蒂宾根大学天文与天体物理研究所)
本文通过X射线观测研究了黑洞X射线双星的吸积几何,探讨了吸积盘结构与喷流之间的联系,并总结了当前对吸积过程的理解及未解问题。
2026-03-10 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
The likely Fermi detection of the Be X-ray binary GRO J1008-57: hint for gamma-ray production in neutron-star X-ray binaries
在我们的搜索从Be X射线双星的伽马射线发射的数据分析与费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜(LAT),我们发现可能检测GRO J1008-57。该双星的轨道周期为249.48天,只有在轨道相位0.8- 0.9(>4 sigma)时才能被发现。进一步的光变曲线分析表明,这一发现可能主要是由于在2012- 2013年前后的一个轨道周期中,在该源发生巨大的X射线爆发之后发生的发射事件。这种偶尔有伽马射线发射事件的性质与另一颗高质量X射线双星4U 1036-56中所见的相似。然而,考虑到可能从吸积中子星发射伽马射线的模型很难解释观测到的10^{34}尔格·秒^{-1}的源光度,除非距离被大大高估。为了更清楚地确定GRO J1008-57或类似的高质量X射线双星的高能发射特性,并找到理解伽马射线发射如何产生的线索,还需要进一步的观测研究。
2019-09-03 astro-ph.HE
A possible signature of Lense-Thirring precession in dipping and eclipsing neutron-star low-mass X-ray binaries
在X射线双星的光变曲线中,倾斜的内吸积盘的相对论性Lense-Thirring进动被认为是低频(~0.01-70 Hz)准周期振荡的一种机制。内盘旋转轴和致密天体旋转轴之间需要一个相当大的失准角(~15-20度),才能产生这种进动效应,从而在X射线光变曲线中产生可观察到的调制。这种错位的结果是,在高倾角的X射线双星中,进动的内盘将准周期性地拦截我们对致密天体的视线。在中子星系统的情况下,这应该有一个显着的观测效果,因为很大一部分的吸积能量释放或附近的中子星表面。在这封信中,我认为这种特殊的透镜-瑟林进动效应可能已经在几个倾斜/食中子星X射线双星中作为~1 Hz的QPO观测到了。
2012-11-07 astro-ph.HE
High-Mass X-ray Binaries: progenitors of double compact objects
本文综述了大质量X射线双星的形成和演化。在包含中子星的HMXB系统中,只有那些轨道周期超过一年的系统才能在HMXB阶段之后的公共包络演化中幸存下来。这些系统可能产生具有偏心轨道的近距离双中子星。包含黑洞的HMXB不一定会演化成CE相。具有相对短轨道周期的系统将通过稳定的罗氏瓣溢出演化为包含黑洞的短周期沃尔夫-拉叶(WR)X射线双星。另外两种方式形成WR X射线双星与黑洞被确定:CE演化的宽HMXB和非常接近的系统的均匀演化。在这三种情况下,WR X射线双星的最终产物将是双黑洞或黑洞中子星双星。
2019-01-25 astro-ph.HE
Compact intermediate-mass black hole X-ray binaries: potential LISA sources?
空间引力波(GW)探测器激光干涉仪空间天线(LISA)计划于21世纪30年代初发射,其科学目标是探测银河系中的低频引力波信号。它的主要候选GW源是白矮星和中子星的致密双星。在这项工作中,我们研究是否紧凑的中等质量黑洞(IMBH)的X射线双星可能是潜在的LISA源。我们的模拟表明,在初始轨道周期为0.77 d的分叉周期附近,具有1000 $M_{\odot}$ IMBH和3 $M_{\odot}$施主星的IMBH双星可以演化成超紧凑X射线双星,它将发射最大频率为2.5 mHz的GW信号。根据特征应变的演化轨迹,初始施主星质量为$1-3~M_{\odot}$,初始轨道周期略小于分叉周期的IMBH X射线双星在15 kpc的距离上是可以被LISA探测到的。假设银河系60个球状星团中的每一个都有1000个$M_{\odot}$ IMBH,那么LISA在银河系中探测到的紧凑IMBH X射线双星的最大数量应该少于10个。因此,LISA对致密IMBH X射线双星的探测能力并不乐观。
2020-05-03 astro-ph.HE
NuSTAR Observations of X-Ray Binaries
截至2014年8月,核光谱望远镜阵列(NuSTAR)已经观测到约30个X射线双星,作为计划计划的一部分,作为机会目标,或用于仪器校准。观测的主要科学目标包括探测吸积盘的内部并通过反射分量限制黑洞旋转,提供对静态低质量X射线双星(LMXB)硬X射线发射的首次观测,测量吸积双星的回旋加速器线,以及研究来自中子星的I型X射线爆发。在这里,我们更深入地描述了科学目标,并概述了为实现这些目标而进行的NuSTAR观测。其中包括对INTEGRAL发现的四颗“IGR”高质量X射线双星(HMXB)的观测。我们还总结了已经获得的结果及其影响。在IGR HMXB中,我们专注于在IGR J17544-2619光谱中发现回旋加速器线。
2015-01-14 astro-ph.HE
Sizing up the population of gamma-ray binaries
伽马射线双星被认为是由一颗年轻的脉冲星围绕着一颗大质量的O或Be星运行,它们的伽马射线发射是由脉冲星的自旋提供动力的。我们银河系中这种系统的数量尚不清楚。我们的目标是估计在我们的银河系的伽马射线双星的总数,并评估在GeV和TeV的能量范围内的新的检测的前景,考虑到他们的伽马射线发射调制的轨道周期。我们模拟人口的伽马射线双星和评估的分数检测系统的调查与费米-LAT(GeV),HESS,HAWC和CTA(TeV)使用基于观测和合成模板光变曲线。检测到的分数更多地取决于轨道平均通量,而不是光变曲线的形状。我们对伽马射线双星数量的最佳估计是101个$_{-52}^{+89}$系统。通过进行费米-LAT调查,预计会有一些发现。TeV调查中的发现不太可能。然而,这取决于在GeV和TeV域中发射的功率的相对量。可能有多达$\approx$ 200 HESS J 0632 +057的系统,与其他伽马射线双星相比,其TeV与GeV的发射比率很高。统计数据允许在HAWC观测的五年中有多达三个发现,在CTA银河平面调查的头两年中有五个发现。继续费米-LAT观测比地面TeV调查更有利于发现新的伽马射线双星。伽马射线观测对具有高自旋下降脉冲星功率的短轨道周期系统最为敏感。无线电脉冲星巡天(SKA)在探测长轨道周期系统方面可能更有效,为伽马射线双星群提供了补充探测。
2017-07-18 astro-ph.HE
Selection Effects on the Orbital Period Distribution of Low Mass Black Hole X-ray Binaries
通过对17个已确认的低质量黑洞X射线双星(BHXB)的观测轨道周期分布与它们的隐含周期分布进行校正,研究了短周期(< 4小时)观测到的低质量黑洞双星系统的缺乏。我们还从两个简单的轨道周期分布中抽取样本,并比较了模拟和观测的轨道周期分布。我们预测银河系中有>200和<3000个双星,周期在2到3小时之间,另外还有600个物体在3到10小时之间
2017-10-20 astro-ph.HE
Evolution of hard X-ray photon index in black-hole X-ray binaries: hints for accretion physics
在X射线双星爆发和活动星系核样品的衰变阶段,发现了X射线光子指数与Eddington标度X射线光度之间的反相关和正相关。我们进一步系统地研究了4个黑洞X射线双星的8次爆发中X射线谱指数、X射线通量和爱丁顿比的演化,其中所有选定的爆发都有Rossi X射线定时探测器在上升和衰变阶段的观测数据。在初始上升阶段,X射线谱指数与通量呈反相关,当X射线通量接近峰值时,X射线谱迅速软化。在衰减阶段,X射线光子指数和通量遵循两种不同的正相关关系,当X射线通量低于某一临界值时,它们再次变为反相关,其中反相关部分遵循与初始上升阶段相同的趋势。与其它X射线双星相比,GRO J1655-40的反跃迁和正跃迁临界爱丁顿比明显较低,这可能是由于其黑洞质量和距离没有得到很好的约束,或者是由于其内禀质量不同.
2019-12-09 astro-ph.HE
Gamma-ray binaries: microquasars and binary systems with pulsar
在高能(HE,E > 100 MeV)和/或甚高能(VHE,E > 100 GeV)伽马射线下已经探测到几个双星系统。其中一些是X射线双星,其中吸积为相对论性射电喷流提供能量,并为非热发射提供动力(即,微类星体),而在其他的能量来自年轻脉冲星的风,而不是吸积。虽然这些系统的动力机制不同(吸积与脉冲星风),但它们都是无线电,X射线和伽马射线发射器,并且有一个高质量的明亮伴星(O或B),这是IC散射的种子光子和强子相互作用的目标核的来源。我在这里回顾了一些主要的观测结果的非热辐射的X射线双星,以及一些建议的方案来解释生产的伽马射线。
2011-01-25 astro-ph.HE
Magnetic fields of neutron stars in X-ray binaries
已知的中子星中有相当一部分存在于X射线双星系统中,在这种系统中,一个致密的物体从伴星吸积物质。X射线双星中的中子星具有宇宙中最强的磁场,其范围至少从$\sim10^8$到几十$^{13}$ G。这些中子星周围的磁层对吸积过程有很大的影响,吸积过程为中子星的大部分发射提供了动力。磁场强度和几何形状是造成在X射线能量范围内观察到的各种光谱和定时特性的主要因素,使这些物体成为研究地球上无法进入的磁场中的物质行为和辐射过程的独特实验室。本文综述了中子星X射线双星中存在磁场的主要观测方面以及估算磁场强度的一些方法。
2014-11-21 astro-ph.HE
A physical model for state transitions in black hole X-ray binaries
提出了一个吸积循环,它可以解释黑洞X射线双星的状态跃迁和其它观测到的现象。这个模型是基于圆盘撕裂的过程,在这个过程中,单个的气体环从圆盘上脱落,并有效地独立进行旋进。这发生在当透镜-Thirring效应比局部盘粘性强时。我们讨论了这个模型的准周期振荡和磁盘射流电晕耦合的影响。我们还推测将此模型应用到活动星系核和其他吸积系统。
2013-11-12 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
Decade time-scale modulation of low mass X-ray binaries
罗西X射线定时探测器卫星上的全天监测器进行的定期观测已经产生了采样良好的光变曲线,其时间基线超过十年。我们发现,多达8个的16个最明亮的持久低质量X射线二进制显示显着的,可能的正弦曲线,周期为10年的变化。我们推测其可能的起源和流行的人口低质量X射线双星,我们发现存在的第三个对象在系统中,或长期的变化固有的捐助者的明星,作为有吸引力的起源,我们检测到的X射线通量调制。对于我们没有检测到信号的一些对象,存在大量的短期变化,这可能隐藏长时间尺度上的适度调制。因此,十年时标调制可能更为常见。
2009-09-02 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