Evidence of variation of the accretion flow geometry in GRS 1915+105 from IXAE and RXTE data
银河系微类星体GRS 1915+105具有各种类型的光变曲线。然而,人们并不了解什么时候会出现某种类型的光变曲线,只有在少数情况下,才能观察到从一种类型到另一种类型的转变。我们详细研究了这些情况下的光谱特性,表明不同的类有不同的比例的幂律光子和黑体光子。由于幂律光子来自康普顿云,并且幂律光子分量的强度取决于康普顿云对软光子的拦截程度,因此我们得出结论,不仅吸积速率,而且吸积流几何形状也必须在类转变期间发生变化。
2014-02-17 astro-ph.HE
A decade of high-resolution radio observations of GRS 1915+105
射电发射X射线的双星GRS 1915+105显示了各种各样的X射线和射电状态。我们提出了十年的监测观测,与RXTE-ASM和赖尔望远镜,结合高分辨率射电观测使用MERLIN和VLBA。在1.4和1.6 GHz的线性极化已在空间上解决的无线电喷流,在~150质量的规模和几毫焦的通量密度。核心的去极化发生在射电耀斑期间,与发射的相对论结的喷射有关。我们已经确定了在四个时期的X射线耀斑的喷射。假设没有减速,每天16.5至27质量的自行已经被观察到,支持一个假设的变化角度的视线,每次喷射,也许在一个旋进射流。
2009-10-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Recurrent Instability in LMXB Accretion Disks: How Strange is GRS 1915+105?
低质量X射线双星(Low Mass X-Ray Binaries,LMXB)是一个致密的天体通过吸积盘从伴星吸积而来的系统。LMXB的X射线特性在从毫秒到几十年的时间尺度上显示出强烈的变化,其中大部分与内部吸积盘的极端环境有关,因此了解这种行为是理解物质在这种环境中如何行为的关键。GRS 1915+105和MXB 1730-335是两个LMXB,它们表现出特别不寻常的变异性。GRS 1915+105显示了大量不同类别的秒至分钟尺度变化,包括重复的下降和耀斑模式。MXB 1730显示II型X射线暴; X射线强度以分钟级增加,突然开始并缓慢衰减。最近,两个新的天体IGR J17091-3624和GRO J1744-28显示出类似的行为。在这篇论文中,我提出了一个新的框架与IGR J17091中的变异性进行分类。我执行这个源和GRS 1915之间的比较研究。在GRS 1915中,硬X射线在所有可变性类别中都滞后于软X射线;在IGR J17091中,我发现这种滞后的符号在可变性类别之间变化。此外,虽然GRS 1915+105的吸积接近其爱丁顿极限,但我发现IGR J17091-3624的吸积只有其爱丁顿极限的5-33%。我还对GRO J1744的变异性进行了研究,发现它比MXB 1730更复杂,至少由4种不同的现象组成,这些现象可能有不同的物理起源。这些现象之一,“结构性爆发”,由类似于G…
2019-03-15 astro-ph.HE
Identification of QPO frequency of GRS 1915+105 as the relativistic dynamic frequency of a truncated accretion disk
我们分析了银河系微类星体系统GRS 1915+105的AstroSat观测,当该系统在3.4-5.4 Hz的频率范围内表现出C型准周期振荡(QPO)时。由LAXPC和SXT同步观测得到的宽谱(1-50 keV)可以很好地用相对论截断吸积盘以及热康普顿化和反射来描述。我们发现,而QPO频率依赖于内半径与一个大的散射,一个更紧密的相关性时,得到的内半径和吸积率的磁盘都考虑在内。事实上,频率的变化与几十年前相对论标准吸积盘理论对自旋参数约为0.9的黑洞所预测的动态频率(即声音穿越时间的倒数)一样。我们表明,这种识别已成为可能,由于同时宽带光谱覆盖的时间信息从AstroSat。
2020-01-21 astro-ph.HE
Jet Suppression by Accretion Disk Winds in the Microquasar GRS 1915+105
具有相对论喷流的恒星质量黑洞,也被称为微类星体,模仿类星体和活动星系核的行为。由于恒星质量黑洞周围的时间尺度比更遥远的超大质量黑洞周围的时间尺度小几个数量级,因此微类星体是研究黑洞系统中吸积盘演化和喷流形成的理想"实验室“。尽管对黑洞的研究揭示了一系列复杂的吸积活动,但触发和抑制喷流形成的机制仍然是一个谜。在这里,我们报告发现了一个广泛的发射线期间的强烈的硬X射线通量在微类星体GRS 1915+105,和高度电离的窄吸收线在较软的状态。我们认为,宽发射线时出现的内部吸积盘是由硬X射线照射,可能从喷流。相反,在较软的状态下,当喷流较弱或不存在时,吸收线出现,因为黑洞周围的强大辐射场将热风从吸积盘中驱走。我们的分析强烈地表明,这种风携带了足够的质量远离圆盘,阻止物质流入射电喷流。
2009-03-24 astro-ph.HE
Similarities and Differences in Accretion Flow Properties between GRS 1915+105 and IGR J17091-3624: a Case Study
我们对GRS 1915+105和IGR J17091-3624的变率类进行了比较光谱-时间分析,以推断潜在的吸积流机制。已考虑对$ν$以及C2级Rossi X射线定时探测器观测进行分析。我们调查的强度变化的源在不同的能量域,对应于吸积流的不同组件,并推断这些流组件的相对优势,在倾角/耀斑事件。我们关联的动态光子指数($Θ$)的依赖性与强度在不同的能带和评论的软倾斜/耀斑期间的源的过渡到硬/软阶段。我们还报道了在GRS 1915+105的$ν$变率类中,对应于较软和较硬区域的\sim 7.1 Hz处的尖锐QPO的存在,并讨论了它所暗示的可能的吸积流结构。在IGR J17091-3624的$ν$和C2类中,在低和中能带(2.0-6.0 keV和6.0-15.0 keV)中观察到\sim 20 mHz附近的尖锐QPO,但在高能量(15.0-60.0 keV)中仍未检测到。2.5-25.0 keV背景扣除光谱也与TCAF以及康普顿反射分量相拟合。一个合理的吸积流机制,以解释所观察到的变化已被提出。
2022-01-20 astro-ph.HE
Testing evolution of LFQPOs with mass accretion rate in GRS 1915+105 with Insight-HXMT
利用对GRS 1915+105低频准周期振荡(QPO)的Insight-HXMT观测,测量了QPO频率随盘内径和质量吸积率的演化。我们发现QPO频率和质量吸积率之间存在紧密的正相关关系。我们的研究结果扩展了以前的工作与AstroSat的吸积率与独立的仪器和观测更大的范围。将GRS 1915+105的QPO频率视为截断圆盘的相对论动力学频率,我们能够证实GRS 1915+105中黑洞的高自旋性质。我们还讨论了我们的发现在未来测试广义相对论的潜力。
2021-03-09 astro-ph.HE gr-qc
Accretion Flow Properties of GRS 1716-249 during its 2016-17 'failed' Outburst
在$2016-17$中,银河系瞬变黑洞候选者GRS 1716-249在经过近23年的长时间静止后表现出爆发事件。震源在爆发阶段持续了$\sim 9$个月。我们研究的光谱和时间特性的源在这次爆发使用档案数据从四个天文卫星,即MAXI,雨燕,NuSTAR和AstroSat。初始光谱分析是使用组合磁盘黑体和幂律模型。为了更好地理解吸积流的性质,我们用物理双组分平流(TCAF)模型研究了吸积流的谱。吸积流参数直接从与TCAF模型的谱拟合中提取。在Swift/XRT和AstroSat/LAXPC数据中也观察到低频准周期振荡。从光谱和时间特性的变化性质来看,在整个爆发过程中,震源始终处于硬态。它从来没有过渡到其他状态,这使得这一事件是一个“失败的”爆发。没有较软的光谱状态与源所属的短轨道周期物体的类别一致。根据光谱拟合,我们还估计GRS~1716-249的可能质量在$4.50-5.93 M_\odot$或$5.02^{+0.91}_{-0.52} M_\odot$范围内。
2021-02-04 astro-ph.HE
The Physics of Disk Winds, Jets,and X-ray Variability in GRS 1915+105
基于RXTE/Chandra HETGS对GRS 1915+105中快速X射线变化的联合研究,我们提出了关于吸积和喷射物理学的新见解。这是第一次,与快速相位分辨光谱的ρ状态,我们能够表明,在宽带X射线光谱(RXTE)的时间尺度上秒的变化与可测量的变化吸收线(钱德拉HETGS)从吸积盘风。此外,我们直接检测的材料蒸发的辐射压力为主的内盘。因此,我们的X射线数据揭示了黑洞,因为它蒸发了一部分内部吸积流,然后从外盘驱动风,所有这些都在一个奇怪的周期中持续不到60秒,但可以重复数周。我们发现,吸积盘风可能是足够大的发挥积极的作用,在GRS 1915+105,不仅在淬火喷流的长时间尺度上,但也可能产生或促进类之间的过渡X射线的变化。
2010-10-26 astro-ph.HE
QPO Frequency - Color Radius Connection in GRS 1915+105: a Possible Turnover supporting AEI predictions
人们普遍认为,在微类星体中观测到的低频准周期性X射线振荡与吸积盘内边缘的物理半径相关,但不是起源于该半径。与QPO频率和颜色半径相关的模型受到观测结果的阻碍,这些观测结果显示微类星体GRO 1655-40、XTE J1550-564和GRS 1915+105之间存在相互矛盾的趋势相关性。第一种是负相关,后两种是正相关。通过考虑吸积盘中的相对论旋转,吸积-喷射不稳定性(AEI)模型预测了频率-半径关系的翻转,并已成功地与GRO J1655-40和GRS 1915+105的观测结果进行了比较。我们通过对微类星体GRS 1915+105的观测,提出了支持AEI模型预测的进一步证据。通过组合包括$θ$ -、$β$ -和$α$ -类X射线光变曲线的数据集,我们观察到频率-半径关系中的正相关、负相关和零相关。这是第一次一个单一的来源已经显示出可能的反转QPO频率颜色半径曲线预测的AEI模型。
2009-03-16 astro-ph.HE
Accretion Flow Properties of GRS 1915+105 During Its $θ$ Class Using AstroSat Data
银河系微类星体GRS 1915+105表现出丰富的可变性,可分为不同的类别。本文通过对GRS 1915+105的时间和光谱分析,研究了光变曲线为$θ$类变时吸积流的性质。为此目的,我们使用的LAXPC数据从印度的第一个多波长天文卫星AstroSat的机会观测的目标。$θ$类的特点是光变曲线中反复出现U形区域,其中光子计数率首先快速下降,然后缓慢增加。在我们的分析中,我们使用了2016年3月4日前两个轨道(02345和02346)的U形区域。在这两种情况下,动态功率密度谱(PDS)在$4-5$ Hz附近显示出显著的功率,表明在该频率间隔附近存在低频准周期振荡(QPO)。QPO频率随时间的增加时,能量通量的增强也发生。从光谱的演变,我们确定在这两个观测的吸积流参数的演变。在$4-25$ keV能区,用基于跨音速流解的双组分对流(TCAF)模型对谱进行拟合,结果表明,随着辐射强度的增加,Keplerian盘吸积率增大,而离心压力驱动的激波阵面位置减小.在这两个数据中,幂律光子指数随强度的逐渐增加,表明源的逐渐软化。
2021-07-05 astro-ph.HE
The Novel Obscured State of Stellar-mass Black Hole GRS 1915+105
GRS 1915 $+$ 105是一个恒星质量的黑洞,以展示至少12种不同的X射线变化和相关的多波长行为而闻名。尽管有如此惊人的变化,GRS 1915 $+$ 105仍然是X射线天空中最明亮的光源之一。然而,在2019年初,该源变得更加暗淡,显然进入了一个新的吸积状态。在这里,我们报告的结果,广泛的,长达一年的监测活动的GRS 1915 $+$ 105与尼尔·盖尔斯斯威夫特天文台。在此期间,GRS 1915 $+$ 105的通量逐渐减少;观察到的计数率最终下降了两个数量级。简单但强大的光谱适合这些监测观测表明,这种新的状态的结果从一个戏剧性的和持久的增加,在内部昏暗的组合,并减少质量吸积率。内部模糊是主要效应,中值为$N_{H} = 7\times 10^{23}~{\rm cm}^{-2}$。在许多观测中,源似乎是康普顿厚度。我们建议,这种状态应被确定为“模糊状态”,并讨论了这种新的(或很少观察到的)吸积模式的黑洞在整个质量尺度的影响。
2020-12-30 astro-ph.HE
An intrinsic decline of accretion activity in GRS 1915+105
University of Southampton(南安普顿大学);Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics(马克斯·普朗克地外物理研究所)
研究GRS 1915+105吸积活动变化,提出2023 - 2024年外流使内盘供能物质被逐出致吸积活动下降的观点,通过多波段观测数据论证,此观点能助于了解吸积变化,相关观测可检验该情景并刻画气态茧。
2026-07-08 astro-ph.HE
Accretion states of the Galactic microquasar GRS 1758-258
我们提出了银河系微类星体GRS 1758-258的无线电和X射线研究的结果,使用未发表的档案数据和新的观测。我们特别关注2000-2002年的状态转换,以及2008-2009年更安静的行为。我们的光谱和时间分析的XMM-牛顿数据表明,源是在典型的中间,软,硬状态在2000年9月19日,2001年3月22日和2002年9月28日,分别。我们估计的磁盘的大小,光度和温度,这是一致的黑洞质量~10 M_{sun}。在硬态和软态的总X射线光度范围(平均约为0.02 L_{Edd})之间有很大的重叠,并且可能在相应的质量吸积率之间;事实上,硬态通常更明亮。在1992年和1997年看到的扩展射电瓣在2008-2009年仍然存在。在过去的二十年中,5 GHz无线电核心通量密度的变化在~0.1-0.5 mJy之间。这坚定地将GRS 1758-258置于银河系黑洞的无线电安静序列中,在无线电/X射线平面上。我们注意到,这种二分法是类似的塞弗特和射电星系的射电/X射线序列之间的二分法。我们建议,不同的无线电效率的两个序列是由于相对论性的电子/正电子喷流在无线电响亮的黑洞,和次相对论性,热为主的流出无线电安静的来源。
2011-03-15 astro-ph.HE
ALMA/NICER observations of GRS 1915+105 indicate a return to a hard state
GRS 1915+105是一个短暂的黑洞X射线联星,在过去三十年中,它在X射线波段持续发射10-100%的埃丁顿亮度,直到2018年年中,源亮度突然下降了一个数量级。这一阶段之后是一个变化的状态,甚至更低的平均X射线通量从未见过的爆发期间,但提出了新的耀斑活动在不同的波长。尽管如此,平均通量仍在下降。GRS 1915+105在低质量X射线双星中具有最长的轨道周期,最大的吸积盘尺寸,因此是最大的吸积质量供应。高倾角的磁盘允许的吸积流的几何效应的研究,如在高度与半径比的变化或吸积盘风的影响上的内在的排放,预计在爆发衰变。此外,瞬态射流有望转变为紧凑的,自吸收的,稳定的射流。我们进行了两次全极化阿塔卡玛大型毫米波阵列观测,通过分析两个观测时期的光谱,偏振和时期内的变化来研究爆发衰减期间的射流特性。此外,我们分析了几乎每天的中子星内部成分探测器指向的观测包括建模X射线功率谱密度,光谱能量分布,和光变曲线与物理动机的模型,以遵循不断变化的吸积盘的性能在整个爆发衰变,并将它们与喷流排放。我们发现,X射线和毫米光谱,定时和偏振特性是一致的一个典型的衰变X射线双星爆发和GRS 1915+105已下降到低光度硬X射线状态。
2021-02-03 astro-ph.HE
The Accretion Disk Wind in the Black Hole GRS 1915+105
本文报道了黑洞GRS 1915+105的120 ksChandra/HETG谱。该观测是在2015年6月的一个扩展和明亮的软状态期间进行的。一个非常丰富的磁盘风吸收光谱的检测,类似于2007年在较低的灵敏度观察。三阶光谱的高分辨率显示了仅在Fe K波段的四个盘风分量;最快的蓝移为v = 0.03c。在一阶光谱中还检测到来自风的加宽再发射,从而产生清晰的吸积盘P天鹅座轮廓。再发射光谱的动力学模型给出了风的发射半径r ~ 10^(2-4)GM/c^2。电离参数公式要求风密度值为n ~ 10^(13-16)cm^-3。小发射半径,高密度值,并推断高质量流出率信号的磁驱动的作用。通过简单合理的假设,如果风是由圆盘内的磁流体动力学(MHD)压力驱动的,风的性质将出现的磁场的大小限制为B ~ 10^(3-4)高斯,如果风是由磁离心加速度驱动的,则为B ~ 10^(4-5)高斯。MHD的估计值低于规范α盘模型预测的上限(Shakura & Sunyaev 1973)。我们讨论了这些结果的基本盘物理和黑洞吸积模式。
2016-03-04 astro-ph.HE
The Physics of the 'Heartbeat' State of GRS 1915+105
我们提出了第一个详细的相位分辨光谱分析的联合钱德拉高能透射光栅光谱仪和罗西X射线定时探测器观测的rho变异类的微类星体GRS 1915+105。rho周期显示了一个高振幅的双峰耀斑,大约每50秒重复一次,有时被称为“心跳”振荡。振荡的光谱和时间特性与辐射压不稳定性和内盘局部爱丁顿极限的演化是一致的。我们利用强变化的X射线连续谱,铁发射线,和吸积盘风探测吸积几何超过近六个数量级的距离黑洞。在小尺度(1-10 R_g)下,我们探测到一个韧致辐射爆发,它似乎发生在一部分内吸积盘由于辐射压力而蒸发时。从短X射线硬态的出现推断,喷流活动似乎仅限于最小光度附近的时间,占空比约为10%。在更大的尺度上(1 e5 - 1 e6 R_g),我们使用详细的光电离参数来跟踪快X射线变率和吸积盘风之间的关系。这是第一次,我们能够表明,宽带X射线光谱的变化产生的吸积盘风的结构和密度的变化的时间尺度短至5秒。这些结果清楚地建立了X射线振荡和盘风之间的因果关系,因此支持盘-喷流-风之间存在联系。此外,我们的分析表明,风中的质量损失率可能足以引起吸积率的长期振荡,导致GRS 1915+105的状态转变。
2011-06-01 astro-ph.HE
A variable magnetic disc wind in the black hole X-ray binary GRS 1915+105?
GRS 1915+105是X射线最亮的瞬态黑洞双星之一,为研究黑洞吸积和抛射机制之间的联系提供了一个独特的实验平台。特别是,这个源可以用来研究吸积盘风以及它如何依赖于BHB中的状态变化。我们的目的是研究GRS 1915+105中吸积盘风的起源和几何结构。我们使用Chandra HETGS提供的高分辨率光谱仪分析了GRS 1915+105的软$ϕ$和硬$χ$类光谱。在软状态下,我们发现了一系列的风吸收线,遵循非线性依赖的速度宽度,速度偏移和相对于电离的等效宽度,表示多个组件或分层流出。在硬态下,我们只发现一条微弱的Fe XXVI吸收线。我们使用专用的MHD风模型来研究风的磁源,并探讨两个状态之间观测到的线通量变化的原因,在这两个状态的吸收线模型。MHD盘风模型提供了一个很好的适合这两种状态,表明风的磁源的可能性。风的多个电离分量被很好地表征为相同磁流出的分层。我们发现,所观察到的软态和硬态之间的线通量的变化不能单独用光电离来解释,但它最有可能是由于风密度的大(三个数量级)增加。我们发现风的质量流出率与吸积率相当,这表明吸积和喷射过程之间存在密切联系,导致BHB的状态变化。
2020-12-16 astro-ph.HE
Characterizing the radio--X-ray connection in GRS 1915+105
我们分析了1995年5月至2006年6月期间GRS 1915+105的射电和X射线观测资料,重点研究了射电耀斑和X射线光变曲线中硬倾角-软尖峰周期的特征。假设这些耀斑是离散的喷射,我们应用等离子体模型的无线电数据,与光变曲线的良好协议。我们用等离子体激元的标准模型拟合了总共687个射电耀斑。结果表明,谱宽分布为t0 =1160 s,均方根偏差为360 s;谱幅分布为S_{max} =59 mJy,均方根偏差为28 mJy。因此,宽度的分布是相当高的,而振幅的分布不是。关于无线电和X射线的联系,这项研究证实了以前的观察较小的数据集,即X射线周期的硬倾角软尖峰总是其次是无线电耀斑。在X射线光变曲线中的X射线“凹陷”的长度与随后的无线电振荡的振幅和注量之间存在很强的相关性。指数上升的模型形式为L_{15 GHz}(Δ t)= L_{max}(1-exp(-(Δ t -Δ t_{min})/tau),与观测结果吻合良好,最大注量L_{max}为70 μ s量级,特征时间tau为200-500 s量级。我们讨论了这种相关性的可能的物理解释,关于喷出的物质的性质,以及负责喷射的物理过程。
2010-05-18 astro-ph.HE
The disk wind in GRS 1915+105 as seen by Insight-HXMT
我们分析了Insight-HXMT在2017年对GRS 1915+105的三次观测,当时源处于光谱软状态。我们发现强烈的吸收线高度电离铁,这是由于吸收盘风流出的速度为$\sim$ 1000公里秒$^{-1}$沿我们的视线。三个观测结果中的两个在其光变曲线中显示出大幅度振荡,并且变化模式对应于GRS 1915+105的状态$κ$。从时间平均和通量分辨分析,我们发现,磁盘风的电离状态的变化遵循X射线连续的时间尺度从几百秒到几个月。盘风的径向位置与热驱动一致。由外流风引起的质量损失率与内部盘的质量吸积率相当,这表明盘风在盘吸积系统中的重要作用。
2022-07-08 astro-ph.HE
Phase-resolved spectroscopy of a quasi-periodic oscillation in the black hole X-ray binary GRS 1915+105 with NICER and NuSTAR
吸积恒星质量黑洞的X射线通量中经常出现准周期振荡。如果它们是由于相对论性的(Lense-Thirring)进动的内吸积流是不对准的光盘,铁的发射线所造成的照射光盘的内流将摇摆系统的红色和蓝色之间移动在每个QPO周期。在这里,我们进行相位分辨光谱的$\sim2.2$赫兹C型QPO从BH X射线二进制GRS 1915+105,同时观察与NICER和NuSTAR。我们应用断层模型,以约束光盘的QPO相位相关的照明配置文件。我们检测预测的QPO相位相关的铁线质心能量的变化,与我们的最佳拟合具有不对称的照明配置文件($>2σ$置信度)。观测到的线能量的变化也可以解释的螺旋密度波的吸积-喷射不稳定性模型。然而,我们还测量了反射分数的显著($>3σ$)调制,强烈支持几何QPO起源。我们推断,光盘是错位与先前观察到的射流喷射,这是一致的截断盘与内部旋进热流的模型。然而,我们推断的椎间盘内径很小($r_\text{in}{\sim} 1.4 GM/c^2$)。对于这个圆盘内半径,Lense-Thirring进动不能再现所观察到的QPO频率。事实上,这个圆盘内半径与文献中所有研究充分的QPO模型的预测不一致。
2022-01-05 astro-ph.HE
The Galactic center X-ray transients AX J1745.6-2901 and GRS 1741-2853
AX J1745.6-2901和GRS 1741-2853是两颗位于银河系中心~10'范围内的瞬变中子星低质量X射线双星。Swift/XRT的多年监测观测暴露了这些物体的几次吸积爆发。我们报告了它们更新的X射线光变曲线和2010-2013年发生的新活动。
2014-03-04 astro-ph.HE
Evolution of Accretion Disc Geometry of GRS~1915+105 during its $χ$ state as revealed by TCAF solution
瞬态黑洞源中C型低频准周期振荡(LCPO)和相关时滞随时间的演化可以用双分量对流解(TCAF)中康普顿云大小的变化来解释。对一个持久源GRS~1915+105的类似研究还没有尝试过。对两组所谓的$χ$态观测,我们用传播振荡激波(POS)解拟合了QPO的演化,发现当QPO频率降低且谱硬化时,激波以几乎恒定的速度稳定地后退。在这两种情况下,当QPO频率增加,谱软化时,激波分别以恒定速度$v_0=473.0$ cm s $^{-1}$和$v_0=400.0$ cm s $^{-1}$向内运动。这种行为与1998年爆发期间在XTE~J1550-564中观察到的行为相似。在QPO频率下测量的时间滞后的变化方式与康普顿云的大小相似。最有趣的是,在这两种情况下,滞后在$\sim 2.3 - 2.5$ Hz的QPO频率下切换符号(硬滞后到软滞后),而与光子的能量无关。我们发现,在很低的频率$< 1$ Hz,Comptonizing效率(CE)的QPO频率增加,在较高的QPO频率的趋势是相反的。当CE大于两个源的$\sim 0.85\%$时,在所有能量下的时间滞后大多为正。
2018-10-06 astro-ph.HE
Detection of X-ray spectral state transitions in mini-outbursts of black hole transient GRS 1739-278
我们报告了黑洞(BH)瞬态GRS 1739 $-$ 278在2014年大爆发后的两次小爆发中的状态转换和滞后效应的检测。这两次小爆发的X射线谱演化与大爆发相似,但峰值亮度和爆发持续时间都比大爆发低一个数量级。我们发现小型爆发的$L_\mathrm{hard-to-soft}$和$L_\mathrm{peak,soft}$也遵循以前在其他X射线双星中发现的相关性。小爆发的$L_\mathrm{hard-to-soft}$仍然高于持续BH双星天鹅座X-1,这支持有一个链接之间的最大亮度源可以达到在硬态和相应的非稳态吸积所代表的质量吸积率在耀斑/爆发的实质性变化率。这两个小型爆发的探测亮度范围大致在3.5 $\times 10^{-5}$ - 0.015($D/7.5$ kpc)$^{2}$($M/8M_{\odot}$)$L_\mathrm{Edd}$之间。在这种低亮度下的其他BH瞬态的X射线谱通常由幂律分量主导,并且在低于1\% $L_\mathrm{Edd}$的光子指数和X射线亮度之间观察到反相关。因此,X射线谱态跃迁的探测表明,在这种低光度区,GRS 1739 $-$ 278的这两个小爆发中的吸积流演化与其他BH系统不同。
2017-07-24 astro-ph.HE
A model for the energy-dependent time-lag and rms of the heartbeat oscillations in GRS 1915+105
依赖于能量的相位滞后揭示了关于各种光谱分量之间的因果关系和关于致密物体周围的吸积几何性质的重要信息。GRS 1915+105在其心跳振荡类/ $ρ$状态下的时间滞后和分数均方根(rms)谱在基频和谐波频率处显示出特殊的行为,其中基频处的滞后在$\sim$ 10 keV处显示出转向,而谐波处的滞后至少在$\sim$ 20 keV之前没有显示出任何转向。滞后的幅度是几秒的量级,因此不能归因于光的旅行时间效应或康普顿化延迟。连续X射线光谱可以粗略地描述由一个磁盘黑体和硬X射线幂律分量,并从相位分辨光谱,它已被证明,在振荡过程中的内部磁盘半径变化。在这里,我们提出,有一个延迟的反应的内盘半径(DROID)的吸积率,使$r_{in}(t)\propto \dot{m}^β(t-τ_d)$。波动的吸积率驱动的振荡后,一个时间延迟$τ_d$的内半径,而幂律组件立即响应。我们表明,在这样的情况下,一个纯粹的正弦振荡的吸积率不仅可以解释的形状和大小的能量依赖均方根和时间滞后谱的基本,但也下一个谐波只有四个自由参数。
2016-01-20 astro-ph.HE
The long outburst of the black hole transient GRS 1716-249 observed in the X-ray and radio band
我们介绍了在2016-2017年爆发期间对银河系黑洞瞬态GRS 1716-249进行的X射线观测的光谱和时序分析。从2016年12月到2017年10月,尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台几乎连续观测到该源。X射线硬度比和时间演化表明,在爆发过程中,源接近软态三次,即使它从来没有达到典型的软光谱状态。因此,GRS 1716-249增加了黑洞瞬变的数量,这些瞬变显示出具有“失败的”状态转换的爆发。在软化过程中,XRT和BAT宽带光谱模型,进行了热康普顿化加上一个硬光盘黑体,显示了光子指数(伽玛< 2)和内部光盘温度(kTin = 0.2-0.5 keV)的特点,硬中间状态。这与通量变化的均方根幅度(rms > 10%)一致。我们发现,相干的情况下,在光盘移动更接近紧凑的对象,吸积盘的内半径随着光盘内部温度的增加而减小,直到某一点时,温度开始增加在恒定的半径。这,除了与光谱分析结果,表明,要么吸积盘达到最内部的稳定的圆形轨道在硬中间状态或热吸积流可能重新凝聚在一个内部的迷你盘。我们报告的射电观测发现,GRS 1716-249位于射电/X射线光度平面的射电宁静“离群”分支期间进行的爆发。
2018-10-09 astro-ph.HE
Observations of a radio-bright, X-ray obscured GRS 1915+105
银河系黑洞瞬态GRS 1915 +105以其显著变化的X射线和射电行为而闻名,并且是相对论喷流的原型星系源。它在1992年进入一个X射线爆发,并一直活跃至今。自2018年以来,GRS 1915 +105已经下降到一个扩展的低通量X射线平台,偶尔会被多波长耀斑中断。在这里,我们报告的无线电和X射线性质的GRS 1915 +105收集在这个新的阶段,并比较最近的数据与历史观测。我们发现,虽然X射线发射在2018年下降后的大部分时间内保持前所未有的低水平,但无线电发射在2019年6月的扩展X射线平台的中途显示出明显的模式变化:从低通量(~ 3 mJy)和有限的变化,到通量大两个数量级的显著耀斑。GRS 1915 +105似乎进入了一个低光度的正则硬态,然后过渡到一个不寻常的吸积阶段,其特征是重X射线吸收/遮蔽。因此,我们认为,当地的吸收隐藏从观察者的吸积过程喂养负责无线电耀斑的可变喷流。射电-X射线相关性表明,目前的低X射线通量状态可能是类似于X射线双星SS 433或V404 Cyg的超爱丁顿态的特征。
2021-02-17 astro-ph.HE
Interpreting the large amplitude X-ray variation of GRS 1915+105 and IGR J17091-3624 as modulations of an accretion disc
本文首次利用通量分辨谱分析了黑洞X射线双星GRS 1915+105和IGR J17091-3624的RXTE/PCA数据,这两个源在2.0- 60.0keV的X射线光变曲线上都表现出大振幅的准规则振荡。对于不同的观测,我们提取光谱在峰值(光谱软)和下降(光谱硬)的振荡间隔,并发现他们的光谱是现象复杂,需要至少两个不同的光谱分量。除了一个热康普顿组件,我们发现,光盘发射是更好地模拟由一个指数自由多色光盘黑体组件(p-自由光盘模型),而不是从一个标准的吸积盘。虽然峰和谷谱是复杂的,但值得注意的是,通过将谷谱作为峰谱的背景谱来构造它们的差谱,可以将它们建模为单个无p盘分量。此外,峰值通量水平在不同时间尺度和能量带处的变化性总是大于或等于谷通量水平的变化性,这加强了峰值通量水平可能是由于添加到谷通量水平的独立谱分量的可能性。我们还验证了它使用联合光谱分析的峰和谷光谱与可变的发射组件。我们的研究结果证实了标准的假设,振荡是由于极限环行为的不稳定的辐射压力为主的内盘。然而,在这种解释中,不稳定盘的通量变化可以是几个数量级,正如一些理论模拟所预期的那样,并且不需要进行微调以匹配在峰值和下降水平之间看到的因子~10的变化。
2013-10-04 astro-ph.HE
Suzaku Observation of GRS 1915+105: Evolution of Accretion Disc Structure during Limit-Cycle Oscillation
我们目前的结果从朱雀观测的微类星体GRS 1915+105在2005年10月多波长活动。数据包括稳定状态(χ类)和极限环振荡(θ类)。在光谱分析中充分考虑了正确的星际吸收以及尘埃散射的影响。在2-120 keV带,两个态的能谱都是由光学厚(τ~7-10)、低温(T_e ~2-3 keV)的混合等离子体对盘光子的强康普顿化所支配的,该混合等离子体含有总输入功率的10-60%的非热电子。在振荡过程中检测到的高电离铁离子的吸收线表明,一个强大的盘风的发展。风的电离阶段与X射线通量相关,支持光电离起源。铁-K发射线在振荡过程中表现出很强的变化性;反射在倾斜过程中最强,但在耀斑过程中消失。我们将其解释为“自屏蔽”的证据,即康普顿化日冕在耀斑阶段变得几何厚,阻止光子照射外盘。低温高光度的盘发射表明,盘的结构类似于正则黑洞双星的甚高态。在振荡过程中的光谱变化的磁盘的几何形状和康普顿化日冕的物理参数的变化,特别是分数功率提供给非热粒子的加速解释。
2010-03-01 astro-ph.HE
GRS 1915+105 in "Soft State": Nature of Accretion Disk Wind and Origin of X-Ray Emission
我们提出的结果,同时钱德拉HETGS和RXTE观测的微类星体GRS 1915+105在其准稳定的“软状态”(或状态A)在2007年8月14日,几天后,从“硬状态”(状态C)的状态转换。X射线通量在钱德拉观测的中间随着光谱硬化而增加,之后67 Hz QPO变得显著。HETGS光谱揭示了至少32条来自高电离离子的窄吸收线,包括Ne,Mg,Si,S,Ar,Ca,Cr,Mn,Fe,其特征是Chandra从该源观察到的那些中最深的。我们发现,对于Si XIV和Fe XXVI离子,吸收体的流出速度分别为~150和~500 km s ^{-1},视线速度色散分别为~70和~200 km s^{-1}。大的速度和它的分散在较重的离子表明,风沿视线的非均匀动力学结构。吸收体的位置估计在距源~(1-3)x10^5 r_g(r_g是引力半径)处,与热驱动风和/或辐射驱动风相一致。在3-25 keV波段用RXTE得到的连续谱可以用热康普顿化很好地描述,其电子温度约为4 keV,光学深度约为5,从标准盘的种子光子向下延伸到(4-7)rg。在这种解释中,大部分辐射能量是在康普顿化日冕中产生的,它完全覆盖了圆盘的内部。探测到宽(1σ宽~ 0.2keV)的铁-K发射线和模糊的边缘特征,这可以用半径大于400 r_g的吸积盘的反射来解释。
2009-01-14 astro-ph.HE
Evidence for periodic accretion-ejection in LSI+61303
双星系统LS I +61303由一个围绕B 0 Ve星的偏心轨道上的致密天体组成,从射电中发射出高达伽马射线的能量。射电光谱指数、X射线和GeV伽马射线数据的轨道调制表明存在两个峰值。这两个峰值的轮廓是符合吸积理论预测的两个吸积喷射事件的LS I +61303沿26.5 d轨道。然而,现有的多波长数据不是同时的。在本文中,我们报告了一个运动的结果,包括无线电,X射线和伽马射线观测系统沿一个单一的轨道。我们的研究结果证实了沿轨道的两个预测事件,此外还表明,无线电和伽马射线峰值的位置与X射线下降一致,正如预期的无线电和伽马射线发射的喷射耗尽X射线发射吸积流。我们讨论了未来的观测策略,系统地研究LSI +61303的吸积-喷射物理过程。
2020-10-16 astro-ph.HE
GRS 1739-278 observed at very low luminosity with XMM-Newton and NuSTAR
本文详细地分析了XMM-牛顿和NuSTAR观测到的GRS 1739-278吸积瞬态黑洞在爱丁顿光度的0.02%(距离为8.5 kpc,质量为10 M_sun)的非常微弱的低硬态的光谱。在0.5-60 keV之间的宽波段X射线谱可以很好地用具有指数截止的幂律连续谱来描述。对于如此低的光度,连续谱异常困难,光子指数为Gamma = 1.39 +/- 0.04。我们发现一个额外的反射组件从光学厚吸积盘在98%的可能性水平的证据。反射率较低,R_refl = 0.043(+0.033,-0.023)。结合米勒及其同事在较亮的硬态期间用NuSTAR测量的自旋和倾斜参数,我们试图限制吸积盘的几何形状。根据假设的吸积盘的发射率分布,我们发现在90%的置信限下,截断半径为15-35 Rg(5-12 R_ISCO)。这些值强烈依赖于假设,我们讨论了可能的系统不确定性。
2016-09-23 astro-ph.HE
Time-resolved spectroscopy on the heartbeat state of GRS 1915+105 using AstroSat
利用截断的相对论盘模型和康普顿化成分分析了黑洞系统GRS 1915+105在心跳状态(振荡周期从150秒到100秒不等)期间的AstroSat光谱。光谱拟合长度约24秒的片段。这种振荡可以描述为吸积率、康普顿化通量和内盘半径的协调变化,后者的范围为1.235-5个引力半径。与$χ$和中间态的结果比较表明,虽然吸积率和高能光子指数相似,但这些态的内盘半径和康普顿化光子的分数大于心跳态。日冕效率$η\equiv L_{ac}/\dot M c^2$,其中$L_{ac}$是在日冕中产生的辐射光度被发现是大约$\propto \dot M^{-2/3}$为所有的观测。对于心跳状态,效率随着内径而降低,但是对于内径较大的$χ$和中间状态,效率具有类似的值。这些结果的影响进行了讨论。
2022-01-12 astro-ph.HE
Multi-Wavelength Variability. Accretion and Ejection at the Fastest Timescales
多波长的可变性数据,结合光谱定时分析技术,提供了信息的因果关系不同的物理成分之间的吸积黑洞。使用快速定时数据和长期监测,我们可以探测整个黑洞质量尺度上相同成分的行为。在这一章中,我们回顾了吸积黑洞的多波长变化的观测状况,从黑洞X射线双星到活动星系核,并考虑吸积和喷射模型的影响,主要考虑这些系统中的吸积盘和喷流变化的证据。最后,我们对这一迅速发展的领域的未来前景进行了思考。
2015-01-09 astro-ph.HE
Accretion and ejection in Sgr A*
我们回顾了我们目前对Sgr A* 的吸积和喷射过程的理解。粗略地说,它们分别对应于源的静态和耀斑状态。在Bondi半径处气体的高分辨率{ \it Chandra}观测结合Bondi吸积理论,从射电到X射线的光谱能量分布,以及射电偏振等为吸积理论提供了严格的约束和丰富的信息。我们回顾这些观测结果,并描述了如何对流为主的吸积流模型解释这些意见。近年来,Sgr A* 耀斑引起了人们的广泛关注。为了揭示耀斑的性质,已经进行了许多同时进行的多波长活动。简要回顾了耀斑的主要观测特性。特别是,耀斑在两个射频的峰值之间的时间滞后强烈表明,耀斑是与从下面的吸积流的射电发射斑点喷射。这种幕式喷流不同于连续喷流,在黑洞系统中十分常见。我们介绍了最近提出的幕式喷流形成的磁流体动力学模型,该模型是基于与太阳日冕物质抛射理论的类比。我们指出,耀斑的各种观测现象都应该在这个模型的框架内得到解释,因为抛射和耀斑起源于同一个物理过程。
2010-02-16 astro-ph.HE
Disc-corona interaction in the heartbeat state of GRS 1915+105
时序分析提供了物质吸积到中子星和黑洞上的动力学信息,因此对于研究这些物体周围的吸积流的物理特性至关重要。然而,很难将不同的变率分量与吸积流的每个光谱分量联系起来。我们采用几种新的方法,两个罗西X射线定时探测器观测的黑洞双GRS 1915+105在其心跳状态,探讨的X射线变异的起源和吸积流组件的相互作用。我们提供了一个很有前途的窗口到光盘电晕相互作用,通过分析形成区域的光盘非周期性的变化与不同的时间尺度,通过比较相应的跃迁能量的振幅比谱。在以前的论文中,我们分析了傅立叶功率密度作为能量和频率的函数,研究起源的非周期性的变化,并结合分析与相位滞后作为频率的函数,得出一个图片的盘-电晕相互作用在这个源。我们在这里,第一次,调查作为能量和频率的函数的相位滞后,并显示一些有趣的细节的盘-日冕相互作用。此外,从振幅比谱的形状和其他几个方面的结果表明,准周期振荡起源于日冕。
2017-12-12 astro-ph.HE
The obscured X-ray binaries V404 Cyg, Cyg X-3, V4641 Sgr, and GRS 1915+105
V404 Cyg、Cyg X-3、V4641 Sgr和GRS 1915+105是最明亮的X射线双星,它们的多波长发射表现出复杂的行为。除了天鹅座X-3外,其他三个源都有大的吸积盘,并且有证据表明它们有很高的轨道倾角。因此,吸积盘中任何大尺度的几何变化都可能引起局部的遮蔽事件。另一方面,天鹅座X-3在遮蔽X射线源的重恒星风中围绕沃尔夫-拉叶伴星运行。我们在这里研究从所有四个来源观察到的奇特的X射线光谱是否可以用局部遮蔽事件来解释。我们拟合的源光谱与两个物理动机的模型描述的情况下,所有的本征发射在周围的物质中进行再处理或发射器被包围的厚环面与可变的开口角。我们发现,在特定时间的X射线光谱是相似的,在所有四个来源可能产生的高密度环境中,他们被嵌入。拟合的模型表明,在2015年天鹅座V404爆发的强烈耀斑事件之前的低光度阶段被严重遮蔽,但本质上非常明亮(超爱丁顿)的吸积状态。从最近的异常低光度状态GRS 1915+105中观察到与V404 Cyg相似的光谱演化。模拟结果表明,V404 Cyg和GRS 1915+105中(流出)遮蔽物质的几何变化也与无线电(喷流)演化有关。所有的源显示模糊的X射线发射,但具有不同的固有光度,指向不同的因素造成的遮蔽。这项工作突出的重要性,考虑到在周围介质中的X射线发射的再处理的X射线光谱,以及可能发生在其他来源的建模。
2020-06-15 astro-ph.HE
The physics of accretion-ejection 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的物理吸积和喷射周围的致密物体的研究的潜力。关于摘要,我们参考了该文件。
2015-01-12 astro-ph.HE
Anti-Correlation of the Near-Infrared and X-Ray Variations of the Microquasar GRS 1915+105 in Soft State
我们报告了2007-2008年GRS 1915+105的详细的长期近红外(NIR)光变曲线,首次涵盖了其长期的“软态”。根据我们的近红外监测和Rossi X射线定时探测器(RXTE)上的全天监视器(ASM)的X射线数据,我们发现在几天时间尺度的短X射线耀斑期间,近红外通量下降> 1 mag。随着软态的终止,H-Ks颜色变红,反相关模式被打破。观测到的H-Ks颜色变化表明,在软状态下,占主导地位的近红外源是一个吸积盘。在软状态下的短X射线耀斑与X射线光谱硬化和指示喷流喷射的无线电发射增加有关。因此,在X射线耀斑期间的时间近红外衰减,意味着当喷流被喷射时,吸积盘的贡献突然减少。
2009-04-06 astro-ph.HE
Discovery of one new class in the light curve of GRS 1915+105
通过对Rossi X射线定时探测器(RXTE)星载正比计数器阵列(PCA)观测的低质量X射线双星GRS 1915+105的X射线光变曲线和色-色图的研究,发现了一类新的光变,命名为$ε$类。我们研究了MJD 51200和51450之间的观测。类显示不寻常的类的计数率在上升时间的两个x射线爆发的变化。当源处于无线电静默状态时,类发生。色强度图上的巨大膨胀表明这一阶段是吸积速率增大的调整阶段。光谱分析表明,在较低计数率下,光谱以硬幂律成分为主,与硬中间态相似;在较高计数率下,光谱以热盘黑体成分为主,与高软态相似。因此,这类是重要的,在理解的方式状态转换导致吸积率的变化。没有任何低频准周期振荡的迹象被认为是在这一类。我们还发现,当类显示较高的计数,平均RMS幅度是显着高的高能量带(14-60 keV)相比,低能量带(2-8 keV)。
2009-06-25 astro-ph.HE
Coupling between the accreting corona and the relativistic jet in the micro quasar GRS 1915+105
GRS 1915+105是我们银河系中第一个显示超光速射电喷流的恒星质量黑洞,类似于在中心有超大质量黑洞的活动星系核中观察到的射电喷流。有人提出GRS 1915+105的射电辐射是由吸积盘的不稳定性提供的,吸积盘内部的吸积流被喷射到喷流中。在这里,我们表明,有一个显着的相关性:(一)无线电通量,来自喷流,和铁发射线的通量,来自光盘和,(ii)的温度产生的高能量部分的X射线光谱通过逆康普顿散射和振幅的高频变化分量来自吸积流的最里面的一部分。同时,射电通量和铁线通量与X射线日冕的温度和高频变率分量的振幅有很强的反相关。这些相关性持续了约10年,尽管在此期间源的X射线和无线电特性变化很大。我们的发现第一次提供了无可争议的证据,证明为这个黑洞系统提供动力的能量可以直接指向X射线日冕或喷流。当这些能量被用来为日冕提供动力,提高日冕的温度时,剩下的能量就更少了,从而导致射电流量下降,反之亦然。这些事实,加上这个源的可变性的建模,最终表明在GRS 1915+105中,X射线日冕变形为喷流。
2022-03-06 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
Exploring the radial disc ionization profile of the black hole X-ray binary GRS 1915+105
吸积黑洞在其X射线光谱中显示出特征性的“反射”特征,包括铁K $α$荧光线,这是由在吸积盘大气中再处理的致密中心日冕辐射的X射线引起的。观察到的线轮廓是扭曲的相对论效应,提供了一个诊断盘的几何形状。以往的X射线反射谱研究,在计算剩余框架反射谱时,几乎都作了圆盘电离态与半径无关的简化假设。然而,这在现实中是不可能的,因为辐射通量应该随着半径急剧下降。在这里,我们分析了一个核光谱望远镜ARray观测GRS 1915+105,表现出强反射功能。我们发现,使用自洽计算的径向电离配置文件返回一个更好的拟合比假设恒定电离。我们的研究结果是一致的内盘辐射压力占主导地位,预计从高推断吸积率为本次观察。我们还发现,假设的电离分布的最佳拟合盘内半径的影响。这意味着,黑洞自旋值先前推断的活动星系核和X射线双星等同的光盘内半径与最内部的稳定的圆形轨道可能会改变显着列入一个自洽的电离配置文件。
2019-12-17 astro-ph.HE
A NICER View of a Highly-Absorbed Flare in GRS 1915+105
经过26年的爆发,黑洞X射线双星GRS 1915+105在2018年初大幅变暗;其通量在2019年年中急剧下降,此后一直保持微弱。这个微弱的时期,“模糊状态”,偶尔会被X射线耀斑打断,其中许多已经被NICER作为我们定期监测计划的一部分观察到。在这里,我们提出了详细的时间分辨光谱的一个明亮的耀斑,其光谱显示高柱密度部分覆盖吸收和极深的吸收线(在某些情况下超过100 eV的等效宽度)的证据。我们用XSTAR研究了遮蔽气体随时间变化的电离,最终将吸收归因于距离黑洞几个x 1 e11 cm处密度为1 e12 - 1 e13 cm^-3的径向分层吸收体。我们认为,一个垂直延伸的外盘可以解释这种模糊。我们讨论了几种情况来解释模糊的状态,包括大量的外流,质量吸积率的增加,并在外盘的变化,预示着接近平静,但没有一个是完全令人满意的。其他的解释,例如吸积流撞击点造成的遮蔽,可以用当前或未来的数据来检验。
2020-10-27 astro-ph.HE
Bursting behavior of the Galactic Center faint X-ray transient GRS 1741.9-2853
中子星低质量X射线双星GRS 1741.9-2853是已知的银河系中心I型爆发。它是短暂的,微弱的,位于一个非常拥挤的区域,距离超大质量黑洞Sgr A* 只有10弧分。因此,迄今为止对其爆裂行为的研究很少。特别是,由于缺乏敏感性或混乱,它的持续发射很少在连续爆发之间被检测到。这就是为什么GRS 1741.9-2853成为BeppoSAX号卫星几年前确定的九个“爆发源”之一。GRS 1741.9-2853爆发的物理性质仍然非常有趣,因为我们对低吸积率爆发的核机制知之甚少。在这里,我们第一次检查几个爆发的持续排放的来源,使用积分,XMM牛顿,和斯威夫特的意见。我们调查了2005年和2007年长爆发期间的源通量变化和爆发行为。GRS 1741.9-2853的持久光度在~1.7和10.5 10^36 erg s^-1之间变化,即爱丁顿光度的0.9-5.3%。在整个爆发过程中,由吸收幂律描述的光谱形状保持不变,光子指数为γ ~ 2,柱密度为N_{\rm H} ~ 12 × 10^22 cm^-2。我们用INTEGRAL发现了11个I型爆发,并检查了另外4个爆发:2个由XMM-牛顿记录,2个由斯威夫特记录。从这个爆发中,我们得到了一个源距的上限约为7 kpc。观测到的爆发特征和源吸积速率表明,纯氦爆炸在柱体深度y_{ign} ~ 0.8-4.8 10^8 g cm^-1处点燃,典型的能量释放为…
2009-06-19 astro-ph.HE
MHD accretion-ejection: jets launched by a non-isotropic accretion disk dynamo. II. A dynamo tensor defined by the disk Coriolis number
天体物理喷流是从强磁化系统中发射出来的,强磁化系统中有一个围绕着中心物体的吸积盘。在这里,我们解决的问题,如何产生的吸积盘磁化和喷射发射所需的场结构。我们继续我们的工作,从文件I(Mattia & Fendt 2020 a),考虑一个非标量吸积盘平均场$α^2Ω$ -发电机的背景下,大规模磁盘喷流模拟。我们现在研究一个圆盘发电机,它遵循平均场发电机理论的解析解,基本上只基于一个参数,科里奥利数。因此,我们确认的发电机张量的各向异性作用在吸积盘,允许相关的电阻率和平均场发电机盘湍流。我们的新模型恢复了以前的模拟应用一个纯粹的径向初始字段,同时允许一个更稳定的演变与垂直分量的种子字段。我们还提出了磁盘发电机系数的强度和动力学参数的喷气发动机之间的相关性,并讨论了它们的影响所观察到的喷流量。
2020-08-03 astro-ph.HE
A statistical analysis of the "heartbeat" behaviour of GRS 1915+105
GRS 1915+105自1992年被发现以来已经活跃了26年多。在该源上有数百个RXTE定点观测,其中有200多个观测记录到了缓慢上升和急剧下降的准规则耀斑(即“心跳”状态)。在心跳状态下,盘/日冕、喷流和盘风之间的联系已经得到了广泛的研究。在这项工作中,我们首先对光变曲线和X射线光谱进行统计分析来研究这种奇特的状态。我们计算了心跳周期的参数,包括重现时间,最大和最小计数率,耀斑幅度,以及每个周期的累积辐射。复发时间呈双峰分布,范围为$\sim 20$至$\sim 200$ s。最小计数率随重现时间的增加而增加;而最大计数率几乎保持恒定,约为2 Crab。拟合每个观测的平均光谱,我们发现重现时间,吸积盘的表观内半径(或颜色校正因子)和(非热)X射线光度之间的强相关性。我们认为,真正的内边缘的吸积盘可能总是延伸到边缘稳定的轨道,而在日冕的大小的变化应导致所观察到的相关性。
2018-09-18 astro-ph.HE
MHD accretion-ejection: jets launched by a non-isotropic accretion disk dynamo. I. Validation and application of selected dynamo tensorial components
天体物理喷流是从强磁化系统中发射出来的,强磁化系统中有一个围绕着中心物体的吸积盘。喷流发射磁场的来源是吸积-抛射过程模拟中的一个悬而未决的问题。在这里,我们解决的问题,如何产生的吸积盘磁化和喷射发射所需的场结构。应用PLUTO程序,我们提出了第一个电阻MHD模拟喷射发射包括一个非标量吸积盘平均场$α^2Ω$发电机在大规模磁盘射流模拟的背景下。从本质上讲,我们发现$α_ϕ$ -发电机组件确定的极向磁场,这是严格相关的磁盘磁化的放大(并且,因此,影响喷射速度、质量和准直),而$α_R$和$α_θ$ -发电机组件触发在盘中形成多个反对齐的磁环,对盘-喷射系统的稳定性和动力学具有强烈的影响。特别地,这样的环触发发电机低效区的形成,其特征在于弱磁场,因此磁扩散率的值较低。发电机低效区的形成对射流质量、速度和准直性有很大的影响。此外,当与种子磁场的非径向分量相互作用时,$α$发电机的$θ$分量起关键作用。我们还提出了磁盘玩具发电机系数的强度和发动机的动力学参数之间的相关性。
2020-07-30 astro-ph.HE
Steady jet ejections from the innermost region of advection-dominated accretion flow around a black hole
我们研究了两种定常喷流的喷射机制:一种是从低/硬态的黑洞双星中观测到的,另一种是从SS 433中观测到的。喷注到达无穷远需要喷射气体的比能为正,而吸积气体的比能在吸积流的最外边界处被天真地认为是负的。为了调和的特定能量的相反的符号,我们提出了一种情况下,两层存在的吸积流和一层接收能量从其他足够的特定能量是积极的。对于低/硬状态下的定常喷流,吸积流最外端的吸积环被认为产生了两层流动,其中一个几何上厚的ADAF夹着一个几何上薄的吸积盘,而薄的吸积盘被认为转向内侧的另一个ADAF。能量传递预计将通过两层之间的湍流混合发生,并且上层被讨论为具有足够大的正比能,使得终极速度为$\sim$ 0.1 $c$。对于SS 433的定常喷流,在平流占优的情况下,由于光子在垂直于赤道面的方向上的扩散,一个细长的圆盘被认为是分离成两个分层层。在这种情况下,期望上层的比能为正,使得终极速度超过0.2 $c$。在两层情况下,黑洞附近的喷流喷射过程是共同的,并预测喷流张角变得小到2 $^{\circ}$。
2022-10-20 astro-ph.HE
Accretion and ejection in black-hole X-ray transients
目的:我们总结了目前观测到的黑洞爆发的X射线瞬变(BHT)的基础上,在硬度光度图(HLD)跟踪的演变,我们提供了一个物理解释。研究方法:在我们的解释的基本成分是坡印廷-罗伯逊宇宙电池(PRCB,Contopoulos & Kazanas 1998),它提供了本地的极向磁场喷射所需的。此外,我们做了两个假设,很容易证明。第一个是在BHT爆发中对黑洞的质量吸积率具有一般的钟形形式。这是由观测事实保证的,即所有的BHT都开始爆发,并在静止状态结束。第二个假设是,在低吸积率的吸积流是几何厚,ADAF样,而在高吸积率,它是几何薄。结果如下:在爆发的开始和结束时,PRCB在吸积流的ADAF部分建立了一个强的极向磁场,这自然解释了为什么喷流总是出现在HLD的右侧。在HLD的左边部分,吸积流的形式是一个薄的磁盘,这样的磁盘不能维持一个强大的极向磁场。因此,预计HLD的这一部分不会有喷气式飞机。HLD的逆时针遍历解释如下:ADAF中的极向磁场迫使流保持ADAF,并且源在HLD中向上移动而不是向左转。因此,系统的历史决定了HLD的逆时针遍历。因此,预计不会有BHT沿顺时针方向穿过整个HLD曲线。结论:我们提供了一个物理解释的吸积和弹射在BHT只有一个参数,传质速率。
2014-12-24 astro-ph.HE
Models of the Compact Jet in GRS 1915+105
在这篇文章中,模型构建的紧凑型喷气在GRS 1915+105在一个时代的最佳数据捕获。2003年4月2日,在硬X射线/软伽马射线波段(INTEGRAL)、硬X射线波段(RXTE)、近红外(ESO/新技术望远镜)和VLBA(8.3 GHz和15 GHz)对该物体进行了观测。震源处于所谓的“高原状态”。“大的无线电通量在无线电图像中提供了高的信噪比。因此,可以将喷流成像到大的距离($ > 10^{15}$ cm)。这与宽带覆盖相结合,使这一时期最适合模拟喷气式飞机。参数方法开发的文件\cite{ghi85,ghi89,ghi96,sam97}已成功地利用在河外射电喷流的领域实现。基本模型是一个外部逆康普顿(EIC)散射的吸积盘光子射流等离子体提供硬X射线幂律。与活动星系核喷流不同的是,射电喷流在横向上必须是高度分层的,才能在射电图像中产生观测到的表面亮度分布。考虑了各种喷气模型。如果硬X射线的幂律光度来自喷流中的EIC,则喷流功率为$Q \approx 3-4 \times 10^{38}$ ergs/sec,如果X射线是从吸积盘日冕发射的,则为$Q \approx 2 - 9 \times 10^{37}$ ergs/sec。这些估计表明,喷流的功率可以高达总X射线光度的60%。
2011-08-23 astro-ph.HE
rHARM: Accretion and Ejection in Resistive GR-MHD
湍流磁扩散率对吸积盘和盘风的发射起着重要的作用。我们已经实现了磁扩散率,相应的电阻率在广义相对论MHD程序HARM。本文介绍了我们的实现,它的数值实现,我们的数值试验和初步应用的理论背景。新的代码rHARM的测试模拟相比,扩散方程的解析解和一个经典的激波管问题。我们进一步研究了磁扩散率范围内黑洞周围环面的磁旋转不稳定性(MRI)的演化。我们发现一个临界磁扩散率的迹象(我们的设置),超过没有MRI发展的线性制度,并为此吸积环面材料的黑洞被延迟。磁扩散薄吸积盘周围的史瓦西黑洞,是由一个大规模的极向磁场线程的初步模拟显示发射盘风的质量通量约50%的吸积率。磁盘磁扩散率允许有效的磁盘吸积,吸积的内部磁盘区域的质量水库,从而允许长期模拟风发射超过5000个时间单位。
2016-10-14 astro-ph.HE
Blob formation and ejection from the radiative inefficient accretion flow around massive black hole
通过二维磁流体动力学(MHD)数值模拟,研究了大质量黑洞周围辐射低效吸积流上方的小尺度磁重联,以模拟Sgr A* 周围吸积流中磁团的形成和抛射.研究了在黑洞吸积盘环境中,新出现的磁场与原有磁场之间的关系,以检验是否可以驱动斑点。在磁连接之后,等离子体的速度和温度都可以与在所观察到的团块喷射的基础上推断的物理性质相比较。为了说明,我们选择了三个位于中心黑洞40史瓦西半径内的小盒子作为我们的模拟区域。在重联开始时,由于引力的作用,流体被拉向中心黑洞,重联产生的电流片也被拉向相同的方向,因此,产生的流出物既向上又向中心黑洞的对称轴移动。最后,出现了巨大的斑点,这支持了幕式喷流\citep{2009MNRAS.395.2183Y}的突变模型。研究还发现,磁连接发生的位置越靠近黑洞,磁能向热能和动能的转换效率越高。由于K-H不稳定性,这些内部液滴具有旋涡结构,这种不稳定性沿着以不同速度分离流体的电流片发生。
2020-10-21 astro-ph.HE
An Obscured, Seyfert-2-like State of the Stellar-mass Black Hole GRS 1915+105 Caused by Failed Disk Winds
我们报告的钱德拉光栅光谱的恒星质量的黑洞GRS 1915+105期间获得的一种新的,高度模糊的状态。当源进入这种状态时,通过强吸收线探测到了一个密集的、巨大的吸积盘风。光子化模型表明,它必须起源于接近中央引擎,数量级从外部吸积盘。在这一阶段,强的、接近正弦的通量变化产生了一个关键的见解:当风柱密度相对较低时,风是蓝移的,但当它接近康普顿厚度阈值时,风是红移的。在任何一点上,风似乎都没有达到当地的逃逸速度;从这个意义上说,它是一种“失败的风”。“后来的观察表明,磁盘最终未能保持甚至中央引擎清除气体,导致严重模糊和康普顿厚的状态,其特征是非常强的Fe K发射线。事实上,这些后来的光谱是成功地描述了使用模型开发的模糊活动星系核。我们讨论了我们的研究结果的显着相似性GRS 1915+105深在其“遮蔽状态”的Seyfert-2和康普顿厚AGN,并探讨我们的理解吸积和遮蔽的大质量黑洞是如何受到我们的观察。
2020-07-14 astro-ph.GA astro-ph.HE