The Disk-Wind-Jet Connection in the Black Hole H 1743-322
在恒星质量黑洞爆发的光谱软,盘占主导地位的阶段检测到X射线盘风。相比之下,紧凑的,稳定的,相对论性的喷流被检测到的光谱硬态,主要由非热X射线发射。虽然这些独特的外流看起来几乎是相互排斥的,但盘风有可能持续存在于硬态,但由于非常高的电离,无法通过X射线吸收线检测到。在这里,我们提出了一个深,60千秒的钱德拉/HETGS观测的黑洞候选人H 1743-322在低/硬状态的分析。光谱没有显示盘风的证据,具有严格的限制,并且在先前钱德拉观测中测量的电离通量水平范围内,其中风被清楚地检测到。至少在H 1743-322中,盘风在低/硬状态下实际上是减少的,并且盘风和喷流可能是状态依赖和反相关的。这些结果表明,虽然风和喷流的发射半径可能不同的数量级,它们都可能是绑定到一个基本属性的内部吸积流,如质量吸积率和/或磁盘的磁场拓扑结构。我们讨论了这些结果的背景下,在其他恒星质量的黑洞,和可能的发射机制黑洞流出的盘风和射流。
2012-08-22 astro-ph.HE
Cygnus X-1 contains a 21-solar mass black hole -- implications for massive star winds
大质量恒星的演化受到其一生中恒星风损失的质量的影响。这些风限制了恒星最终产生的恒星残余物(如黑洞)的质量。我们使用射电天体测量来精确到黑洞X射线双星天鹅座X-1的距离,我们发现它是$2.22^{+0.18}_{-0.17}$千秒差距。当与以前的光学数据相结合时,这意味着黑洞的质量为$21.2\pm2.2$太阳质量,高于以前的测量值。在高金属丰度系统中形成这样一个高质量黑洞限制了大质量恒星的风质量损失。
2021-02-18 astro-ph.HE
Jets, Disks and Winds from Spinning Black Holes: Nature or Nurture?
本文简要介绍了用事件视界望远镜观测邻近星系M87核中大质量黑洞的另一种解释。有人提出,这种流动主要是由黑洞旋转提供动力,而不是由下落的气体释放引力能。因此,观测到的毫米级辐射是由一个“功磁层”产生的,该层将黑洞视界与一个“喷射盘”连接起来,在遥远的“磁层顶”供应的大部分气体通过磁离心风从该盘中消失。结果表明,磁层顶高纬边界条件对相对论喷流的准直起着决定性的作用。这些想法的其他类型的源的应用进行了简要讨论。
2022-07-12 astro-ph.HE
What powers the wind from the black hole accretion disc in GRO J1655-40?
黑洞吸积盘可以产生强大的外流等离子体(盘风),在恒星和超大质量系统中被视为蓝移的吸收线。类星体中的这些风在控制整个宇宙时间的星系形成方面起着至关重要的作用,但对于这些风是如何物理发射的,人们还没有达成共识。对恒星质量黑洞GRO J1655-40的一次独特观测被用来论证磁驱动是双星和类星体中唯一可行的机制,并激发了磁风的统一模型。另一种选择,X射线加热(热辐射风),被排除在低观测光度的高风密度估计从一个亚稳态水平的Fe二十二吸收线。在这里,我们重新分析这些数据使用光电离代码,包括级联辐射激发以及碰撞填充亚稳态水平。叶栅将推断的风密度降低了一个数量级以上。导出的柱也是光学厚的,所以源本质上比观察到的更亮。我们表明,从辐射流体动力学模拟计算的热辐射风模型与数据相匹配。我们重新审视以前的磁风解决方案,并表明,这也是光学厚,导致更大的源光度。然而,与热辐射风不同的是,它很难以所需的密度再现整个离子群。这些结果去除了这些数据中对磁风的要求,并去除了外推到类星体外流的自相似统一磁风模型的基础
2022-11-04 astro-ph.HE
Hydrodynamical numerical simulation of wind production from black hole hot accretion flows at very large radii
以前的研究表明,强风存在于黑洞周围的热吸积流中。这些工作只集中在靠近黑洞的区域,因此不知道风的产生是否或在大半径处停止。在本文中,我们调查这个问题的流体动力学模拟。我们同时考虑了黑洞和核星团的引力。对于后者,我们假设恒星的速度色散是一个常数,其引力势为$\propto σ^2 \ln (r)$,其中$σ$是恒星的速度色散,$r$是到星系中心的距离。我们专注于该地区的引力势是由星团占主导地位。我们发现,与小半径吸积流一样,质量流入率向内减小,流动是对流不稳定的。然而,轨迹分析表明,从气流中发射的风很少。结合Yuan等人(2015)的结果,我们的结果表明,热吸积流发射的风的质量通量为$\dot{M}_{\rm wind}=\dot{M}_{\rm BH}(r/20r_s)$,具有$r\la R_A\equiv GM_{\rm BH}/σ^2$ .这里$\dot{M}_{\rm BH}$是黑洞视界的吸积率。$R_A$类似于邦迪半径。我们认为,向内流入率的减少是因为通过风的质量损失,但由于对流运动。$R_A$外风的消失,一定是由于引力位的变化,但确切的原因还有待探讨。
2016-01-07 astro-ph.HE
Magneto-hydrodynamical Numerical simulation of wind production from black hole hot accretion flows at very large radii
对黑洞热吸积流的数值模拟表明了强风的存在。这些工作只集中在靠近黑洞的区域,因此不知道在大半径处风的产生是否停止或停止在哪里。为了解决这个问题,Bu等人(2016)通过考虑黑洞和核星团的引力势进行了流体动力学(HD)模拟。后者被假定为$\propto σ^2 \ln(r)$,其中$σ$是恒星的速度色散,$r$是到星系中心的距离。发现当引力由核恒星主导时,即,在半径$R_A\equiv GM_{\rm BH}/σ^2$之外,不再产生风。然而,这项工作忽略了磁场,而磁场被认为在吸积过程中起着至关重要的动力学作用,因此必须加以考虑。在本文中,我们重新审视这个问题进行磁流体动力学(MHD)模拟。我们确认了Bu等人(2016)的结果,即在$R>R_A$区域无法产生风。我们的结果与Yuan等人(2015)的结果相结合,表明描述风$\dot{M}_{\rm wind}=\dot{M}_{\rm BH}(r/20r_s)$质量通量的公式只能适用于黑洞势占主导地位的区域。这里$\dot{M}_{\rm BH}$是在黑洞视界的质量吸积率,而$R_A$的值与邦迪半径相似。
2016-03-31 astro-ph.HE
Thermal Winds in Stellar Mass Black Hole and Neutron Star Binary Systems
黑洞二进制显示赤道盘风在高光度,这显然是消失在光谱过渡到低/硬状态。这也是射电喷流出现的地方,激发了人们的猜测,即风和喷流都是由同一磁场的不同配置驱动的。然而,这些系统也必须有热风,因为外光盘是明确的radiated.We开发了一个预测模型的吸收功能,从热风,Begelman等人1983年的开创性工作的基础上。我们耦合到一个现实的模型的辐射光谱作为光度的函数来预测整个风的演变过程中爆发。我们表明,热成风的柱密度大致与亮度成正比,并且不会在光谱转变处关闭,尽管其可见性会受到电离光谱突然变化的影响。我们重新分析了H1743-322的数据,这些数据最能限制风在光谱转换过程中的差异,并表明这些数据与热成风模型是一致的。我们对辐射压进行了简单的修正,这使得更强的风可以从更小的半径发射。这些风在爱丁顿周围变得光学上很厚,这甚至可以解释GRO J1655-40的一次观测中所看到的异常风。这些数据可以用磁风模型来拟合,但在类似的光度下,在这个系统或其他系统中看不到类似的风。因此,我们的结论是,大多数(也许所有)目前的数据可以解释的热或热辐射风。
2017-09-22 astro-ph.HE
A Comprehensive Chandra Study of the Disk Wind in the Black Hole Candidate 4U 1630-472
驱动磁盘缠绕的机制是了解磁盘物理过程的一个窗口。恒星质量的黑洞是探索这些机制的理想环境,部分原因是它们的爆发跨越了广泛的质量吸积率范围。对Chandra/HETG对候选黑洞4U~1630 $-$ 472的6次观测中发现的盘风进行了光谱分析,覆盖了两种不同光谱状态的光度范围。我们模拟风吸收和扩展风再发射组件使用PION,自洽光电离吸收模型。在所有情况下,除了一种情况,需要两个光电离区,以获得可接受的拟合。两个独立的限制发射半径,通过电离参数形式主义和动态扩大的再发射,有助于表征风的几何形状。最内层风分量($r \simeq {10}^{2-3}$ $GM/{c}^{2}$)倾向于小体积填充因子、高电离、密度高达$n \simeq {10}^{15-16} {\text{cm}}^{-3}$、外流速度为$\sim 0.003c$。这些小的发射半径和大的密度需要磁驱动,因为它们与热驱动风的数值和分析处理不一致。外部风分量($r \simeq {10}^{5}$ $GM/{c}^{2}$)的电离程度明显较低,填充因子接近1。它们较大的发射半径、较低的密度($n \simeq {10}^{12} {\text{cm}}^{-3}$)和外流速度($\sim 0.0007c$)名义上与热驱动风一致。整体风的结构表明,这些组件也可能是一个更广泛的MHD流出的一部分,也许更好地描述为磁热混合风。
2019-10-24 astro-ph.HE
Radiatively-driven black-hole winds revisited
我们研究广义相对论辐射驱动的球形风,使用相对论辐射流体力学的基本方程下的时刻形式主义。利用平衡扩散近似,矩方程常常是封闭的,它有一个因果问题,而且给出了临界点。相反,我们使用的非平衡扩散近似与封闭关系的可变爱丁顿因子,$f(τ,β)$,其中$τ$是光学深度和$β$是由光速归一化的流速。在此基础上,详细分析了几个参数的临界特性,发现除了节块型和螺旋型临界点外,还存在鞍型临界点。最合适的类型是鞍型,它出现在靠近黑洞的区域。我们还计算了跨音速的解决方案与典型的参数,并表明,光度几乎可以与爱丁顿光度,气体迅速加速在黑洞附近,风终端速度的顺序为0.1 $-$ 0.3 $~c$。辐射驱动的黑洞风的这些结果可以应用于,例如,到超快外流(UFO),这被认为是从超大质量黑洞附近的快速外流。
2021-10-06 astro-ph.HE
Large-scale dynamics of winds originated from black hole accretion flows: (I) Hydrodynamics
来自黑洞吸积流的风无处不在。以往的工作主要集中在风在吸积流尺度上的发射。目前还不清楚风能向外传播多远,以及它们的大尺度动力学是什么。作为本系列的第一篇论文,我们通过解析和数值方法研究了超越吸积尺度的热成风的大尺度动力学。边界条件,这是至关重要的,我们的问题,进行了分析,并提出了基于小尺度模拟结合观测的风。同时考虑了黑洞势和星系势。对于由热吸积流产生的风,我们发现风可以达到大尺度。速度、密度和温度的径向分布可以用$v_r\approx v_{r0}, ρ\approx ρ_{0}(r/r_0)^{-2}$和$T\approx T_0 (r/r_0)^{-2(γ-1)}$近似表示,其中$v_{r0}, ρ_0, T_0$是边界处风的速度、密度和温度,$r_0(\equiv 10^3 r_g)$,$γ$是多变指数。在向外传播过程中,焓和转动能补偿了引力势的增加。对于薄圆盘,我们发现,因为伯努利参数较小,风不能传播到热风,但停止在一定的半径,伯努利参数等于势能。在风停止之前,动力量的廓线也可以用上述关系式近似。在这种情况下,转动能单独补偿势能的增加。
2020-02-15 astro-ph.HE
X-ray Spectroscopy of Disk Winds in Black Hole X-ray Binaries
Engineering, Ehime University, 2-5, Bunkyocho, Matsuyama, Ehime, Japan
本文研究了黑洞X射线双星中盘风的X射线光谱学,探讨了盘风对吸积盘结构和周围环境的影响,并展望了XRISM任务对相关机制的理解进展。
2026-01-30 astro-ph.HE
Relativistic Spectra of Hot Black-Hole Winds
我们研究混合热非热同步辐射光谱从球对称,光学薄风,考虑到相对论效应。在相对论性流场中,由于相对论性聚束效应,观测到的光谱往往向高频、高强度方向移动。然而,在光学薄的流出,我们发现,所观察到的光谱的强度相比,发射的,虽然峰值频率向高频方向移动。这是因为在光学薄流出中,我们可以看到远离观察者的远侧流。因此,我们仔细考虑光学薄的相对论性流围绕黑洞,如Sgr A $^*$。
2009-10-17 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
Swift Spectroscopy of the Accretion Disk Wind in the Black Hole GRO J1655-40
钱德拉在2005年恒星质量的黑洞GRO J1655-40爆发期间获得了两个高能透射光栅(HETG)光谱,揭示了丰富而复杂的盘风。在它发射后不久,尼尔·盖勒斯斯威夫特天文台开始监测同样的爆发。一些X射线望远镜(XRT)的观测是在一种模式下获得的,这种模式使得不可能去除强的Mn校准线,因此光谱中的Fe K-α线区域以前被忽略了。然而,这些线使能量尺度的精确校准,促进吸收为主的盘风及其速度变化的研究。在这里,我们提出了适合15斯威夫特/XRT光谱,揭示流出的变化和演变。数据强烈地指向磁驱动的盘风:更高的速度(例如,v ~ 10^4 km/s)和较低的速度(例如,v ~ 10^3 km/s)的风分量通常比热驱动外流(v < 200 km/s)的速度快得多,光电离模型产生的吸收半径比定义热成风典型内部范围的康普顿半径低两个数量级。此外,关键的风参数之间的相关性产生的平均吸收测量分布(AMD)是一致的磁流体动力学风模型。我们讨论了我们的结果在最近的观测和理论研究的黑洞吸积盘和流出,未来的前景。
2020-03-24 astro-ph.HE
Two-dimensional inflow-wind solution of black hole accretion with an evenly symmetric magnetic field
我们求解了有磁场存在时黑洞吸积的二维磁流体动力学(MHD)方程。该领域包括一个湍流的组成部分,其作用是由粘度,和一个大规模的有序组件。后者被进一步假定为与赤道平面均匀对称。在球坐标系的$r-θ$平面上,通过假设时间稳定和径向自相似求解方程。在赤道面附近,气体是流入的;而在赤道面的上方和下方,当达到某一临界$θ$角$θ\sim 47^{\circ}$时,流入气体改变了径向运动方向,变成了风。分析了驱动力,发现驱动力是离心力和梯度的气体和磁压力。还计算了风的特性。风的比角动量明显大于入流的比角动量,风可以向外传递角动量。这些分析结果与基于MHD数值模拟数据的轨迹分析结果进行了比较,发现两者吻合较好。
2016-01-07 astro-ph.HE
Modeling Magnetic Disk-Wind State Transitions in Black Hole X-ray Binaries
利用最新的{ \it Chandra}/HETGS多历元观测数据,分析了3个典型的黑洞(BH)X射线双星(XRB):\4u 1630、\gro 1655\和\h 1743,试图系统地理解所观测到的吸积盘风在\windon \和\windoff \态之间的本征态跃迁.在磁流体动力学(MHD)计算的背景下,我们应用我们的磁驱动风模型来约束它们的(1)全球密度斜率($p$),(2)它们的密度($n_{17}$)在最里面的发射半径的脚点和(3)重元素的丰度($A_{\rm Fe,S,Si}$)。将MHD风以自洽的方式引入到{ \tt xstar}光电离计算中,我们建立了一个基于观测到的X射线连续谱的合成吸收谱库。我们的分析清楚地表明了多离子X射线风的特征双峰转变;即发现风密度梯度变陡(从$p \sim 1.2-1.4$到$\sim 1.4-1.5$),而其密度归一化随着源从\windon \到\windoff \状态的转变而下降。该模型意味着电离风{ \it保持物理存在},即使在\windoff \状态,尽管它的缺席出现在所观察到的光谱。重元素的超太阳丰度也是有利的。我们的全球多离子风模型,考虑到软X射线离子以及Fe K吸收剂,表明内部风的条件起着重要的作用,除了光电离的变化风的转变。%模拟{ \it XRISM}/Resolve和{ \it Athena}/X-IFU光谱展示了多离子风模…
2021-03-10 astro-ph.HE
Powerful, Rotating Disk Winds from Stellar-mass Black Holes
本文分析了用Chandra观测到的4个恒星质量黑洞的Fe K带电离X射线盘风,包括4U 1630-47、GRO J1655-40、H 1743-322和GRS 1915+105。高分辨率的光电离网格生成,以模拟数据。三阶光栅光谱被用来解决复杂的吸收光谱的原子效应和多个速度分量。发现Fe XXV线的形状是由相互组合线(吸收)的贡献,和Fe XXVI线被检测到作为自旋-轨道二重态。数据需要2-3个吸收区,具体取决于源。最快的组件的速度接近或超过0.01c,增加质量流出率和风动能的数量级超过以前的单区模型。一阶光谱需要从风中再发射,在光电离半径处与开普勒轨道速度松散一致的程度加宽。这表明,盘风是随着下面的盘的轨道速度旋转的,并提供了一种估计发射半径的新方法-这对理解风驱动机制至关重要。风速和半径的某些方面与活动星系核中的宽线区(BLR)有很好的对应关系,这表明了一种物理联系。我们讨论了这些结果的流行模型盘风生产和磁盘吸积本身,并在活动星系核的大规模黑洞的影响。
2015-10-05 astro-ph.HE
Regulation of Black Hole Winds and Jets Across the Mass Scale
我们提出了一个研究的机械功率产生的风和喷流跨越黑洞质量尺度。我们从电离X射线风的研究开始,并提出了一个统一的分析使用钱德拉光栅光谱。高质量的光栅光谱有助于表征吸收气体的流出速度、电离和柱密度。我们发现,风的动能功率与增加的热光度标度为log(L_wind)\propto(1.58 \pm 0.07)log(L_Bol)。这意味着SMBH可能比恒星质量的黑洞更有效地发射风。此外,缩放的简单性可能表明质量尺度上的共同驱动机制。为了进行比较,我们接下来检查射流产生,根据膨胀局部气泡所需的能量估计射流功率。喷流关系为log(L_Jet)\propto(1.18 \pm 0.24)log(L_Bol)。与天鹅座X-1相关的气泡的能量学特别难以确定,并且气泡可能是背景SNR。如果我们排除天鹅座X-1,那么喷流在误差范围内遵循与风的一致关系,但具有更高的标准化,log(L_Jet)\propto(1.34 \pm 0.50)log(L_Bol)。风和喷流尺度关系的形式一致性表明,一个共同的发射机制可能会驱动这两个流;磁过程是可行的可能性。我们还研究了风速特别高的风,v> 0.01c。这些超快的外流倾向于更像喷气机而不是风,这表明我们可能正在观察一种风变成喷气机的状态。这项研究允许从黑洞吸积,机械和辐射的总功率,以一种简单的方式来表征,并提出风和喷流之间可能的联系。最后,我们发现在低爱丁顿分数,喷…
2012-11-21 astro-ph.HE
An Extreme X-ray Disk Wind in the Black Hole Candidate IGR J17091-3624
{ \it钱德拉}光谱的瞬态恒星质量的黑洞在爆发清楚地揭示了吸积盘风在软,磁盘占主导地位的国家,在明显的反相关性相对论喷流在低/硬状态。这些盘状风被观测到高度电离,密度大,沿我们视线投射的典型速度为$\sim$ 1000 km/s或更小。在这里,我们提出了一个分析的两个{ \it钱德拉}高能量传输光栅光谱的银河系黑洞候选人IGR J17091 $-$ 3624和同期EVLA无线电观测,在2011年获得。第二个{ \it Chandra}观测揭示了在6.91 $\pm$ 0.01 keV处的吸收线;将这条线与类He Fe XXV联系起来需要$9300^{+500}_{-400}$ km/s的蓝移(0.03 $c$,或1000 R $_{Schw}$的逃逸速度)。这个预测的外流速度比以前在恒星质量黑洞中观察到的要高出一个数量级,并且与活动星系核中检测到的一些最快的风大致一致。7.32 keV处的潜在特征,如果是由于Fe XXVI,则意味着速度为$\sim 14600$ km/s(0.05 PDMATHAMR),但这一推定特征是边缘性的。光电离模型表明,IGR J17091 $-$ 3624中的吸积盘风可能起源于黑洞的43,300史瓦西半径内,并且可能排出比吸积更多的气体。同时期的EVLA观测强烈表明,在我们的{ \it Chandra}观测时,喷流活动确实被淬灭了。我们讨论的背景下,磁…
2012-01-10 astro-ph.HE
Large-scale dynamics of winds originated from black hole accretion flows: (II) Magnetohydrodynamics
来自黑洞吸积盘的风是理解超大质量黑洞和它的宿主星系之间共同演化的基本成分。从小尺度吸积盘模拟到大尺度或宇宙学模拟的动力学范围的巨大差异为追踪风运动学设置了障碍。在本系列的第一篇论文中,我们在流体动力学框架下研究了从吸积盘外缘到星系尺度的盘风动力学。本文采用一维磁流体动力学(MHD)模型,进一步引入磁场来理解风动力学,并设置热吸积流的边界条件。极向磁场的几何形状被规定为与旋转轴成角度$θ=45^\circ$的直线,并且强度满足无发散条件。风的解决方案是通过要求气体顺利通过慢速,Alfvén和快速磁声点来实现的。物理量被发现显示幂律依赖于圆柱半径$R$超过快磁声点,其中$ρ\propto R^{-2}, v_{\rm p}\propto {\rm const.}, v_{\rm ϕ}\propto R^{-1}, B_{\rm ϕ}\propto R^{-1},$和$ β\propto ρ^{γ-1}$。风的磁化强度在决定风的特性方面起主导作用。与流体动力学情况相比,在强磁化($v_{\rm Ap0}>1$)下,风被加速到更大的终端速度,其中磁压梯度占主导地位,离心势转换为动能。还讨论了风的物理量与磁化强度、温度、磁力线角速度和绝热指数的关系。
2020-02-15 astro-ph.HE
Signatures of winds and jets in the environment of supermassive black holes
事件视界望远镜合作组织(EHTC)首次展示了M87和Sgr A * 中黑洞阴影的动态范围有限图像。下一代事件视界望远镜(ngEHT)将提供更高的灵敏度和更高的动态范围的图像(和电影),这两个来源加上图像至少十几个其他$\leq$ 100引力半径分辨率。在这里,我们进行了探索性的研究,风和喷流的外观在这样的未来观测。为了做到这一点,我们使用M87和Sgr A * 作为参考系:我们的目标不是精确地再现它们,而是确定它们的观测图像将如何取决于特定的物理假设。即使在类似或相同的动力学的情况下,图像显着依赖于全球参数,如黑洞质量和质量吸积率。我们的研究结果为解释未来的高分辨率图像提供了指导,特别是如果检测到风或射流。
2023-03-12 astro-ph.HE
Ubiquitous equatorial accretion disc winds in black hole soft states
银河系黑洞(GBH)的高分辨率光谱揭示了高度电离吸收体的存在。在一个GBH中,吸积接近爱丁顿极限超过十年,观察到一个强大的吸积盘风存在于较软的X射线状态中,并且有人认为它可以带走足够的质量和能量来熄灭无线电喷流。在这里,我们报告说,这些风,这可能有质量流出率的顺序内吸积率或更高,是一个无处不在的组成部分,所有GBH的无喷流软状态。我们还证明,这些风有一个赤道几何与几十度的开放角度,所以只观察到在源中,光盘是倾斜在一个大角度的视线。Fe XXV / Fe XXVI线比随康普顿温度的降低,在软状态下观察到,表明更高的风电离和更硬的光谱形状之间的联系。虽然风、吸积流和喷流之间的物理相互作用还没有完全被理解,但这些风的质量通量和功率,以及它们在软X射线状态期间的普遍存在,表明它们是吸积现象的基本组成部分。
2012-01-19 astro-ph.HE
Winds and feedback from supermassive black holes accreting at low rates: Hydrodynamical treatment
由超大质量黑洞(SMBH)产生的外流可以在其宿主星系中产生重要的反馈效应。一个尚未解决的问题是来自低光度活动星系核(LLAGN)中低速吸积的SMBH风的性质和特性。我们进行了二维数值,流体动力学模拟的辐射低效吸积流到非旋转黑洞。我们探讨了多样性的初始条件的旋转曲线和粘性剪切应力处方,并发展了我们的模型非常长的持续时间高达$8 \times 10^5 GM/c^3$。我们的模型产生了强大的亚相对论,热驱动风起源于距离$10-100 GM/c^2$从SMBH的吸积流的日冕。风的速度达到$0.01 c$,动能相当于大距离流入气体的静止质量能量的0.1-1%,与活动星系核反馈的“无线电模式”模型吻合得很好。我们模拟的流出物的性质与对LLAGN所在的静止星系中的风的观测结果基本一致,LLAGN能够加热周围的气体并抑制恒星的形成。
2020-01-28 astro-ph.HE
Influence of winds on shocked magnetized viscous accretion flows around rotating black holes
Indian Institute of Technology Guwahati(印度理工学院古瓦哈提分校)
研究了围绕旋转黑洞的相对论性磁化粘性吸积流的全球音速解,考虑了通过风损失质量与角动量的影响。通过自洽模型确定质量损失,发现风显著降低盘光度,并改变激波特性。
2026-04-16 astro-ph.HE
The impact of thermal winds on the outburst lightcurves of black hole X-ray binaries
观测到的来自X射线双星的风的特征与热风大致一致,热风是由外部吸积盘的X射线辐射驱动的。热风产生的质量外流率可以超过圆盘中的吸积率。我们研究了这种质量损失对X射线二进制的稳定性和光变曲线的影响,受到热粘性不稳定性,这驱动他们的爆发。强烈的质量损失可能会提前关闭爆发,就像2015年天鹅座V404的爆发一样。我们使用热(康普顿)风质量损失的分析模型。在预期的长Porb系统的强风中的散射增强了外盘的辐射加热,使其保持稳定,以对抗热粘性不稳定性。这就很好地解释了天鹅座X-2、1 E 1740.7-2942或GRS 1758-258等具有大圆盘的持续明亮系统的存在。风的质量损失缩短了爆发,正如预期的那样,但不足以解释黑洞X射线双爆发的快速衰减时间尺度。然而,由于在风中散射而产生的不同辐射在长Porb系统(如GRO J1655-40)中产生具有平台的光变曲线。质量损失是不是一个主要的驱动程序的爆发动力学光度0.1-0.2 L_Edd。更高的光度可能会产生更强的质量损失,但由于风变得不透明,因此对其的研究很复杂。磁风似乎更有希望解释通常在黑洞X射线双星中看到的快速衰变时间尺度。热成风可以通过不同的辐射加热在爆发动力学中发挥重要作用。这可以通过将风的性质、X射线光谱或光度的变化与追踪外盘的光发射的变化联系起来来证明。模拟应该能够更准确地估计作为辐射光谱、半径和盘风特性的函数的照射到盘上的依赖性。
2019-09-30 astro-ph.HE
The properties of wind and jet from a super-Eddington accretion flow around a supermassive black hole
本文通过辐射磁流体动力学模拟和虚拟粒子轨迹方法,研究了超大质量黑洞周围超爱丁顿吸积流产生的风和喷流性质,发现风的动量通量更高且在AGN反馈中可能比喷流更重要,其加速主要由洛伦兹力主导。
2023-05-11 astro-ph.HE
GR-MHD disk winds and jets from black holes and resistive accretion disks
我们对薄吸积盘的外流进行了GR-MHD模拟。在非相对论的情况下,电阻率是盘风的质量负载所必需的。我们在理想的GR-MHD代码HARM 3D中实现了电阻率,扩展了以前的工作(Qian等人,2017,2018),用于更大的物理网格,更高的空间分辨率和更长的模拟时间。我们考虑一个最初薄,电阻盘围绕黑洞,由一个大规模的磁通量线程。随着系统的演化,外流从黑洞磁层和磁盘表面发射。我们主要关注盘流出,研究它们的MHD结构和能量输出,并与坡印廷主导的黑洞喷流进行比较。盘风包含两个组成部分--一个由环形磁场主导的快速组成部分和一个由极向场主导的较慢组成部分。盘风从亚阿尔夫文速度过渡到超阿尔夫文速度,达到速度$\simeq 0.1c$。我们提供了不同的自旋参数和电阻率水平的参数研究,并测量各自的质量和能量通量。更高的旋转加强了沿内部急流的$B_ϕ$主导的盘风。我们解开一个临界电阻率水平,导致最大的物质和能量输出两者,从重新连接和扩散之间的相互作用,这在组合管理的磁通量和质量负载。对于反向旋转的黑洞,流出结构显示出磁场反转。我们估计最内部的吸积流和它周围的外流结构的不透明度。这个流可能是临界不透明的透镜信号,而轴向喷流漏斗保持光学薄。
2019-07-24 astro-ph.HE
Application of the Thermal Wind Model to Absorption Features in the Black Hole X-ray Binary H 1743-322
高倾角黑洞X射线双星表现出盘风电离吸收线的蓝移,其发射机制仍有争议。这些线主要在高/软状态下观察到,在低/硬状态下消失,与射流反相关。我们已经测试了由来自内盘的X射线照射外盘驱动的热风是否可以解释这些观察到的特性,或者我们是否需要在喷流和风之间进行磁开关。我们使用分析热辐射风模型来预测柱密度,电离参数和速度的风给定的宽带连续的形状和光度确定从RXTE监测。我们用这些来模拟详细的光电离吸收功能预测的时代,有钱德拉高分辨率光谱。这些包括低/硬、高/软和非常高的状态。该模型被发现很好地再现了所观察到的线在高/软状态,也成功地预测它们的消失在低/硬状态。然而,最简单的热成风模型也预测,在非常高的状态下应该观察到强烈的特征,这些特征在数据中没有看到。尽管如此,我们表明,这是一致的热风时,我们包括自屏蔽的辐射内盘大气。这些结果表明,在H1743 -322爆发期间,观测到的风的性质在不同状态下的演变可以用热成风模型来解释,而不需要磁驱动。
2019-09-24 astro-ph.HE
A Hybrid Magnetically/Thermally-Driven Wind in the Black Hole GRO J1655-40?
GRO J1655-40在2005年爆发期间,曾被钱德拉高能透射光栅光谱仪观测过两次;第二次观测显示光谱中富含从O到Ni的元素的电离吸收线(Miller等人,2006 a,2008; Kallman等人,2009),表明流出物密度太大,电离程度太高,无法由辐射或热压力驱动。到目前为止,这个光谱是唯一明确的证据,电离风驱动的吸积盘的磁性过程中的黑洞X射线双星。在这里,我们提出了我们的第一个钱德拉观测,近三个星期前,其中唯一的签名风是Fe XXVI吸收线的详细光谱分析。通过光电离模型比较宽带X射线光谱,我们认为,钱德拉光谱的差异不可能被解释的电离光谱的变化,这意味着风的属性不能在整个爆发是恒定的。我们探讨风的变化,我们建议可能开始作为混合MHD/热风的物理场景,但在几个星期的过程中演变成两个不同的流出具有不同的属性。我们讨论了我们的结果之间的联系的吸积流的状态和存在的瞬态盘风的影响。
2012-02-27 astro-ph.HE
Spectroscopy of the stellar wind in the Cygnus X-1 system
黑洞的X射线亮度是通过其伴星的物质吸积而产生的。根据施主恒星的质量,通过系统的内拉格朗日点落在黑洞上的物质的吸积或强烈的恒星风的吸积可能发生。天鹅座X-1是一个高质量的X射线双星系统,其中的黑洞是由其超巨星伴星HDE 226868的恒星风吸积而成。当伴星接近充满它的洛希瓣时,风不是对称的,而是强烈地集中在黑洞上。Chandra-HETGS观测允许对这种集中的恒星风进行调查,这对于理解吸积流的物理学至关重要。我们比较了在0.0,0.2,0.5和0.75的不同轨道相位的观测结果。这些对应于朝向源的不同视线,使我们能够探测风的结构和动力学。
2011-03-14 astro-ph.HE
Energy, momentum and mass outflows and feedback from thick accretion discs around rotating black holes
使用长时间的广义相对论磁流体动力学模拟的辐射效率低的吸积盘,从这样的系统的能量,动量和质量流出率估计。外流通过两种相当不同的模式发生:相对论性喷流和亚相对论性风。喷流的能量很大程度上取决于黑洞的自旋和视界处的磁通量。除非这些能量非常小,否则喷流中的能量输出超过风中的能量输出。对于在磁制动极限吸积的快速自旋黑洞,证实了喷流功率超过静止质量能量的总吸积速率。然而,由于强准直,喷流可能不会对其周围环境产生显著的反馈效应。风中的能量比较适中,对黑洞自旋和磁通量的依赖性较弱。然而,由于风对着一个大的立体角,预计它将提供有效的反馈范围广泛的尺度内的主星系。得到了射流和风中能量和动量外流率的经验公式。
2013-11-22 astro-ph.HE
Hydrodynamical simulation of wind production from hot accretion flows in tidal disruption events
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);Shanghai Key Lab for Astrophysics, Shanghai Normal University(上海师范大学天体物理上海市重点实验室);Department of Physics, Chongqing University(重庆大学物理学院);School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University(北京师范大学物理与天文学院);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)
研究潮汐破坏事件中黑洞质量、粘性参数和恒星碎片温度对热吸积流风特性的影响,发现大质量黑洞产生更高吸积分数和更快风速,且碎片温度对吸积流影响较小。
2026-05-11 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
Thermally-Driven Disc Winds as a Mechanism for X-ray Irradiation Heating in Black Hole X-ray Binaries: The Case Study of GX339-4
黑洞X射线双星(BHXB)吸积盘的X射线辐射加热对它们的爆发周期起着重要的调节作用。然而,尽管几十年的理论和观测努力,负责照射这些光盘的物理机制仍然在很大程度上未知。我们已经建立了一个基于观测的方法来估计BHXB光盘的辐射强度相结合的多波长X射线和光学/红外数据在整个瞬态爆发。我们将此应用于银河系BHXB GX 339 $-$ 4中$\sim15$多年的活动。我们的研究结果表明,在这个系统中的光学数据所需的辐射加热是大的。直接照射外圆盘不会产生足够的辐射,但这也会产生热辐射风,通过将通量向下散射到圆盘上来增加辐射加热。然而,对风中散射的X射线照射的分析估计仍然不足以产生观测到的加热,即使与直接照射相结合。分析热辐射风模型低估了风的影响,或者有额外的散射机制在起作用,如磁驱动的外流,作用是增加光学/红外通量。虽然风驱动的辐射可能是长周期BHXB的一个共同特征,但要充分理解这种风背后的驱动机制,需要进行辐射流体动力学模拟。
2020-05-13 astro-ph.HE
Jets, disc-winds and oscillations in general relativistic, magnetically driven flows around black hole
相对论喷流和盘风是BH-XRB和活动星系核中的典型特征。然而,许多物理细节的喷射发射和驱动盘风从底层吸积盘仍然没有完全理解。在这项研究中,我们进一步调查的磁场强度和结构在发射喷流和盘风的作用。特别是,我们探讨喷流,风和吸积盘周围的中央黑洞之间的联系。我们使用自适应网格加密进行吸积-喷射系统的轴对称GRMHD模拟。从本质上讲,我们的模拟开始与薄吸积盘平衡。通过选择不同的磁场强度和初始磁场倾角的组合进行了广泛的参数研究。我们的研究发现了由Blandford \& Znajek(BZ)机制驱动的相对论喷流和由Blandford \& Payne(BP)机制驱动的盘风。我们还发现,等离子体团的形成是由于重联事件,这些等离子体团平流与盘风。结果,由于极向磁场的张力在吸积盘的内部增强,导致盘截断和振荡。这些振荡导致射流质量流率中的燃烧活动。我们发现模拟运行与较低的等离子体- $β$的值,和较低的倾角参数更容易形成等离子体团和随后的内盘振荡。我们的模型提供了一个可能的模板,以了解BH-XRB的光谱状态转换现象。
2021-05-24 astro-ph.HE
Unified properties of supermassive black hole winds in radio-quiet and radio-loud AGN
本文通过对射电宁静与射电噪AGN样本的统一分析,发现超大质量黑洞风由相同机制产生且不遵循射电响度二分法,其功率约占爱丁顿光度3%,并揭示其与吸积盘风和喷流加速机制之间的潜在关联。
2024-06-29 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
Wind from the black-hole accretion disk driving a molecular outflow in an active galaxy
由活动星系核(AGN)驱动的强风在超大质量黑洞(SMBH)及其宿主星系的演化过程中起着重要作用,它可以抑制恒星的形成,并解释SMBH与星系之间的紧密关系。最近对超亮红外星系(ULIRGs)中大规模分子外流的观测提供了支持这些研究的证据,因为它们直接追踪了恒星形成的气体。理论模型表明,这些外流的起源是由快速活动星系核吸积盘风驱动的能量守恒流。先前关于ULIRGs中大规模分子外流和活动星系核活动之间存在联系的说法是不完整的,因为它们缺乏对假定的内风的探测。相反,迄今为止,对活动星系核吸积盘风的研究只集中在对局部西弗特和少数高红移类星体的X射线观测上。在这里,我们清楚地检测到一个强大的活动星系核吸积盘风与温和的相对论速度为0.25 c的X射线光谱的IRAS F11119+3257,附近(z = 0.189)光学分类1型ULIRG托管一个强大的分子外流。活动星系核贡献了大约80%的辐射,其亮度类似于类星体,L_AGN = 1.5x10^46 erg/s。这些风的能量与能量守恒机制是一致的,这是在缺乏强大的射电喷流的活动星系核类星体模式反馈的基础。
2015-03-25 astro-ph.HE
Disc and wind in black hole X-ray binary MAXIJ1820+070 observed through polarized light during its 2018 outburst
我们描述了第一个完整的偏振数据集的整个爆发的低质量黑洞X射线二元系统,并讨论了几何和辐射机制的约束。在硬态衰减期间,当光通量由非热分量主导时,在所有滤波器中观察到的偏振与星际值一致。在软状态下,源的固有极化很小,在$B$和$V$过滤器中为$\sim 0.15$ %,并且很可能是在辐照光盘中产生的。一个更高的极化,达到$\sim 0.5$ %的$V$和$R$过滤器,在上升的硬态观察到的$\sim 25^\circ$的位置角与系统中的风的检测时间相吻合。这个角度与射流的位置角一致。检测到的光学偏振是最好的解释,在赤道风的非热(热流或喷流基地)辐射的散射。
2020-05-19 astro-ph.HE
A jet bent by a stellar wind in the black hole X-ray binary Cygnus X-1
International Centre for Radio Astronomy Research – Curtin University(国际射电天文研究中心 - 科廷大学);University of Oxford, Department of Physics, Astrophysics(牛津大学物理系天体物理学);Departament de Física Quàntica i Astrofísica, Institut de Ciències del Cosmos Universitat de Barcelona (ICCUB), Universitat de Barcelona (IEEC-UB)(巴塞罗那大学量子物理与天体物理学系,宇宙科学研究所(ICCUB),巴塞罗那大学(IEEC-UB));Department of Astronomy, University of Wisconsin–Madison(威斯康星大学麦迪逊分校天文学系);Department of Physics and Astronomy, University of Lethbridge(莱斯布里奇大学物理与天文学系);Institute of Space Science - INFLPR Subsidiary(空间科学研究所 - INFLPR附属机构)
通过18年射电成像发现天琴座X-1喷流被恒星风弯曲,测量到喷流动能功率与吸积能量相当,为黑洞喷流能量学提供了实证依据。
2025-12-10 astro-ph.HE
Superluminous transients at AGN centers from interaction between black-hole disk winds and broad-line region clouds
我们提出,超亮瞬变出现在活动星系核(AGN),如CSS 100217:102913+404220(CSS 100217)和PS 16 dtm,达到附近或超爱丁顿中心黑洞的光度中心区域,是由吸积盘风和云之间的相互作用,在宽线区(BLR)周围。如果盘亮度暂时增加,例如,极限环振荡,导致强大的辐射驱动风,强冲击波在BLR中传播。由于活动星系核BLR中的致密云通常与IIn型超新星中的密度相似,因此会出现强烈的辐射冲击,并有效地将喷出物的动能转化为辐射。因此,在活动星系核中心区域可以观测到类似于IIn型超新星的瞬变现象。由于一个典型的黑洞盘的风速是~ 0.1 c,其中c是光速,当喷射出~ 1 Msun时,喷射出的动能预计为~ 1 e52 erg。这种动能在一定的时间尺度内转化为辐射能,使风在BLR中扫起与自身相似的质量,这是几百天。因此,无论是光度(~ 1 e44 erg/s)和时间尺度(~ 100天)的超亮瞬变活动星系核中心区域匹配我们的相互作用模型中预期的。如果CSS 100217和PS16 dtm与极限环振荡触发的活动星系核活动有关,它们将在未来几年或几十年内再次变亮。
2017-06-21 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
Diagnosing pulsar winds in black-widow, redback, and other binary millisecond pulsar systems
由一颗回收的毫秒脉冲星和一颗在近轨道上的恒星伴星组成的双星系统可能是诊断脉冲星风的最佳地点。在这样的系统中,脉冲星外流辐射并加热了伴随的大气层,这可能导致观测到强烈的昼夜温度调制。我们用粒子簇射模拟证明了风的粒子能量会影响大气中的加热深度:风的热量可以沉积在光球层的上方或下方,从而导致观察到的光谱中的不同特征。我们将我们的方法应用到四个具体的系统:我们发现,系统与凉爽的夜晚侧同伴显示出强烈的温度变化可以给有趣的下限粒子能量在风中。特别是,如果PSR B1957+20的伴夜面被突然照射,深度加热只有在能量> 100 TeV的粒子存在时才会发生。因此,在这个系统中深层加热的观测证据表明,i)这样的粒子存在于脉冲星风中和/或ii)双星演化非平凡地将伴星带到了观测到的温度不对称性。此外,所观察到的温度差只能保持与粒子能量的顺序为100兆电子伏。
2019-12-04 astro-ph.HE
The Disk Wind in the Rapidly Spinning Stellar-Mass Black Hole 4U 1630-472 Observed with NuSTAR
我们提出了一个短的NuSTAR观测恒星质量的黑洞和低质量的X射线二进制4U 1630 $-$ 472的分析。由于NuSTAR的灵敏度,在该源中首次清楚地检测到来自内部吸积盘的反射。通过对反射光谱的拟合,我们发现了一个快速旋转的黑洞$a_{*}=0.985^{+0.005}_{-0.014}$($1σ$统计误差)的证据。然而,档案数据显示,该源的射电光度相对较低。最近声称喷流功率和黑洞自旋之间的关系将预测一个较低的自旋或一个较高的峰值射电光度。我们还报告了在$7.03\pm0.03$千电子伏的吸收功能的明确检测,可能发出信号的磁盘风。如果这条谱线出现在稠密的中等电离气体($\logξ=3.6^{+0.2}_{-0.3}$)中,并由类氦Fe XXV占主导地位,则风速为$v/c=0.043^{+0.002}_{-0.007}$(12900 $^{+600}_{-2100}$ km s $^{-1}$)。如果这条谱线与更高度电离的气体($\logξ=6.1^{+0.7}_{-0.6}$)有关,并且主要是Fe XXVI,那么在考虑系统误差后,蓝移的证据只是边缘性的。我们的分析表明,电离风可能在200 $-$ 1100 Rg内发射,并且可能是磁驱动的。
2014-01-15 astro-ph.HE
Disk-jet-wind coupling from stellar mass to supermassive black holes
Durham University(杜伦大学);University of Tokyo(东京大学)
研究恒星质量到超大质量黑洞的盘-喷流-风耦合,通过光谱转变和喷流功率关系揭示黑洞自转对射电-X射线比的影响。
2026-01-26 astro-ph.HE
Black Hole Accretion with Saturated Magnetic Pressure and Disk Wind
本文构建了包含饱和磁压和盘风的黑洞吸积盘解析模型,发现磁压在塑造盘结构中起主导作用,且盘光度在8倍爱丁顿极限处饱和,为黑洞质量估计和标准烛光提供了理论依据。
2023-07-13 astro-ph.HE
Emission and Absorption Features of Magnetically Driven Disk Winds in Black Hole X-Ray Binaries
本研究针对银河系黑洞X射线双星中的吸积盘风,构建磁驱动热等离子体外流模型,通过MONACO蒙特卡罗模拟求解三维辐射转移方程,计算高/软态下的合成光谱,揭示了高极角观测系统的不对称多离子吸收线与P-Cygni型发射特征,证实致密盘风因有效散射难以饱和。
2025-10-28 astro-ph.HE
Radiative cooling effects on black hole hot accretion flows around the sub-Bondi radius
Chongqing University(重庆大学);Shanghai Normal University(上海师范大学)
研究通过二维磁流体动力学模拟探讨辐射冷却对热吸积流动态及风生成的影响,发现辐射冷却会降低吸积盘厚度并影响风的产生机制。
2026-04-16 astro-ph.HE
Strong disc winds traced throughout outbursts in black-hole X-ray binaries
在密近双星系统中,物质流到致密的恒星残骸(黑洞、中子星、白矮星)上时,伴随着物质的反复爆发,为限制人们知之甚少的吸积过程提供了强有力的试验平台。吸积盘中角动量(以及质量)传输的效率,传统上被编码在$α$ -粘性参数中,塑造了这些爆发的光变曲线。磁旋转不稳定性的数值模拟被认为是这种运输背后的物理机制,发现$α\sim 0.1-0.2$的值需要从观测吸积白矮星。等价的$α$ --在中子星或黑洞周围的圆盘中,粘性参数从未被估计过。在这里,我们报告的结果分析档案X射线光变曲线的21黑洞X射线双爆发。将贝叶斯方法应用于吸积模型允许我们直接从光变曲线确定相应的$α$ -粘度参数为$α\sim$ 0.2- 1。这一结果可以解释为一个强大的内在速率的角动量运输的磁盘,这只能维持磁旋转不稳定性,如果一个大规模的磁场线程磁盘,或作为一个直接的指示,即质量正在失去从磁盘通过大量的质量外流强烈塑造的X射线双爆发。此外,我们估计的$α$ -粘度和吸积状态之间缺乏相关性意味着这种外流可以消除所有黑洞X射线二元吸积状态中的盘质量的显着部分,有利于磁驱动风超过需要特定辐射条件的热驱动风。
2018-01-22 astro-ph.HE
Black widow evolution: magnetic braking by an ablated wind
黑寡妇是一种近距离双星系统,其中一颗毫秒脉冲星被一颗质量只有太阳百分之几的伴星环绕。有人认为,脉冲星的旋转动力$γ$射线亮度逐渐蒸发伴星,最终留下一颗孤立的毫秒脉冲星。蒸发效率由温度$T_{\rm ch}\propto F^{2/3}$确定,流出物在动态时间尺度上被通量$F$加热到该温度。蒸发是最有效的同伴,填补他们的洛希叶。在这种情况下,外流是由一个盖周围的L1点与角度$θ_g\sim (T_{\rm ch}/T_g)^{1/2}$,蒸发时间是$t_{\rm evap}=0.46(T_{\rm ch}/T_g)^{-2}\textrm{ Gyr}$,其中$T_g>T_{\rm ch}$是同伴的维里温度。我们将我们的模型应用于观察到的黑寡妇人口,这在过去十年中大幅增加,考虑到每个系统的轨道周期,伴星质量和脉冲星自旋下降功率。虽然最初的黑寡妇(Fruchter et al. 1988)在几个Gyr时间尺度上蒸发了它的同伴,但直接蒸发本身太弱,无法解释整个种群。相反,我们建议蒸发风耦合到同伴的磁场,从二进制删除角动量,并保持稳定的罗氏瓣溢出。虽然更强的风携带更多的质量,它也减少了阿尔文半径,使这种间接的磁制动机制不太依赖于通量$t_{\rm mag}\propto t_{\rm evap}^{1/3}$。这减少了观测系统演化时间的分散,从而更好地解释了黑寡妇和孤立毫秒脉冲星的组合。
2020-01-13 astro-ph.HE
Evidence for Optically Thick, Eddington-limited Winds Driven by Supercritical Accretion
超临界吸积到紧凑的物体上,为光学厚度和爱丁顿限制的大规模风提供动力。如果大部分来自中央圆盘的硬X射线被风遮蔽,源将显示出类似黑体的光谱,其亮度与致密物体的质量成比例。从钱德拉附近星系的档案中,我们选择了一个明亮和非常软的光源样本,并排除了前景物体和超新星遗迹的污染。他们被发现优先与晚型星系。我们样本中的大多数来源要么太热,要么太亮,不能用白矮星表面的核燃烧来解释,而被认为是由吸积提供动力的。最可能的解释是,它们是由于超临界吸积驱动的风从光球层发射到致密物体上。它们的黑体光度范围从~10^37到近10^40 erg/s,表明存在中子星和恒星质量的黑洞。黑体的光度也显示出可能的双峰分布,虽然在低的意义,达到峰值附近的爱丁顿极限的中子星和恒星质量的黑洞,分别。如果这一点能够得到证实,那将是超临界吸积为厚风提供动力的确凿证据。基于风模型,推断这些天体的质量吸积率大约是爱丁顿速率的几百倍,这表明它们可能在吸积率方面介于典型的超铝X射线源和SS 433之间。
2018-12-07 astro-ph.HE
Probing Accretion Disk Winds of Stratified Nature with Fe XXVI Doublet in Black Hole X-ray Binaries
本研究针对黑洞X射线双星的分层吸积盘风,提出利用Fe XXVI双线轮廓作为诊断工具,通过模拟揭示了不同速度弥散下的双线形态差异,并结合XRISM观测验证了该方法可用于约束风的物理性质。
2025-10-22 astro-ph.HE
State-dependent signatures of jets and winds in the optical and infrared spectrum of the black hole transient GX 339$-$4
本研究通过甚大望远镜X-shooter获取的GX 339$-$4四个历元光谱,发现硬态和软态均存在星风特征,硬态喷流影响近红外连续谱,证实不同抛射物共存的复杂外流场景。
2025-01-15 astro-ph.HE
Jet launching in resistive GR-MHD black hole - accretion disk systems
我们研究了黑洞源的相对论喷流的发射机制,特别是来自周围吸积盘的强风。盘风发射的数值研究--吸积-喷射转变的模拟--到目前为止几乎只针对非相对论系统进行。从这些模拟中,我们知道电阻率或磁扩散率在发射过程中起着重要作用。在这里,我们将这种治疗广义相对论磁流体力学(GR-MHD)应用电阻GR-MHD代码rHARM。我们的模型设置考虑一个薄的吸积盘线程由一个大规模的开放磁场。我们用不同的克尔参数、场强和扩散率水平进行了一系列的模拟。事实上,我们发现强大的磁盘风,然而,温和的相对论速度,后者最有可能是由于我们有限的计算域。此外,我们发现,磁扩散率降低吸积和喷射的效率,因为它削弱了磁盘风的磁杠杆臂的效率。环形磁场压力梯度是盘风的主要驱动力,但磁离心驱动也可能有贡献。在我们的模拟中,黑洞的旋转抑制了由于增强的环形磁场压力,似乎是由框架拖曳引起的吸积率。通过比较Blandford-Znajek驱动的中心脊和周围盘风的能量通量,我们发现盘风的总电磁能通量受总物质能通量的支配(因子为20)。物质流出的动能通量相对较小,与布兰德福德-兹纳杰克电磁能通量相当。
2018-04-25 astro-ph.HE