Accretion onto supermassive black hole binaries
本章综述了吸积大质量黑洞双星（MBHBs）的物理，重点介绍了广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟的最新进展，并分析了环绕双星盘、迷你盘、外流、磁场及电磁特征等关键方面，总结了不同数值方法的优缺点及已建立的可靠知识。
2024-05-23 astro-ph.HE gr-qc
Repeating Fast Radio Bursts from Neutron Star Binaries: Multi-band and Multi-messenger Opportunities
本研究探讨了致密中子星双星中重复快速射电暴（FRB）的多频段与多信使观测价值，发现仅利用FRB到达时间即可高精度测量双星内禀参数并重建辐射图案，为约束中子星状态方程及检验超标准物理提供了前所未有的新途径。
2023-08-26 astro-ph.HE gr-qc
Stochastic Gravitational Wave Background from Highly-Eccentric Stellar-Mass Binaries in the Milli-hertz Band
UCLA（加州大学洛杉矶分校）；Mani L. Bhaumik Institute for Theoretical Physics, Department of Physics and Astronomy, UCLA（加州大学洛杉矶分校物理与天文学系马尼·L·巴乌米克理论物理研究所）；Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, Parks Road, Oxford（牛津大学鲁道夫·派尔斯理论物理中心）
本文研究了毫赫兹波段高偏心（e≥0.9）恒星质量双星产生的随机引力波背景，发现其功率谱可能超过LISA仪器噪声，且主要由银河系内源主导，但通过有效搜索策略可将不可分辨噪声降低约两个数量级。
2026-05-27 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Black hole-neutron star binaries
本文综述了黑洞-中子星双星合并及合并后演化的数值相对论流体动力学和磁流体动力学建模，探讨了决定合并结果的因素、所需输入物理及先进模拟的发现。
2024-04-23 astro-ph.HE gr-qc
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
The Astrophysical Gravitational Wave Background in the mHz band is likely dominated by White Dwarf binaries
本研究更新了河外白矮星双星模型，发现其产生的引力波背景振幅比早期估计高约60%，并确认白矮星双星在mHz频段占主导地位。
2024-02-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
eLISA eccentricity measurements as tracers of binary black hole formation
在未来十年内，多达数百个可由eLISA单独分辨的黑洞双星将在Advanced LIGO/Virgo波段合并，从而实现多波段引力波观测。在稠密星团中通过动力学相互作用形成的双星预计在eLISA最敏感的频率$f_0=10^{-2}$ Hz处具有偏心率$e_0\sim 10^{-3}$ - $10^{-1}$，而在该领域中形成的双星在两个频带中的偏心率应该可以忽略不计。我们估计，eLISA应该总是能够检测到一个非零的$e_0$时，$e_0\gtrsim 10^{-2}$ ;如果$e_0\sim 10^{-3}$，eLISA应该检测到非零偏心率的一部分$\sim 90\%$（$\sim 25\%$）的二进制时，观察时间分别为$T_{\rm obs}=5$（$2$）年。因此，eLISA观测BH双星有可能区分领域和集群形成的情况。
2016-08-19 astro-ph.HE gr-qc
What does a binary black hole merger look like?
本文提出了一种计算由许多解析时空和数值时空引起的强场引力透镜的方法。我们用这个过程来计算孤立黑洞和数值演化的黑洞双星所引起的畸变。我们既制作演示图像，说明空间失真的细节和现实图像的恒星集合，同时考虑到透镜放大和红移。在大尺度上，螺旋双星的透镜效应类似于单个黑洞的透镜效应，但在小尺度上，所产生的图像显示出复杂的，在某些情况下，在不同的角尺度上具有自相似的结构。
2015-04-22 astro-ph.HE gr-qc
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
Detecting Accelerating Eccentric Binaries in the LISA Band
LISA波段的许多引力波（GW）源都具有不可忽略的偏心率。此外，它们中的许多可以经历加速，因为它们存在于第三层中。在这里，我们开发的分析和数值方法来量化如何紧凑的二进制的偏心率提高了检测其特有的加速度。我们表明，广义相对论进动模式可以解开的二进制的加速度引起的频率偏移从啁啾质量引起的频率偏移GW模板拟合，从而放宽了信噪比的要求区分加速度的一个因素的$10\sim100$。此外，通过采用加速偏心致密双星的GW模板，我们可以提高加速度测量精度的$\sim100$的一个因素，相比于零偏心率的情况下，和检测源的加速度，即使它在观测时间内没有变化。例如，在LISA波段，中等偏心率的恒星质量双黑洞（BBH），在$\rm{SNR}=20$和$4$ yr的观测时间下，其加速度测量结果$\sim10^{-7}m\cdot s^{-2}$会产生误差，在这个例子中，即使BBH与$4\times 10^{6}\rm M_{\odot}$ SMBH相距$\sim1\rm pc$，我们也可以测量出BBH的特有加速度。我们的研究结果突出了偏心率的重要性，ISA波段的源，并显示了发展GW模板加速偏心紧凑双星的必要性。
2023-01-11 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Broad-band Emission from Gamma-ray Binaries
伽马射线双星是近十年来研究的热点。从观测的角度来看，GB在现象上与大多数X射线双星系统相似，它们在整个电磁波谱上都有宽带发射，通过在伽马射线波段显示出最大的光谱能量分布而与这一源群隔离开来，无论是在高能（HE：100 MeV - 100 GeV）还是在极高能（VHE：100 GeV以上）。从理论的角度来看，从GB的宽带发射是一个独特的情况下，粒子加速和发射/吸收机制，可以测试其周围环境的周期性变化的条件。在这篇论文中，我们研究了GBs多波长发射的一些关键观测结果。我们讨论的相关/同期发射观察到的几个这些系统，从无线电到伽马射线，通过考虑一个单一的底层粒子发射人口和附近的光子，物质和磁场的环境场的属性。
2019-01-11 astro-ph.HE
Gravitational-wave detection and parameter estimation for accreting black-hole binaries and their electromagnetic counterpart
我们研究了在计划中的激光干涉仪空间天线（LISA）波段内，气体吸积对最初相距较大的黑洞双星轨道演化的影响。我们关注两个来源：（i）能在几周/几个月内从LISA波段迁移到地面引力波观测波段的~恒星源黑洞双星~（SOBHB）;（ii）仅在LISA波段的中等质量黑洞双星~（IMBHB）。由于大量的可观测的引力波周期，这些系统的相位演化需要建模，以避免偏置源参数的估计。吸积影响负（$-4$）后牛顿秩序的引力波相位，因此是占主导地位的双星在大的分离。如果吸积以爱丁顿或超爱丁顿速率发生，它将在SOBHB的动力学上留下可检测的印记。在乐观的天体物理方案中，使用LISA和地基干涉仪的多波长策略可以检测到大约$10$（几个）SOBHB事件，其吸积率可以在$50\%$（$10\%$）水平上测量。在所有情况下，天空位置都可以在远小于$0.4\,{\rm deg}^2$的不确定性内识别。同样，在$\gtrsim 10\%$（$\gtrsim 100\%$）的爱丁顿速率的吸积可以在IMBHB中测量到红移$z\approx 0.1$（$z\approx 0.5$），并且这些源的位置可以在小于$0.01\,{\rm deg}^2$的不确定性内确定。总之，SOBHB或IMBHB的探测将允许在富含气体的环境中有针对性地搜索电磁对应物，以黑洞合并，未来的X射线探测器（如雅典娜）和无线电观测台（如SKA）。
2020-06-12 astro-ph.HE gr-qc
What do gravitational-wave observations tell us about Luminous Red Novae?
Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences (ARIES)（阿亚巴塔观测科学研究所）；Department of Applied Physics, Mahatma Jyotibha Phule Rohilkhand University（马哈特玛·乔蒂巴·普勒罗希尔坎德大学应用物理系）；Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学间天文学与天体物理学中心）；Institute for Gravitational Wave Astronomy and School of Physics and Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学引力波天文台及物理与天文学学院）；Bareilly College, Mahatma Jyotibha Phule Rohilkhand University（马哈特玛·乔蒂巴·普勒罗希尔坎德大学巴雷利学院）；Chennai Mathematical Institute（金奈数学研究所）
探讨引力波观测对亮红新星的启示，利用ZTF的LRNe体积率和LVK的致密双星合并率，并结合相关模型计算合并率，得出仅约\(10^{-3}\)的LRNe对应引力波观测到的特定合并，多数LRNe不会导致致密天体合并。
2026-07-27 astro-ph.HE gr-qc
Energy dependence of the band-limited noise in black hole X-ray binaries
黑洞低质量X射线双星具有多种多样的变率特征，表现为硬X射线发射功率密度谱中宽噪声成分上叠加的窄峰状结构。本文研究了黑洞X射线双星低硬态带限噪声分量的变化特性。我们调查的特征频率和幅度的带限噪声分量和研究的协方差谱。对于显示出在硬能带（4 - 8 keV）中具有高于1Hz的特征频率的噪声分量的观测，我们在软带（1 - 2keV）中的较低频率处发现了这个非常相同的分量。这种特征频率的差异表明，虽然软光子和硬光子都对相同的带限噪声分量有贡献，这可能代表了质量吸积率的调制，但软光子的起源实际上比硬光子更远离黑洞。因此，软光子的特点是较大的半径，较低的频率和较软的能量，并可能与一个较小的光学深度康普顿向上散射从外层的日冕，或建议的温度梯度的日冕。我们解释这种能量依赖的能量依赖的功率密度状态的图片内的暗示，起源于郊区的Comptonising日冕的整体发射的软带的贡献的上散射光子变得显着。
2015-07-09 astro-ph.HE
Detecting Gravitational Wave Bursts From Stellar-Mass Binaries in the Milli-hertz Band
UCLA（加州大学洛杉矶分校）
本文研究在毫赫兹波段探测恒星质量双星引力波爆发的可能性，评估其数量及对理解双星形成通道和银河系恒星形成历史的意义。
2026-05-27 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Extracting Astrophysical Information of Highly-Eccentric Binaries in the Millihertz Gravitational Wave Band
UCLA（加州大学洛杉矶分校）；Mani L. Bhaumik Institute for Theoretical Physics, Department of Physics and Astronomy, UCLA（加州大学洛杉矶分校物理与天文学系马尼·L·巴乌米克理论物理研究所）；LIGO Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院LIGO实验室）；Department of Physics, The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学物理系）；RESCEU, The University of Tokyo（东京大学RESCEU）；Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, Parks Road, Oxford（牛津大学鲁道夫·派尔斯理论物理中心）；Department of Physics and Astronomy, University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学物理与天文学系）；Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校天文与天体物理学系）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（西蒙斯基金会平顿研究所计算天体物理中心）
本研究通过分析高偏心致密双星在毫赫兹频段的引力波信号，展示了如何精确测量其轨道参数，并评估了LISA探测器的实际可探测性。
2026-05-27 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
K-band spectroscopy of IGR J16358-4726 and IGR J16393-4643: two new symbiotic X-ray binaries
共生X射线双星（SyXB）是最近发现的低质量X射线双星的一个子类。它们数量的不断增加使其成为X射线双星演化的重要通道。我们的目标是对IGR J16358-4726和IGR J16393-4643的拟议对应物进行光谱分析和分类，并确定其作为X射线系统的性质。我们使用ESO/UT 1 ISAAC摄谱仪观测了这两个源的对应物，获得了S/N > 140的K波段中等分辨率光谱（R = 500）。采用标准程序进行数据简化。我们通过与出版的地图集相比较，对它们进行了分类。我们进行了SED拟合，以细化光谱分类。这两个对应物清楚地表现出晚型恒星的典型特征，特别是在光谱的红色部分有很强的CO吸收带。从以前的X射线研究的信息，我们将这两个系统的SyXB类的两个新成员。对于IGR J16393-4643，我们考虑了该系统最可能的对应物，尽管其他三个对象不能完全丢弃。对于这个系统，我们将我们的研究结果与现有的轨道解进行了比较，限制了轨道参数和伴星的质量。通过增加两个系统，我们将已知的SyXB数量增加到8个，这是银河系X射线双星中不可忽视的一类。
2010-04-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
Measuring the orbital periods of low mass X-ray binaries in the X-ray band
低质量X射线双星（LMXB）要么包含一颗中子星，要么包含一个从其低质量伴星吸积物质的黑洞。它是研究恒星大小致密天体和吸积现象的主要天体物理资料之一。与其他双星系统一样，LMXB最重要的参数是轨道周期，这使我们能够了解双星系统的性质，并限制系统组件的属性，包括紧凑型物体。因此，测量LMXB的轨道周期对于研究这些系统至关重要，即使只有不到一半的系统具有已知的轨道周期。本文介绍了在X射线波段测量轨道周期的各种方法，并评述了它们在各种类型的LMXB中的应用，如食源和倾源，以及脉冲星LMXB。
2014-09-10 astro-ph.HE
Global Analysis of LISA Data with Galactic Binaries and Massive Black Hole Binaries
提出一种高性能全局拟合流水线，用于从LISA数据中提取银河系双星与大质量黑洞双星信号并估计残差噪声，通过为期一年的每周演化分析验证了其探测能力的提升，并开发了基于最大似然估计的多信号提取算法及高精度响应验证。
2024-06-03 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
The dark side of supergiant High-Mass X-ray Binaries
高质量X射线双星（HMXB）已被从X射线到光学和红外波段的大量多波长观测所揭示。在描述了3种不同类型的HMXB之后，我们重点讨论了3颗HMXB超巨星：IGR J16320-4751，IGR J16465-4507和IGR J16318-4848，分别被称为“好”，“坏”和“丑”。在这些诉讼中，我们回顾了这些来源的观察使我们对HMXB的了解变得清晰，以及哪些部分仍然处于黑暗中。许多问题仍然悬而未决，涉及吸积过程，在这些大质量和活跃的恒星的恒星风的性质，以及由于伴星和紧凑的物体之间的质量和角动量转移的整体演化。未来的观测应该能够回答这些问题，这些问题构成了HMXB的黑暗面。
2019-01-11 astro-ph.HE
Theory-Agnostic Constraints on Black-Hole Dipole Radiation with Multi-Band Gravitational-Wave Astrophysics
alIGO对黑洞双星GW 150914的探测开启了探测极端引力的新时代。许多引力理论预言双星会发射偶极引力辐射。这在双星系统中被排除在高精度之外，但整个理论类别主要（或仅）在涉及黑洞的双星系统中预测这种效应。联合观测的GW 150914类系统的aLIGO和eLISA将改善边界偶极子发射从黑洞二进制由6个数量级相对于当前的限制，提供eLISA是不是显着descoped。
2016-05-11 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Multi-band light curves from eccentric accreting supermassive black hole binaries
我们使用长期运行，高分辨率的流体动力学模拟计算多波长光变曲线（LC）从周围的吸积等质量超大质量黑洞（BH）的二进制文件的热盘发射，重点揭示二进制偏心率。LC通过用绝热状态方程、局部黑体冷却处方和近似辐射压力影响的修正来模拟磁盘热力学而获得。我们发现，调制的轨道时间尺度上的多带LC通常是同相的（内$\sim\,$ 2%的一个双轨道周期），但它们包含脉冲子结构在时域中，不一定反映在BH吸积率$\dot M$。因此，我们预测，双星托管活动星系核将表现出高度相关的，同相的，周期性的亮度调制在其低能量磁盘的排放。然而，这些调制在多波长观测活动的可检测性可能会受到严重影响，因为观察到的活动星系核的随机变化通常具有比我们提出的信号更高的幅度。在许多双星周期的时间基线上的观测可能会使信号更加突出，但这需要仔细分析。如果喷流发射是由$\dot{M}$预测，那么我们预测一个较弱的相关性与低能量盘发射由于不同的亚峰结构。对于我们探索的二进制参数，我们表明，由于流体动力学的LC变异可能占主导地位的多普勒增亮与磁盘马赫数$\lesssim 20$的所有等质量的二进制文件。偏心率的一个有希望的特征是弱的或不存在的“块”周期性。我们发现，一个显着的滞后之间存在的$\dot{M}$和低能量盘发射的圆形双星，但他们是在偏心双星，这可能解释了一些“孤儿”耀变体耀斑没有$γ$射线对应。
2022-10-17 astro-ph.HE
Merger rate of stellar black hole binaries above the pair instability mass gap
在目前的恒星演化模型中，对不稳定超新星的出现意味着缺乏质量在$[60, \, 120] \, \rm{M}_\odot$之间的恒星黑洞，导致黑洞质量分布中存在上质量隙。在这封信中，我们开发了一个基准模型，描述BH对不稳定的差距以外，通过卷积的初始质量函数和恒星形成率与宇宙时间的金属丰度演化。在假设双星形成的物理机制在能隙之外没有变化的前提下，我们构造了合并BH双星的宇宙布居。BH二进制与以上的差距的质量组件的检测率，发现范围之间的$\simeq [0.4,\,7] \, \rm{yr}^{-1}$的LIGO/处女座在设计灵敏度和$[10, \, 460] \, \rm{yr}^{-1}$的第三代地面探测器，考虑到最悲观和最乐观的情况。LISA可以单独检测这些双星，从合并到数千年。在不到四年的时间内合并的事件数量，使多波段观测的顺序，预计在范围$[1, \, 20]$。虽然ET将检测所有这些事件，但LIGO/Virgo预计将检测其中的$\lesssim 50\%$。最后，我们估计，在LISA波段的未解决的来源的引力波背景，可以在原则上检测到的信噪比之间的$ \simeq 2.5$和$\simeq 80$。
2019-11-11 astro-ph.HE gr-qc
Equilibrium eccentricity of accreting binaries
使用高分辨率的流体动力学模拟，我们表明，等质量的双星吸积从circumbinary磁盘发展的轨道偏心率的$e \simeq 0.45$，除非他们被初始化的近圆形轨道与$e \lesssim 0.08$，在这种情况下，他们进一步循环。隐含的双峰偏心率分布类似于后AGB恒星双星。近拱点附近的大型吸积尖峰在偏心双星的光变曲线上呈现出一种准周期性的爆发性特征。我们预测，中等质量和大质量黑洞双星在$z \lesssim 10$进入\emph{LISA}带将有可测量的偏心率范围$e \simeq 10^{-3} - 10^{-2}$，如果他们经历了气体驱动的阶段。另一方面，如果GW 190521被气盘驱动进入引力波区，它将以不可检测的偏心率$\sim 10^{-6}$进入LIGO/Virgo波段。
2021-03-04 astro-ph.HE
Golden galactic binaries for LISA: mass-transferring white dwarf black hole binaries
用半解析模型研究了白矮星-黑洞吸积双星的演化和引力波发射。这些系统将在兆赫引力波频带上发展，并有可能被激光干涉仪空间天线（LISA）探测到。我们确定了新的普遍关系，这类双星，其中涉及的组件质量的引力波频率和它的一阶导数。结合LISA可能的高精度测量，这些关系可以让我们推断源的组件质量和光度距离。因此，LISA有可能检测和表征一个几乎未开发的二元人口。
2020-10-20 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Photometric Observations of Three High Mass X-Ray Binaries and a Search for Variations Induced by Orbital Motion
我们研究了高质量X射线双星（HMXB）LS 1698 / RX J1037.5-5647、HD 110432 / 1H 1249-637和HD 161103 / RX J1744.7-2713的V波段、Ic波段和RXTE X射线光变曲线的长周期变化，试图发现轨道引起的变化。数据主要来自ASAS数据库，并由24英寸和40英寸ANU望远镜和一台机器人PROMPT望远镜进行的短期观测补充。傅立叶周期图表明所有三个HMXB的V波段光变曲线存在长周期变化，但是在这些周期折叠数据并没有揭示令人信服的周期变化。在这一点上，我们不能排除这三个来源的长期V波段变化的存在，并且在更高精度的PROMPT数据中可以看到长期变化的暗示。因此，以每周至少一次的频率和0.01等的精度进行的几年的长期V波段观测，仍然有机会揭示这三个HMXB的长期变化。
2011-05-10 astro-ph.HE
Probing the Spins of Supermassive Black Holes with Gravitational Waves from Surrounding Compact Binaries
合并的致密黑洞（BH）双星可能存在于超大质量黑洞（SMBH）周围的核星团中，如Sgr A $^\ast$。它们也可能形成于活动星系核的吸积盘中。这种紧凑的双星可以发射低频带（0.001-1 Hz）的引力波（GW），可以被几个计划中的星载GW天文台探测到。我们表明，紧凑的二进制的轨道轴可能会经历显着的变化，由于与SMBH的自旋的帧拖动效应。轨道轴的动力学行为可以被理解为一种共振现象。我们表明，二进制轨道轴的变化率编码的SMBH的自旋信息。因此，从SMBH周围的致密双星中探测GW，特别是与双星轨道轴变化相关的波形调制，可以为SMBH的自旋提供新的探测。
2022-01-24 astro-ph.HE gr-qc
What causes long outbursts of neutron star low-mass X-ray binaries?
本文通过系统比较短轨道周期中子星低质量X射线双星的长、短爆发性质，发现长爆发源在吸积率、盘质量等参数空间中与短爆发源明显分离，表明热-粘滞不稳定性无法解释长期爆发，对理解暂现吸积过程具有重要意义。
2025-04-10 astro-ph.HE
The INTEGRAL legacy on High Mass X-ray Binaries
INTEGRAL卫星的观测使超巨星高质量X射线双星（HMXB）的数量增加了四倍，揭示了以前隐藏的超巨星HMXB的数量，并允许在超巨星HMXB中发现巨大和快速的瞬时耀斑。除了这3个观测事实，INTEGRAL是否让我们更好地了解这些超巨星HMXB？我们现在是否对所谓的Corbet图中分离的3个HMXB群及其吸积过程有了更好的了解？在云团风模型和瞬态吸积盘形成的背景下，我们是否能更好地理解超巨星HMXB中的吸积过程，以及是什么使快速瞬态耀斑如此特殊？总之，与INTEGRAL发射前已知的来源相比，超巨型HMXB的数量增加是否允许更好地了解这些来源？我们将回顾所有这些观测事实，与当前模型进行比较，以客观地估计高质量X射线双星的完整遗产是什么。
2010-12-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Detecting Gravitational Self Lensing from Stellar-Mass Binaries Composed of Black Holes or Neutron Stars
我们探讨了一个独特的电磁签名的恒星质量致密物体二进制早在他们被检测到的引力波。我们表明，引力透镜的发光组件的致密物体的二进制，由其他二进制组件，可以检测到在附近的宇宙。这种周期性的透镜特征可以从现在和未来的X射线观测中检测到，识别在LIGO波段合并的双星的祖先，并揭示不合并的人口，从而在其生命的神秘部分提供了致密物体双星人口的示踪剂。我们认为，周期性重复的透镜耀斑可以观察到约100千秒的轨道周期的双星与未来的山猫X射线任务，可能同时在LISA波段的引力波发射。具有较长轨道周期的双星可能更常见，并且可以作为单个透镜耀斑检测到，尽管依赖于可以通过后续耀斑观测进行测试的耀斑模型。没有检测到这样的事件，即使与现有的X射线观测，将有助于限制人口的EM明亮的致密天体二进制文件。
2020-03-10 astro-ph.HE
Busting Up Binaries: Encounters Between Compact Binaries and a Supermassive Black Hole
考虑到银河系中心附近的恒星密度，紧凑型双星和超大质量黑洞之间的近距离相遇是一个合理的发生。我们目前的结果从近1300万这样的遭遇的数值研究。与以前的研究相一致，我们证实，潮汐破坏的黑洞的二进制系统，组件的二进制保持绑定到孔的偏心率~ 0.97和circularizes显着的时候，它进入经典的LISA带。我们的研究结果还表明，人口的幸存双星值得关注。这些双星系统的内部轨道参数受到扰动，可能会产生有趣的观测结果。我们研究了生存参数空间的区域，并估计了相遇后轨道参数的分布。我们发现幸存的双星变硬，它们的离心率增加，从而加速了它们的合并，由于引力辐射发射，并增加了预测的合并率高达1%。
2015-01-26 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Evolution of binaries with compact objects in globular clusters
在致密恒星系统中，天体之间的动力学相互作用导致了奇异恒星天体、不寻常双星和更高多重性系统的频繁形成。它们对于形成由中子星和黑洞组成的双星系统是非常重要的，而这些双星系统在观测上通常是由质量转移双星系统发现的。在这里，我们回顾了目前的理解紧凑的对象的保留，金属依赖于形成低质量的X射线双星与中子星，以及如何质量转移双星与黑洞和白矮星可以形成。我们还讨论了一个老的未解之谜和两个新的难题所提出的最近的观察：什么后代超紧凑的X射线双星产生，如何形成非常紧凑的三元组，以及如何可以黑洞低质量的X射线双星获得非简并的同伴？
2017-06-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
Kicks in charged black hole binaries
本文计算了准圆形带电黑洞双星在完全广义相对论数值演化中由引力辐射和电磁辐射引起的线动量发射。我们推导出缓慢移动的物体的解析表达式，并在数值上探索各种质量比和荷质比。我们发现，对于等质量的情况下，我们的解析表达式是在极好的协议与观察值，相反，发生在真空的情况下，我们发现，在电磁场的存在下，有发射的动量由引力波。我们还发现，具有不相等的质量的双星的强引力踢影响的电磁踢，使他们强烈偏离开普勒的预测。对于在这项工作中考虑的荷质比的值，我们观察到的电磁反冲的幅度总是小于引力的。
2022-11-09 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Binary stars take what they get: Evidence for Efficient Mass Transfer from Stripped Stars with Rapidly Rotating Companions
本研究利用扩展的16个Be+sdOB双星样本，通过光谱与干涉观测分析，发现双星质量转移效率多超50%（以保守为主），挑战现有非保守假设，对致密双星等演化产物研究具重要意义。
2025-08-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
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
The late inspiral of supermassive black hole binaries with circumbinary gas discs in the LISA band
本文采用二维动网格粘性流体动力学方法模拟了合并超大质量黑洞双星周围的吸积盘。模拟是伪牛顿的，与BH建模为点质量与Paczynski-Wiita潜力，并包括粘性加热，冲击加热，和辐射冷却。我们跟踪了一个等质量双星的引力螺旋，其组成质量为M_bh=10^6 M_sun，从初始分离60 r_g（其中r_g=GM_bh/c^2是引力半径）到合并。我们发现，一个中心，低密度的空腔周围的二进制形式，在以前的工作中，但BH捕获气体从circumbinary光盘和吸积有效地通过自己的minidisks，以及后，他们的inspiral超过粘性的发展光盘。该系统保持明亮，在整个螺旋过程中显示出强烈的周期性，其频率是双星轨道频率的两倍，一直到合并。在软X射线波段，热辐射主要由环双星盘的内边缘控制，在螺旋早期具有明显的周期性。相比之下，较硬的X射线发射主要是由迷你盘，光变曲线最初更嘈杂，但在螺旋后期发展出明显的周期性。这种变化模式应该有助于识别天基引力波探测器LISA探测到的SMBHB的EM对应物。
2018-01-07 astro-ph.HE
Black Hole Binaries in Quiescence
我讨论了一些已知的和未知的行为黑洞二元系统在静态吸积状态。静止是很重要的，原因有几个：1）伴星在光学和红外波长的优势，使双星参数被鲁棒地确定-作为一个例子，我们认为，较长的建议距离的X射线源GRO J1655-40是正确的; 2）静止代表了一个非常低的吸积率的极限情况下，吸积和喷流都可以观察到; 3）了解静止状态的演化和持续时间是决定X射线双星总体人口统计的关键因素，这在引力波天文学时代具有新的重要性。
2016-10-30 astro-ph.HE
What can we extract from quasi-periodic oscillations?
根据相对论性进动模型，我们在这里提出详细的分析，扩展了在史瓦西和克尔时空中进行的。我们考虑Hartle-Thorne时空中的千赫准周期振荡，它描述了旋转变形物体的引力场。本文导出了Hartel-Thorne时空中周转频率的解析公式，并在相对论性岁差模型的基础上，利用这些周转频率解释了环礁和Z源低质量X射线双星的千赫准周期振荡。特别是我们对Z源GX 5-1进行了分析。我们表明，准周期振荡数据可以提供的参数，即，在低质量的X射线双星的致密物体的质量，角动量和四极矩的信息。
2014-12-28 astro-ph.HE
Implications of the pulsar timing array detections for massive black hole mergers in the LISA band
基于PTA对引力波背景的探测，本研究利用经校准的半解析模型预测LISA在4年任务期内可探测到十几个至数千个大质量双黑洞，且能精确估计其质量、位置和距离等参数。
2023-10-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Pre-localization of Massive Black Hole Binaries in the Millihertz Band
Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（阿尔伯特·爱因斯坦研究所））；TianQin Research Center for Gravitational Physics, Sun Yat-sen University（中山大学天琴引力物理研究中心）；School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；School of Physics and Astronomy, University of Glasgow（格拉斯哥大学物理与天文学院）；Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Artemis（蔚蓝海岸大学、蔚蓝海岸天文台、法国国家科学研究中心阿耳忒弥斯实验室）
本文提出一种基于正常流的快速推理管道，用于毫赫波段大质量黑洞双星信号的早期预警分析，实现快速且精确的参数估计和天空定位，为电磁后续观测提供支持。
2026-04-27 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
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
Average bolometric corrections and optical to X-ray flux measurements as a function of accretion rate for X-ray binaries
在本文中，我们使用的RXTE库的光谱模型从10个黑洞和9个脉冲星X射线双星，以及模型光谱文献中提供的13个河外超亮X射线源（ULXs）。我们计算平均测热校正（BC= $\mathrm{L_{band}/L_{bol}}$）为我们的样品作为不同的吸积率的函数。我们注意到，只有当包含ULX类星体时，黑洞和类星体BC之间才有同样的行为。这些测量提供了一个图片的能量吸积流的X射线二进制的基础上观察到的光度在一个给定的波段。此外，它可以是一个强有力的工具，X射线二元人口综合模型。此外，我们还计算了黑洞X射线双星在不同爱丁顿比下的X射线（2-10 keV）与光学（V波段）的通量比。这提供了一个度量的最大贡献的磁盘的光学发射的二元系统和更好的约束其性质（施主类型等）。我们发现，光学X射线通量比显示作为吸积率的函数的变化很小，但测试不同的磁盘几何形状的情况下，我们发现，光盘的光学贡献增加的$p$值减小（$T(r)\sim r^{-p}$）。此外，观测数据与较厚的磁盘的情况下（$p<0.65$），这也可能解释了观测到的高倾角系统的缺乏。
2022-04-04 astro-ph.HE
The Effect of Distant Encounters on Black Hole Binaries in Globular Clusters: Systematic Increase of In-cluster Mergers in the LISA band
本文首次系统研究了距离弱相互作用对稠密星团中并合双黑洞动力学演化的影响。最近的研究表明，密集的星系团很可能对通过引力波（GW）观测到的BBH合并速率有很大的贡献，并且许多合并将出现在LISA和LIGO灵敏度波段中可测量的显著偏心率。这是非常有趣的，因为离心率可以用来区分不同的天体物理合并通道。然而，所有这些最近的研究都是基于各种蒙特卡罗（MC）技术，只包括强相互作用的动态演化的BBH，而任何二进制一般经历的数量级更多的弱相互作用比强。众所周知，弱相互作用主要导致双星偏心率的变化，这对于BBH意味着弱相互作用可以改变它们的GW螺旋时间，从而改变它们的合并概率。基于这种动机，我们进行MC模拟的BBH演变在密集的集群的影响下，弱和强相互作用。我们发现，包括弱相互作用导致一个显着增加的数目的BBH合并在其集群内，这相应地导致了更多的偏心LISA源。这些初步结果说明了包括弱相互作用的重要性，准确地模拟如何BBH合并在集群中，以及如何将其发射的GW信号与其天体物理环境。
2019-06-17 astro-ph.HE
Multi-band power color-color diagrams of three black hole X-ray binaries observed with Insight-HXMT
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；CSST Science Center for the Guangdong-Hong Kong-Macau Greater Bay Area（中国空间站科学中心粤港澳大湾区分中心）；Key Laboratory of Optical Astronomy, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台光学天文重点实验室）
利用Insight-HXMT在2-80 keV能段观测三个黑洞X射线双星，构建功率颜色-颜色图，验证了硬态和硬中间态与RXTE结果一致，发现软态和软中间态变异性弱，并识别出极高态的特殊颜色特征。
2026-07-23 astro-ph.HE
The Ubiquity of the rms-flux relation in Black Hole X-ray Binaries
本文研究了9个黑洞X射线双星的1，961个观测数据的均方根变率与通量之间的短期线性关系。1-10 Hz范围内的均方根-通量关系在任何观测中都普遍存在，具有良好的信噪比变化性（> 3% 1-10 Hz分数均方根）。这与先前对天鹅座X-1的研究结果一致（Gleissner et. 2004），并且将RMS-通量关系的检测扩展到更宽范围的状态。我们发现一个很强的依赖性的均方根通量关系的通量截距源状态，作为源从硬态过渡到硬中间态的截距成为强阳性。我们发现很少的证据通量依赖的宽带噪声内的PSD形状，除了一个小的子集的观察从一个对象在一个异常的软状态。我们推测，普遍存在的线性均方根通量关系的宽带噪声的样品，代表了一系列不同的状态和对象，表明其形成机制是一个基本属性的发光吸积流周围的黑洞。
2012-02-27 astro-ph.HE
Gravitational-Wave Signatures from Compact Object Binaries in the Galactic Center
几乎每个星系的中心都有一个超大质量黑洞（SMBH），包括银河系。最近的研究表明，这些独特的地方预计将拥有大量的恒星和紧凑的物体双星。这些二元体与SMBH形成分层三重系统，并经历偏心的Kozai-Lidov（EKL）机制。在这里，我们估计潜在的引力波发射从这些紧凑的物体的激光干涉仪空间天线（LISA）和激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和处女座探测器的频带内的可探测性。我们产生一个后EKL人口的明星在洛希极限交叉的发病，并按照他们的演变紧凑的对象二进制。作为概念验证，我们采用了两个金属丰度，太阳金属丰度（$Z = 0.02$）和它的$15\%$（$Z = 0.003$）。我们证明，在观测时间尺度的LISA，黑洞双星（BH-BH）和白矮星双星提供了最突出的GW源通过EKL辅助合并渠道。涉及中子星的系统不太容易观测到，但可能通过不同的合并渠道丰富。我们的BH-BH与$Z = 0.02$（$Z = 0.003$）的群体合成转化为每年与LIGO在1 ${\rm Gpc}^3$球体内的$\sim$ $4$（$24$）事件。我们还估计在我们银河系中心（可能还有其他星系）的内秒差距内，在LISA波段可见的双星数量约为14 - 150 WD-WD，0 - 2 NS-BH，0.2 - 4 NS-NS和0.3 - 20 BH-BH。
2021-05-07 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Simulating the X-ray luminosity of Be X-ray binaries: the case for black holes versus neutron stars
已知有超过100颗Be星有中子星伴星，但只有一个这样的系统有一个黑洞。先前的理论研究表明，这不是由于它们的形成，而是由于X射线亮度的差异。也有人提出，Be星的拱星盘的截断取决于致密天体的质量。因此，黑洞双星中的Be星盘较小。由于Be星的圆盘吸积到致密物体上是X射线光度的动力，因此黑洞系统中较小的圆盘导致较低的光度。在本文中，模拟进行了一系列的偏心率和紧凑的物体质量。光盘的大小和密度被证明是依赖于这两个数量。质量捕获和X射线亮度在很大程度上取决于圆盘的大小和密度。当两个系统具有相同的偏心率时，Be/黑洞双星预计比Be/中子星双星暗10倍，当比较具有不同偏心率的系统时，可能暗100倍。
2018-04-16 astro-ph.HE
Near-Infrared Spectroscopy of Low Mass X-ray Binaries : Accretion Disk Contamination and Compact Object Mass Determination in V404 Cyg and Cen X-4
本文报道了两个低质量X射线双星：V404 Cyg和Cen X-4的近红外宽带（0.80- 2.42 $μ$ m）光谱。在确定这些系统中致密物体的质量时，所需的一个重要参数是双星倾角。我们可以通过模拟充满罗氏瓣的施主星的椭球调制来确定倾角，但是必须考虑到施主星的光受到双星其他组成部分，特别是吸积盘的污染。为此，我们通过比较天鹅座V404和Cen X-4的光谱与已知光谱类型的各种场K星的光谱，确定了施主星对红外通量的贡献。对于天鹅座V404，我们确定其施主星的光谱类型为K3 III。我们确定了H-和K-带中的NIR通量的部分供体贡献分别为$0.98 \pm .05$和$0.97 \pm .09$。我们从\citet{sanwal1996}对H波段光变曲线进行了改造，修正了施主星的贡献，得到了一个新的双星倾角值。由此，我们确定了天鹅座V404中黑洞的质量为$M_{BH}= 9.0^{+.2}_{-.6}M_{\odot}$。我们对Cen X-4进行了同样的光谱分析，发现施主星的光谱类型在K5 -M1 V范围内。在H波段，Cen X-4中的施主星贡献是PDMATHAMR，而在K波段，吸积盘可以贡献高达10%的红外通量。我们从\citet{shahbaz1993}中改造了H波段的光变曲线，再次校正了施主星的贡献率以获得倾角。由此，我们确定了中子星的质量为$M_{NS}= 1.5^{+.1}_…
2010-04-29 astro-ph.HE
The disc-jet coupling in the neutron star X-ray binary Aquila X-1
利用多波长方法研究了中子星X射线双星天鹰座X-1的吸积/喷注耦合过程。我们在无线电波段使用公开的VLA档案，其中包含1986-2005年之间的对象的观测，在X射线波段的档案RXTE数据（PCA和HEXTE）之间的1997-2008年，并在光学（R波段）观测与SMARTS记录在1998-2007年。在合并的数据集中，我们发现三个爆发，其中准同时无线电，光学（R波段）和X射线数据存在，并在一定程度上集中在他们身上。我们提供的证据表明，天鹰座X-1的光盘/喷流耦合是类似于在黑洞X射线双星中观察到的，至少从硬度强度图（包括滞后效应）的行为的角度来看，当考虑到喷流的现象。尽管基于非常少的观测，该系统似乎存在射电/X射线相关性，斜率为α =0.40 +/- 0.07（F_{radio} \propto F_{X} ^{alpha}），与另一个环礁源4 U 1728-34的alpha=1.40 +/- 0.25斜率不同，但有趣的是，它与几个黑洞X射线双星的值相当接近。无线电和光学（R波段）发射之间没有显着的相关性。我们还报告说，当X射线通量超过5 X 10^{-9} erg cm^{-2} s^{-1}时，来自Aql X-1的射电通量显著下降。在中子星X射线双星4U 1728-34中也有报道，这种行为可能类似于黑洞X射线双星在明亮、柔软的X射线状态下对射电发射的抑制。从这个角度看，中子星X射线双…
2009-08-25 astro-ph.HE
Accretion disc variability in the hard state of black hole X-ray binaries
硬态黑洞X射线双星（BHXRB）SWIFT J1753.5-0127和GX 339-4的XMM-牛顿X射线谱显示了吸积盘黑体发射的证据，除了硬幂律。这些源的软带和硬带功率谱密度（PSD）在很宽的时间尺度上表现出可变性。然而，在几十秒的时间尺度上，对应于PSD中假定的低频洛伦兹，在软带中存在额外的功率。为了解释这种行为，我们引入了一种新的光谱分析技术，“协方差谱”，解开的贡献的X射线光谱分量的变化在不同的时间尺度。我们使用这种技术来表明，光盘黑体分量在所有的时间尺度上变化，但变化更大，相对于幂律，在更长的时间尺度。这种行为解释了在软带中观察到的额外的长期可变性。在GX 339-4的协方差谱中看到的黑体和铁线归一化的比较意味着短期黑体变化是由圆盘吸收的幂律连续体的热再处理驱动的。然而，由于可变反射的振幅在长时间尺度和短时间尺度上是相同的，我们排除了再加工作为长时间尺度上增强光盘可变性的原因。因此，我们得出结论，长时间尺度的黑体变化是由在光盘本身的不稳定性，在BHXRB软状态中看到的稳定的光盘相反。我们的研究结果提供了第一个观测证据表明，低频洛伦兹功能目前在PSD是由吸积盘。
2009-05-05 astro-ph.HE
The Enhanced Population of Extreme Mass-Ratio Inspirals in the LISA Band from Supermassive Black Hole Binaries
本文研究超大质量黑洞双星系统中EMRI的高发生率，预测LISA在四年任务期内可探测到数百个信噪比≥8的事件，并指出阈值以下源形成的混淆噪声可用于约束低红移宇宙中SMBH双星比例。
2023-09-19 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Efficient computation of the gravitational wave spectrum emitted by eccentric massive black hole binaries in stellar environments
提出了一种快速、通用的方法来计算由偏心质量黑洞双星（MBHB）群体发射的引力波背景（GWB）的特征光谱$h_c$。我们拟合的频谱的参考MBHB与一个简单的解析函数，并表明，任何其他MBHB的频谱可以从这个参考频谱通过简单的缩放质量，红移和频率。然后，我们将我们的计算应用到一个现实的人口MBHB通过星系核中的恒星三体散射的演变。我们证明，我们的解析处方令人满意地描述了脉冲星定时阵列（PTA）观测相关的频带中的信号。最后，我们对GWB的高频陡峭化进行建模，以提供表征频谱的特征的完整描述。对于在大质量星系中观察到的典型恒星分布，我们的计算表明，单独的三体散射不太可能影响PTA波段的GWB，并且光谱中的低频周转主要是由高偏心率引起的。
2017-07-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Optical Light Curves of Luminous Eclipsing Black Hole X-ray Binaries
我们研究了光食黑洞X射线双星的光学V波段光变曲线，使用超临界吸积/流出模型，这是更现实的比以前使用的。为了计算双星系统的理论光变曲线，我们不仅采用了盘的整体解析解，而且考虑了光学厚外流的影响。我们发现，当考虑外流的影响时，盘对伴星的蚀食深度变化很大。由于出流效应，我们可以再现SS 433中典型二元参数的光学光变曲线。在外流速度v~3000 km/s的情况下，我们的模型可以拟合SS 433的V波段平均光变曲线的整体形状，但我们发现了一个可能的参数范围，例如\dot{M} ~5000-10000 L_E/c^2（L_E为爱丁顿光度，$c$为光速），T_C为10000 -14000 K。此外，我们简要地讨论了观测的影响，超铝X射线源。
2010-03-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
