Gravitational self-force correction to the innermost stable circular orbit of a Schwarzschild black hole
实验粒子围绕质量为$M$的史瓦西黑洞的最内层稳定圆轨道（ISCO）的（面积）半径为$r_{\rm isco}= 6M G/c^2$。如果粒子被赋予质量$μ(\ll M)$，它会经历一个引力自作用力，其保守部分会改变ISCO的位置。在这里，我们计算得到的位移$Δr_{\rm isco}$和$ΔΩ_{\rm isco}$在ISCO的半径和频率，在领先的顺序在质量比$μ/M$。在Lorenz规范下，我们得到了$Δr_{\rm isco}=-3.269 (\pm 0.003)μG/c^2$和$ΔΩ_{\rm isco}/Ω_{\rm isco}=0.4870 (\pm 0.0006) μ/M$ .我们讨论的范围内的极端质量比二进制inspiral问题的影响，我们的结果。
2009-04-22 astro-ph.HE gr-qc
A Hard Look at the Neutron Stars and Accretion Disks in 4U 1636-53, GX 17+2, and 4U 1705-44 with $\emph{NuSTAR}$
我们介绍了中子星（NS）低质量X射线双星：4U 1636-53，GX 17+2和4U 1705-44的$\emph{NuSTAR}$观测。我们观察到4U 1636-53处于硬态，爱丁顿分数$F_{\mathrm{Edd}}$为0.01; GX 17+2和4U 1705-44处于软态，分数分别为0.57和0.10。每个光谱都显示了相对论加宽的Fe K $_α$线的证据。通过吸积盘反射模型，我们限制在4U 1636-53的内盘的半径为$R_{in}=1.03\pm0.03$ ISCO（最内稳定圆轨道）假设一个无量纲的自旋参数$a_{*}=cJ/GM^{2}=0.0$，和$R_{in}=1.08\pm0.06$ ISCO的$a_{*}=0.3$（在1 $σ$引用的错误）。该值被证明是与模型无关的。例如，对于$a_{*}=0.3$和$M=1.4\ M_{\odot}$，$1.08\pm0.06$ ISCO转换为物理半径$R=10.8\pm0.6$ km，中子星必须小于这个半径（对于允许的自旋参数和质量，其他结果也是可能的）。对于GX 17+2，$a_{*}=0.0$采用$R_{in}=1.00-1.04$ ISCO，$a_{*}=0.3$采用$R_{in}=1.03-1.30$ ISCO。对于$a_{*}=0.3$和$M=1.4\ M_{\odot}$，$R_{in}=1.03-1.30$…
2017-01-06 astro-ph.HE
Effects of rotation and magnetic field on the revival of a stalled shock in supernova explosions
我们研究了（磁）流体动力学方程的轴对称定常解，该方程近似描述了通过驻激波的吸积流，并讨论了旋转和磁场对超新星爆炸中失速激波复苏的影响。本文发展了一种新的数值方法来自洽地计算二维定常吸积流。我们首先证实了前人的结果，即存在一个临界的辐照中微子光度，在球模型中不存在稳定解。当坍缩恒星有自转和/或磁场时，由于离心力和/或洛伦兹力的作用，吸积流不再是球形的，临界光度也发生了变化，实际上，我们发现，随着质量吸积率的增加，快速自转的临界光度降低了50% - 70%，强环形磁场的临界光度降低了20% - 50%.这些结果也可以解释为临界比角动量或临界磁场的存在，在此之上不存在稳定解，并且对于给定的质量吸积率和中微子光度组合，驻激波将复活。
2018-09-12 astro-ph.HE cs.CE
The stress at the ISCO of black-hole accretion discs is not a free parameter
本文针对黑洞吸积盘ISCO处残余应力为自由参数的观点，通过薄盘近似模型对比测地线模型与数值模拟，证明应力由黑洞时空决定的全局跨声速特性唯一确定，同时指出相关下落区辐射探测结论缺乏依据。
2024-10-08 astro-ph.HE gr-qc
The background gas humming and multi-messenger transients of stalled supermassive black hole binaries
Universitat Politècnica de València（巴伦西亚理工大学）；Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics（马克斯·普朗克地外物理研究所）；Dipartimento di Fisica e Astronomia “Galileo Galilei”, Univ. di Padova（帕多瓦大学伽利略·伽利莱物理与天文学系）；Fesenkov Astrophysical Institute（费森可夫天文物理研究所）
研究通过连续小波变换分析超大质量黑洞双星停滞在环二进制盘中的间歇性质吸过程，揭示了非线性激波形成与多信使辐射机制，发现高频率引力波侧带'背景气体嗡鸣'。
2026-03-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Continuum emission from within the plunging region of black hole discs
本研究通过纳入黑洞最内稳定圆轨道内落区辐射的解析模型，拓展了连续谱拟合方法，首次可靠探测到MAXI J1820+070的ISCO内辐射，约束其黑洞自旋a_•<0.5，且该辐射是6-10 keV能段的主导成分，相关模型已公开。
2024-05-15 astro-ph.HE gr-qc
Ways to constrain neutron star equation of state models using relativistic disc lines
利用中子星低质量X射线双星吸积盘的相对论谱线可以模拟出吸积盘的内缘半径。这个半径的一个小的值暂时意味着盘终止于中子星的硬表面，或者终止于最内层的稳定圆轨道（ISCO）。因此，一个推断的光盘内边缘半径提供恒星半径，或可以直接约束恒星状态方程（EoS）模型使用理论计算的ISCO半径的快速旋转的中子星的时空。然而，这一过程需要数值计算的恒星和ISCO半径的各种EoS模型和中子星配置使用适当的快速旋转的恒星时空。我们用广义相对论方法计算了大约16000个稳定的中子星结构，以探索和建立上述过程，并指出Kerr时空不足以达到这一目的。我们的工作系统地研究了用相对论盘线约束EoS模型的方法，并将激励未来的X射线天文仪器。
2011-09-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraints on the Neutron Star and Inner Accretion Flow in Serpens X-1 Using NuSTAR
我们报告的观测中子星低质量X射线双星巨蛇座X-1，与NuSTAR。NuSTAR提供的非凡的灵敏度促进了从内盘检测到清晰、稳健、相对论性的Fe K发射线。一个相对论的配置文件是需要在一个单一的高斯线从任何电荷态的Fe在5西格玛水平的信心，和任何两个高斯的相同宽度在相同的信心。首次在中子星X射线双星中发现了10-20 keV的康普顿背散射峰。与相对论模糊的圆盘反射模型相吻合，表明圆盘可能延伸到最内层稳定圆轨道（ISCO）或恒星表面附近。最佳拟合的模糊反射模型将恒星表面的引力红移限制在z > 0.16。这些数据与延伸到ISCO的圆盘大致一致;在这种情况下，z > 0.22，R < 12.6 km（假设M = 1.4 Msun，a=0，其中a = cJ/GM ^[2]）。如果恒星的大小等于或大于其ISCO，或者有效的反射盘穿过ISCO泄漏到表面，那么红移约束就变成了测量。我们讨论了我们的结果的背景下，努力测量的基本属性的中子星，模型吸积到紧凑的对象。
2013-10-22 astro-ph.HE
Accretion geometry in neutron star low-mass X-ray binaries during the hard spectral state
Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理研究所）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；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）
该研究探讨中子星低质量X射线双星在硬光谱状态下的吸积几何结构，发现内盘与冠状流的相互作用导致弱盘存在，且铁线发射线的出现与盘的扩展有关。
2025-12-21 astro-ph.HE
Asymptotic Green's function solutions of the general relativistic thin disc equations
利用拟牛顿势和渐近拉普拉斯模匹配技术，计算了广义相对论薄圆盘方程的首阶格林函数解。这个解决方案，有效的消失ISCO应力，构造通过确保它再现的领先的近ISCO，牛顿，和全球WKB限制的渐近行为。尽管在构造这个解时使用了简化，但对于克尔自旋参数$a$的所有值和所有半径，它通常是准确的，小于广义相对论圆盘方程的完整数值计算解的百分之一。这些解将用于研究克尔黑洞周围的含时吸积盘。
2022-10-11 astro-ph.HE gr-qc
Suzaku broadband spectroscopy of Swift J1753.5-0127 in the Low-Hard State
我们提出了银河系黑洞候选人斯威夫特J1753.5-0127在低硬态朱雀观测。朱雀的宽带覆盖范围使我们能够检测能量范围为0.6 - 250 keV的源。宽带光谱（2 - 250千电子伏）被发现是符合一个简单的幂律（γ \sim 1.63）。在协议与以前的观察这个系统，一个显着过量的软X射线通量检测一致的存在下，一个冷吸积盘。对盘内半径的估计推断出一个与ISCO一致的值（R_{in} \lesssim 6 R_g，对于某些值，例如N_H，i），尽管我们不能最终排除存在一个在较大半径处被截断的吸积盘（R_{in} \sim 10 - 50 R_g）。一个弱的，相对论性增宽的铁线也被检测到，除了在较高的能量盘反射。然而，铁-K线轮廓倾向于内径大于ISCO（R _{in} \sim 10 - 20 R_g）。这些意见的影响模型的吸积流在低硬状态进行了讨论。
2009-11-18 astro-ph.HE
Innermost stable circular orbit near dirty black holes in magnetic field and ultra-high energy particle collisions
本文研究了轴对称黑洞在“脏”（被物质包围）附近磁场中的最内层稳定圆轨道（ISCO）的行为。分析了近极值、极值和非极值黑洞的情形。对于非旋转黑洞，在强磁场中，ISCO接近视界（当忽略磁场对几何的反作用时）。旋转破坏了这种现象。在主近似下，ISCO的角动量和半径看起来与模型无关。我们还研究了在质心系中两粒子碰撞产生的超高能量$E_{c.m.}$。两种情况被认为是-当一个粒子移动的近地平线ISCO或碰撞发生在地平线上，一个粒子的能量和角动量典型的ISCO。如果磁场足够强，黑洞旋转缓慢，那么$E_{c.m.}$可以变得任意大。讨论了高能碰撞的动力学。作为一个例子，我们考虑磁化史瓦西黑洞的任意强度的字段（恩斯特解决方案）。结果表明，磁场对几何结构的反作用可以约束$E_{c.m.}$的生长。
2015-09-06 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The Comptonisation of accretion disc X-ray emission: Consequences for X-ray reflection and the geometry of AGN coronae
我们认为康普顿化的光子，使相对论模糊的反射，通常从吸积盘的活动星系核的高能粒子的日冕被认为是引起强大的X射线连续的逆康普顿散射的热种子光子从光盘检测。最近测量的吸积盘的发射率配置文件，以及初级X射线连续和反射之间的混响时间滞后表明，这个日冕是位于一个低的高度以上的磁盘和径向延伸，数十万的引力半径超过磁盘表面，因此也应康普顿散射反射的X射线。我们发现，从最接近最大旋转黑洞的最内层稳定圆形轨道（ISCO）的模糊反射的检测与这样的日冕是一致的，但需要日冕是不规则的，可能由整个区域的一些孤立的耀斑组成。仅考虑可能探测到ISCO反射的要求，我们发现，在任何给定时刻，日冕对吸积盘内部的覆盖率需要小于85%，尽管允许检测“反射”，其中总反射通量超过在连续谱中看到的通量的“主导”光谱需要覆盖低至50%或25%的分数。
2014-12-15 astro-ph.HE
Quasi-periodic oscillations, trapped inertial waves and strong toroidal magnetic fields in relativistic accretion discs
本文通过局部和全局线性分析，发现强环向磁场可减弱垂直磁场的不利影响，恢复r-modes俘获区与ISCO的隔离，表明磁场对俘获惯性模式的负面影响小于此前预期。
2018-11-07 astro-ph.HE
Simulations of Magnetized Disks Around Black Holes: Effects of Black Hole Spin, Disk Thickness, and Magnetic Field Geometry
由Novikov和Thorne（NT）于1973年提出的黑洞周围极薄吸积盘的标准广义相对论模型假设剪切应力在最内层稳定圆轨道（ISCO）半径处消失，而在ISCO之外，剪切应力由有效湍流粘性产生。然而，天体物理学的吸积盘并不是非常薄，在ISCO处剪切应力是否必然消失还不确定，而被认为驱动盘中湍流的磁场可能包含大尺度结构，其行为不像简单的局部标量粘度。我们描述了三维广义相对论磁流体动力学模拟的吸积盘周围的黑洞的自旋参数的范围内，我们使用的模拟来评估NT模型的有效性。我们的基准初始磁场由多个（交替极性）极向场回路，其形状是大致各向同性的磁盘，以匹配各向同性的湍流预期在极向平面。对于长宽比为|H/R| ~ 0.07，我们发现吸积比角动量相对于NT模型减少了2.9%，ISCO内部的过剩光度为3.5%。在自旋黑洞的情况下，偏差也是同样的量级。此外，偏差随着减小而减小|H/R|.因此我们得出结论，在热/高软谱态下，x射线双星中磁化薄吸积盘应该可以用NT模型很好地描述，特别是当光度低于30%爱丁顿时，我们预计吸积盘的厚度很小|H/R| <~ 0.05。我们还讨论了应力和亮度内的ISCO依赖于假设的初始磁场几何形状。（节略）
2010-06-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
The plunging region of a thin accretion disc around a Schwarzschild black hole
本文通过3D全局GRMHD模拟验证了史瓦西黑洞薄吸积盘坠入区的解析热力学模型，发现考虑非绝热加热后两者高度一致，并揭示坠入区存在约5.3%的角动量下降，表明测地描述有效但零应力假设不成立。
2025-05-19 astro-ph.HE
Novel mechanism for vorticity generation in black-hole accretion disks
本文用广义相对论和修正的引力公式研究了Schwarzschild和Kerr黑洞周围吸积盘中的涡旋产生。在这两种情况下，克尔几何导致一个“更强”的涡比史瓦西对应的一代。在两个主要的驱动源中，相对论驱动在最内层稳定圆轨道（isco）附近达到峰值，而斜压驱动在更远的距离处占主导地位。这个新的相对论性涡源的后果进行了讨论，在几个天体物理设置。
2015-06-05 astro-ph.HE
Collision of an innermost stable circular orbit particle around a Kerr black hole
导出了两个静止质量相同的粒子在Kerr黑洞赤道面上近视界碰撞的质心能量的一般公式。然后，我们将这个公式应用于一个从最内层稳定圆轨道（ISCO）坠落并与视界附近的另一个粒子碰撞的粒子。发现对于一个近最大旋转的黑洞，CM能量$E_{\rm cm}$的最大值由$E_{\rm cm}/(2m_{0})\simeq 1.40/\sqrt[4]{1-a_{*}^{2}}$给出，其中$m_{0}$是每个粒子的静止质量，$a_{*}$是无量纲Kerr参数.这与已知的粒子的上限相一致，该粒子在无穷远处开始静止，其系数为2。此外，我们还考虑了一个粒子与另一个粒子在ISCO上的碰撞，发现最大CM能量由$E_{\rm cm}/(2m_{0})\simeq 1.77/\sqrt[6]{1-a_{*}^{2}}$给出。鉴于ISCO的天体物理意义，这一结果意味着，如果我们可以采取黑洞自旋或$a_{*}\to 1$的最大极限，粒子可以碰撞周围的旋转黑洞具有任意高的CM能量，没有任何人为的微调在天体物理学的背景下。另一方面，即使我们考虑到索恩对自旋参数的限制，高度或中度相对论性碰撞预计会很自然地发生，因为$E_{\rm cm}/(2m_{0})$在视界附近需要6.95（最大）和3.86（一般），而在ISCO上$a_{*}=0.998$需要4.11（最大）和2.43（一般）。这意味着，在快速旋转的超大质量黑洞周围，紧…
2011-01-05 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Accretion flows in the hard state of black hole X-ray binaries: the effect of hot gas condensation
本研究针对黑洞X射线双星硬态中吸积盘截断模型与相对论展宽Fe Kα线观测的矛盾，提出热ADAF气体冷凝形成内盘-冕结构的机制，解释了硬态宽Kα线及光谱特征，且对Cygnus X-1的预测与观测一致。
2023-10-19 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
Jet Forecast: Timing of Discrete Jet Ejections of Stellar-Mass Black Holes Anticipated via X-ray Properties
Graduate School of Science and Engineering, University of Toyama（富山大学理工学研究科）；Institute for Space-Earth Environmental Research (ISEE), Nagoya University（名古屋大学地球宇宙环境研究所）
通过分析多个黑洞双星的X射线数据，发现吸积盘内半径快速收缩至最内稳定圆轨道可预示喷流抛射，据此提出监测该半径以预报喷流时机的“喷流预报”方法。
2026-09-29 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Accretion within the innermost stable circular orbit: analytical thermodynamic solutions in the adiabatic limit
我们提出了热力学（温度，压力，密度等）的解析解。研究了Kerr黑洞最内层稳定圆轨道（ISCO）内薄吸积流的性质，首次给出了此类问题的解析解。这些解决方案是在绝热极限和忽略辐射损失，一个理想化的参数空间的限制区域有效。我们强调了一些显着的性能，这些解决方案，包括这些解决方案冷却半径$r_I/2 < r < r_I$，在温度增加之前，$0 < r < r_I/2$，独立的黑洞自旋和假设的状态方程的吸积流。这些解决方案的辐射温度，理论的自由参数的某些值，峰值内的ISCO，而不是在光盘的主体。这些解决方案代表了一个全新的分析吸积解决方案，这是既非圆形和非径向的字符。
2023-02-28 astro-ph.HE gr-qc
Bounds on spinning particles in their innermost stable circular orbits around rotating braneworld black hole
研究了在轴对称旋转膜世界黑洞（BH）附近运动的自旋试验粒子的最内层稳定圆轨道（ISCO）。我们从黑洞的事件视界、静态极限面和能层的描述入手，指出了潮汐电荷参数对能层的影响。研究发现，旋转膜世界BH的ISCO除了对膜世界BH的旋转参数非常敏感外，还对膜世界BH参数C（也称为潮汐电荷参数）非常敏感。我们进一步发现自旋粒子的轨道半径随膜世界BH潮汐荷参数的变化是非单调的。研究发现，对于旋转膜世界BH，粒子自旋的允许范围随着潮汐电荷参数C的减小而增大，与Kerr Newman BH相反。我们还发现膜世界Reissner Nordstrom（C < 0）BH的粒子自旋行为与具有（C > 0）的膜世界BH的粒子自旋行为相似。
2020-01-23 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational self-force and the effective-one-body formalism between the innermost stable circular orbit and the light ring
本文计算了质量为m_1的粒子沿最内层稳定圆轨道（ISCO）和质量为m_2>> m_1的史瓦西黑洞的光环之间的（不稳定）测地圆轨道运动时，作用在该粒子上的引力自作用力（GSF）的保守部分。更精确地说，我们构造了函数h_{uu}（x）= h_{μν} u ^μ u ^v（与德特韦勒规范不变的"红移"变量有关），其中h_{μν}是洛伦兹规范中的正则化度规微扰，u ^μ是m_1的四速度，x =[Gc ^{-3}（m_1 + m_2）Ω]^{2/3}是由轨道频率Ω构造的不变坐标。特别是，我们探讨的行为h_{uu}外的"光环"在x = 1/3，在那里的圆形轨道成为零。利用最近发现的h_{uu}和有效单体（EOB）形式主义的主径向势A（u，ν）中与对称质量比ν成线性关系的部分a（u）之间的联系，我们计算了整个区域0 <u <1/3上的a（u）。我们发现a（u）在光环处发散为~0.25（1 - 3u）^{-1/2}，解释了这种发散的物理起源，并讨论了它对EOB形式主义的影响。我们构造了a（u）的精确的全局解析拟合，在整个区域0 <u <1/3（可能超过）上有效，并给出了a（u）及其在ISCO的前3阶导数的值的精确数值估计，以及ISCO频率的O（ν）偏移。在以前的工作中，我们使用GSF的数据在稍微偏心的轨道上计算a（u）和它的前两个导数的某种线性组合，还涉及第二EOB径向势{\bar D}（u，ν）…
2012-11-06 astro-ph.HE gr-qc
HFQPOs and discoseismic mode excitation in eccentric, relativistic discs. I. Hydrodynamic simulations
在黑洞X射线双星系统的发射中观察到的高频准周期振荡（HFQPOs）有望洞察强烈弯曲的时空。由中心黑洞的固有特性确定频率的“迪斯科地震”振荡，特别是“被困惯性波”（r模式），为HFQPO提供了一个有吸引力的解释。然而，为了产生可观测的特征，这种振荡必须被激发到足够大的振幅。由磁旋转不稳定性（MRI）驱动的湍流未能提供必要的放大，但r模式仍然可以通过与吸积盘翘曲或偏心率的相互作用而被激发。我们提出了3D全球流体动力学模拟的相对论吸积盘，这表明第一次被困惯性波的激励施加偏心率的流动。虽然r模式的饱和状态取决于我们的非分层圆柱形框架中使用的垂直边界条件，但在ISCO附近偏心率>0.005的所有运行中，它们的激发都是明确的。这些模拟提供了概念证明，证明了在非磁化环境中捕获的惯性波激励的鲁棒性。在配套文件中，我们探讨了这种激励之间的竞争，和阻尼磁流体动力学湍流。
2020-08-06 astro-ph.HE
Extreme-mass-ratio inspirals in relativistic accretion discs
本文计算旋转黑洞薄盘中 EMRI 的相对论性 Lindblad 力矩，揭示其强场放大、近 ISCO 反向及自旋依赖幂律，并论证 LISA 可借此直接探测吸积盘内部结构。
2025-10-21 astro-ph.HE gr-qc
The spectral evolution of disc dominated tidal disruption events
我们进行了详细的数值和分析研究观察到的光变曲线从相对论薄盘的属性，专注于观测波段最适合与潮汐破裂事件（TDEs）的比较。我们利用渐近展开技术适用于光谱发射积分，使用随时间变化的光盘温度分布适合于相对论薄盘方程的解决方案。观察到的来自盘主导的TDE的X射线通量通常具有幂律乘以指数的形式，而不是与测热盘发射相关的幂律$L \sim t^{-n}$（见等式）。91）。虽然精确的细节在某种程度上取决于ISCO应力和盘观测器取向角的性质，但随时间变化的通量的一般形式是鲁棒的，并且对精确的盘温度分布不敏感。我们提出了数值拟合的紫外和X-射线光变曲线的ASASSN-14 li，一个特别好的观察TDE。该模型采用了强重力光学。ASASSN-14 li X射线的900天观测结果与一个简单的相对论圆盘模型非常吻合，这大大改进了以前的工作。同样的基础模型也适用于ASASSN-14 li在三个不同紫外带通中的最后1000天观测。最后，我们证明了解析公式再现了在UV和X射线波长下具有很高保真度的完整数值模拟的特性。
2020-01-21 astro-ph.HE
Constraining black hole spins with low-frequency quasi-periodic oscillations in soft states
黑洞X射线瞬变在其爆发阶段表现出各种状态转换，其特征在于它们的光谱和时序特性的变化。特别是，功率密度谱（PDS）显示准周期振荡（QPOs），可以与吸积制度的源。我们在12个已知在爆发期间显示QPO的瞬态黑洞X射线双星的RXTE档案数据中寻找盘主导状态（即高软状态）和超亮状态下的C型QPO。我们在软态中检测到6个显著的QPO，可以归类为C型QPO。假设处于盘支配态的吸积盘向下或接近最内层稳定圆轨道（ISCO），并且在吸积流的内边缘会产生C类QPO，我们利用相对论进动模型（RPM）对黑洞的自旋进行约束.我们能够对样本中所有12个源的自旋值设置下限，同时也可以对5个源的自旋设置上限。
2017-01-30 astro-ph.HE
The last migration trap of compact objects in AGN accretion disc
激光干涉引力波天文台（LIGO）和室女座探测器探测到的许多黑洞（BH）的质量比X射线双星中的黑洞大好几倍。一种可能性是，一些黑洞在超大质量黑洞（SMBH）的几个史瓦西半径内合并，使得引力波（GW）高度红移，导致从GW信号推断的质量似乎高于实际质量。这种情况的困难在于BBH到SMBH的距离如此之小。在这里，我们回顾了活动星系核（AGN）的吸积盘中的紧凑对象（CO）的迁移的理论模型。我们发现，当吸积率很高，使光盘是最好的描述由薄盘模型，在光盘中的CO可以迁移到一个半径接近最内稳定圆轨道（ISCO），并被困在那里的AGN的剩余寿命。准确的捕获半径与细长盘的次开普勒旋转和超开普勒旋转之间的过渡区域相吻合。我们称这个区域为“最后的迁移陷阱”，因为在它里面，CO不再能被长时间地捕获。我们查明的参数空间，可能会导致这样的陷阱，我们估计，最后的迁移陷阱贡献了百分之几的LIGO/处女座事件。我们的结果意味着LIGO/Virgo发现的几个BBH可能具有较小的固有质量。
2021-04-15 astro-ph.HE
Evidence of hard power-law spectral cutoff and disc reflection features from the X-ray transient XTE J1739-285
我们报道了对已知的X射线瞬变XTE~ J 1739 -285的几乎同时的\nicer{}和\nustar{}观测。这些观测提供了该中子星X射线瞬变的第一个灵敏的硬X射线谱。该源于2020年2月19日在硬光谱状态下被观测到，光度为爱丁顿极限的$0.007$。宽带$1-70 \kev{}$ \nicer{}和\nustar{}观测清楚地检测到截止的硬光谱分量周围$34-40 \kev{}$时，连续拟合的软热分量和硬幂律分量。这是第一次在这个源中检测到这个特征。此外，光谱显示的证据，光盘反射-相对论增宽的铁K $α$线周围的$5-8 \kev{}$和康普顿驼峰的$10-20 \kev{}$能带。吸积盘的反射特征以前从未从这个源中被发现过。通过吸积盘反射模型，首次将吸积盘的半径限定为$R_{in}=3.1_{-0.5}^{+1.8}\;R_{ISCO}$。此外，我们发现了一个低倾角，$i\sim 33^{0}$。假设磁层是负责这种截断的内部吸积盘以上的恒星表面，我们建立了一个上限$6.2\times 10^8$ G的磁场在两极。
2022-08-16 astro-ph.HE
Quasi-periodic oscillations and the global modes of relativistic, MHD accretion discs
高频准周期振荡（HFQPO）打断了X射线双星系统的光变曲线，为恒星质量黑洞的内在性质提供了一个窗口，因此也是广义相对论的实验平台。对这些特征的一种解释是，吸积盘的微分旋转的相对论性扭曲产生了一个捕获区域，在该区域中惯性波（r模式）可能会增长到可观察到的振幅。然而，当地的分析预测，大规模的磁场推动这个捕获区域的内部磁盘边缘，在那里的条件可能是不利的r-模式的增长。我们重新审视这个问题，从一个伪牛顿，但完全全球性的角度来看，推导线性方程描述的相对论，磁化吸积流，并计算正常模式和不垂直密度分层。在非分层模型中，垂直波数的选择决定了垂直磁场驱动r模式朝向内边缘的程度。在一个全球性的模型，充分纳入密度分层，我们确认，这种易感性磁场取决于磁盘厚度。我们的计算表明，在薄光盘，r-模式可能仍然独立的内部光盘边缘的垂直磁场等离子体β低至$β\approx 100-300$。我们认为，观测中的r模的出现可能更多地取决于ISCO附近的激励和阻尼机制之间的竞争，而不是磁场对捕获区域的修改。
2018-02-13 astro-ph.HE
Viscous Driving of Global Oscillations in Accretion Discs Around Black Holes
我们研究的全球振荡模式（轴对称和非轴对称）的激发中所发挥的作用，粘性吸积盘周围的黑洞使用二维流体动力学模拟。湍流粘性采用$α$ -Answer模型，并采用不同的状态方程。我们认为这两个磁盘跨音速径向流入最内部的稳定的圆形轨道，和静止的磁盘截断的反射壁在其内部边缘，代表磁层。在跨音速圆盘中，粘性可以激发几种类型的全局振荡模式。这些模式或者是轴对称的，其频率接近于最大径向周转频率$κ_\mathrm{max}$的倍数，或者是非轴对称的，其频率接近于最内稳定轨道频率$Ω_\mathrm{ISCO}$的倍数，或者是混合模式，其频率是这两个频率的线性组合。小的粘度参数值$α$主要产生非轴对称模式，而轴对称模式成为主导的大$α$。这些模式的激发可能与音速点的不稳定性有关，在音速点处，径向下落速度等于气体的声速。在光盘的反射内边界，我们探讨了粘度对捕获的$p$模式，这是固有的过稳定，由于共转共振效应的影响。粘性的影响是降低这些模式的增长率，或者完全抑制它们并激发一类新的更高频率的模式。后者要求动态粘度与圆盘表面密度成正比，这表明它是经典的粘性超稳定效应的结果。
2015-04-13 astro-ph.HE
Optical line spectra of tidal disruption events from reprocessing in optically thick outflows
大量的潮汐扰动事件（TDE）主要辐射光学和紫外（UV）波长，只有弱的软X射线成分。这种光学过剩的一个模型提出，从一个紧凑的吸积盘的热X射线发射被重新处理到更长的波长的光学厚信封。在这里，我们将在光学厚度的吸积盘风的背景下探讨这种再处理的情况。使用国家的最先进的蒙特卡罗辐射转移和电离软件，我们产生合成的紫外和光学光谱的风和磁盘托管TDEs。我们的模型灵感来自观测，涵盖了一个真实的吸积率和风运动学范围。我们发现，这样的流出可以有效地再处理的光盘排放和生产广泛的巴耳末和氦重组功能常见于TDEs和表现出不对称的红翼。此外，再处理光谱能量分布（SED）的特征色温远低于吸积盘。我们明确地显示如何在黑洞质量，吸积率和风属性的变化影响所观察到的宽带SED和线频谱。一般来说，速度较慢、密度较大的风往往会重新处理更多的辐射，产生更强的巴耳末辐射。我们考虑的大多数流出物都是高度电离的，无法产生UV吸收特征，但这对输入SED很敏感。例如，在仅仅4 $R_{ISCO}$处截断内部圆盘充分地降低风电离状态以产生用于视线观察风的UV吸收特征
2022-01-05 astro-ph.HE
The universal power spectrum of Quasars in optical wavelengths: Break timescale scales directly with both black hole mass and accretion rate
本文利用Zwicky Transient Facility的4770个类星体g波段光变曲线，发现光学波段变异性功率谱的断裂时标不仅依赖黑洞质量，还与吸积率成正比，且阻尼随机游走模型拟合效果较差。
2023-11-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Blueshifted lines from the inner accretion disc's rotation can explain quasar absorption "forests''
University of Maryland（马里兰大学）；Newcastle University（纽卡斯尔大学）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
研究通过内吸积盘自身运动解释类星体吸收森林，提出薄环结构在引力半径内产生观测到的吸收区位移和分离。
2026-04-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Application of Sturm's theorem to marginal stable circular orbits of a test body in spherically symmetric and static spacetimes
根据Sturm定理，我们重新研究了一个边缘稳定圆轨道（MSCO），如最内层稳定圆轨道（ISCO）的类时测地线在任何球对称和静态时空。本文讨论了爱因斯坦方程某些精确解的最小自相关函数。斯特鲁姆定理被明确地应用于科特勒（通常称为史瓦西-德西特）时空。此外，我们分析MSCO的球对称，静态和真空的解决方案外尔共形引力。
2015-08-01 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Circular motion in NUT space-time
我们考虑NUT（Newman-Unti-Tamburino）时空中的圆周运动。除其他事项外，我们确定的位置圆形类时测地轨道，特别是最内层的稳定圆轨道（ISCO）和边际约束圆轨道。此外，我们讨论了冯蔡佩尔柱相对于固定的观察员和相对于零角动量观察员（ZAMOs）。我们还研究了von Zeipel圆柱体与惯性力的关系，特别是在超相对论极限下。最后，我们概括的厚吸积环面（“波兰甜甜圈”），这是众所周知的史瓦西或克尔背景的NUT度量的情况下，建设。我们认为，在原则上，一个NUT源可以区分史瓦西或克尔源通过观察其附近的圆形物质流的功能。
2016-08-18 astro-ph.HE gr-qc
SMBH shadows: gravity fingerprints revealed by spectral line background radiation
本文提出利用宽线区谱线辐射作为更均匀稳定的照射源来观测超大质量黑洞阴影，通过爱因斯坦环成像测量黑洞质量，并利用光环二阶效应约束自旋及检验Kerr时空偏离。
2025-09-18 astro-ph.HE gr-qc
Physical modeling of viscous disc evolution around magnetized neutron star. Aql X-1 2013 outburst decay
我们提出了一个围绕磁化中子星的粘性演化吸积盘模型。该模型的特点是不同的外半径的热电离部分的磁盘，由于冷却和不同的内半径的磁盘，由于与磁层的相互作用。它还包括离心屏障对中子星吸积的阻碍以及来自中子星和中子星盘的X射线对外盘和伴星的照射。当设置内部边界条件时，我们考虑到内部圆盘的过程发生的时间尺度远小于整个圆盘的粘性时间尺度。我们考虑三种类型的流出从光盘内边缘：零流出，一个基于MHD计算，和一个非常有效的螺旋桨机制。爆发峰之后的X射线瞬态的光变曲线可以通过相应的公开可用的代码来计算。我们将2013年Aql X-1爆发的X射线和光学波段的光变曲线与模型进行了比较。我们发现，快速下降的$0.3-10$ keV通量可以单独解释由径向收缩的热盘。同时，具有中子星磁场$>10^8$ G的模型具有更好的拟合，因为吸积效率行为强调了光变曲线上的“膝盖”。我们还发现，吸积停滞的盘库可以产生柏拉图发射。
2021-12-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
Extending the theory of propagating fluctuations: the first fully relativistic treatment and analytical Fourier-Green's functions
本文首次对传播涨落理论进行完全相对论性处理，推导薄盘方程格林函数的傅里叶变换解析解，揭示Kerr黑洞盘的相位滞后、相干性和功率密度谱强烈依赖于黑洞自旋，为直接约束黑洞自旋开辟新途径。
2023-05-19 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
General Relativistic Dynamics of an Extreme Mass-Ratio Binary interacting with an External Body
本文研究了广义相对论体系中的层次三体系统的动力学：一个极端质量比的内双星在外天体的潮汐影响下的动力学。内部双星由一个中心史瓦西黑洞和一个围绕它运动的紧凑的测试体（外部双星）组成。我们发现三种类型的潮汐效应的测试机构的轨道。第一，内双星的角动量围绕外双星的角动量进动。第二，当径向和方位角频率彼此相当时，潮汐场驱动“瞬态共振”。与引力驱动的共振相反，潮汐驱动的共振可能会增加轨道角动量。最后，作为非共振阶段的轨道动力学效应，我们计算了由于潮汐相互作用对最内稳定圆（平均）轨道（ISCO）的修正。分层三体系统是未来天基引力波任务的潜在来源，我们发现潮汐效应可能对其波形有重要贡献。
2017-10-26 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
