What can Simbol-X do for gamma-ray binaries?
伽马射线双星是在极高能（> 100 GeV）的天空中发现的一类新的银河系天体。今天已知的三个系统都有硬X射线光谱（光子指数约为1.5），扩展的无线电发射和高亮度的伽马射线。最近在X射线中对LSI +61 303的监测活动证实了这些系统的可变性，并揭示了随着通量增加的光谱硬化。在一般的单区轻子模型中，相对论性电子的冷却解释了在高能量下观察到的主要光谱和时间特征。持续的硬X射线发射预计将远远超过10千电子伏。我们解释了Simbol-X将如何约束与费米空间望远镜测量有关的现有模型。由于其在硬X射线中前所未有的灵敏度，Simbol-X还将在发现新的伽马射线双星方面发挥作用，为紧凑型双星的演化提供新的见解。
2009-02-18 astro-ph.HE
The BAT AGN Spectroscopic Survey -- XVIII. Searching for Supermassive Black Hole Binaries in the X-rays
理论预测，一个超大质量黑洞双星（SMBHB）可以被观测到作为一个发光的活动星系核（AGN），其轨道时间尺度的顺序周期性变化。在X射线中，周期性变化可能是由包括相对论多普勒增强和冲击在内的机制引起的。在这里，我们提出了第一个系统的搜索周期活动星系核使用$941$硬X射线光变曲线（14-195千电子伏）从第一个105个月的斯威夫特爆发警报望远镜（BAT）调查（2004-2013年）。我们没有在Swift-BAT中发现周期性活动星系核的证据，包括先前报道的SMBHB候选者MCG+11 $-$ 11 $-$ 032。我们发现，零检测是一致的组合的上限二进制人口在活动星系核在我们所采用的模型，其预期的周期性变化幅度，和BAT调查的特点。我们还调查了SMBHB对正常活动星系核的X射线变化的eROSITA调查的背景下，可探测性。在我们假设双星总体和它们产生的周期信号具有数百天的长周期的条件下，在理想的均匀采样下，可将高达$13$ %的真周期双星与正常变星活动星系核鲁棒地区分开来。然而，我们表明，现实eROSITA采样可能是不敏感的长周期的二进制文件，因为较长的观测间隙降低其可检测性。相比之下，大的观测差距并没有减少检测短，几天周期的双星的前景，因为19%可以成功恢复，其中绝大多数可以在调查的前半部分确定。
2020-05-22 astro-ph.HE
X-rays from Colliding Stellar Winds: the case of close WR+O binary systems
我们已经分析了X射线发射的样品密切WR+O二进制使用的数据从公共钱德拉和XMM-牛顿档案。全局光谱拟合表明，需要双温等离子体来匹配来自这些物体的X射线发射，因为热分量（kT > 2 keV）是光谱模型的重要成分。在近距离的WR+O双星中，X射线很可能起源于由双星组成部分的巨大恒星风驱动的碰撞恒星风（CSW）激波。由于相互作用区域中等离子体的高密度，预计这些物体中的CSW冲击是辐射性的。与此相反，我们的分析表明，CSW激波在近距离WR+O双星样本是绝热的。只有当双星中恒星成分的质量损失率比目前公认的值至少小一个数量级时，这才是可能的。对于近距离WR+O双星的X射线特性，最可能的解释可能是它们的风是双分量流。质量更大的成分（密集的团块）对这些物体的光学/紫外线发射起作用，而光滑的稀薄成分是其X射线发射的关键因素。
2012-02-07 astro-ph.HE
Illumination of the accretion disk in black hole binaries: An extended jet as the primary source of hard X-rays
试图解释黑洞双星的反射光谱的模型通常引用了硬X射线的点状主源。这个光源照亮了吸积盘，并产生了离散（线）和连续反射分量。这项工作的主要目标是调查是否扩展，温和的相对论性喷流，是目前在黑洞双星的硬和硬中间状态是硬X射线源，照亮了吸积盘。我们用蒙特卡罗程序模拟了温和相对论性喷流中的逆康普顿散射过程。来自薄吸积盘的黑体光子被注入喷流的底部，并与向外移动的高能电子相互作用。尽管喷流以相对论性的速度离开吸积盘，我们发现大约有$15-20$ \%的输入软光子被散射回吸积盘。绝大多数康普顿化后的反向散射光子在离黑洞非常近的地方（$h\lesssim 6 r_g$，其中$r_g$是引力半径）逃逸，但在很大的高度范围内也有不可忽略的数量逃逸。在高高度，$h\sim 500-2000\,r_g$，分布迅速下降。高高度截止强烈地依赖于射流在其底部的宽度，并且几乎对光深不敏感。圆盘照明光谱比在不遇到圆盘的方向上逃逸的辐射的直接喷射光谱更柔和。我们的结论是，扩展喷流是反射模型中硬光子的一个很好的候选来源。
2021-01-07 astro-ph.HE
Investigating High Mass X-ray Binaries at hard X-rays with INTEGRAL
研究了INAF-IASF Milano开发的INTEGRAL档案库，利用2002年底至2016年的公共观测数据，提取了58个高质量X射线双星（HMXB）的X射线特性。这个样本包含一颗Be星（Be/XRB）或一颗早期型超巨星伴星（SgHMXB），包括超巨星快速X射线瞬变（SFXTs）。积分光变曲线（在2 k采样）用于构建其硬X射线光度分布，返回源占空比、X射线光度的变化范围以及在每个光度状态下花费的时间。与INTEGRAL观察到的现象学，连同从文献中采取的软X射线源的变化，使我们能够获得一个定量的概述的主要子类的大规模双星吸积（Be/XRB，SgHMXBs和SFXTs）。虽然可以导出一些标准来区分它们，但一些SgHMXB存在中间性质，将持久性SgHMXB和SFXT桥接在一起。
2019-01-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
Colliding-Wind Binaries as a Source of TeV Cosmic Rays
除了含有致密天体的伽马射线双星外，还从碰撞风双星中探测到高能和极高能伽马射线。风的碰撞会产生两个强烈的激波阵面，每一个都围绕着一个由压缩和加热的等离子体组成的激波区域，在那里粒子被加速到非常高的能量。磁场在冲击区也被放大，粒子的加速度在很大程度上取决于磁场。在这项工作中，我们进行了完整的三维磁流体动力学模拟的碰撞风耦合到一个代码，演变的被动带电测试粒子的运动学等离子体波动。运行后的一个大的合奏的测试粒子与初始热分布，我们表明，这样的冲击产生的非热人口（近1%的总粒子）的几十个GeV的几个TeV，这取决于初始磁化水平的恒星风。我们能够确定最快的加速轨迹，在MeV/s到GeV/s的范围内，与具有放大的激波磁场的湍流等离子体有关。这些结果表明，碰撞风双星确实能够产生一个显着的人口的高能粒子，在相对较短的时间尺度，动力学和扩散的时间尺度相比。
2021-05-20 astro-ph.HE physics.space-ph
One-dimensional pair cascade emission in gamma-ray binaries
在伽马射线双星中，如LS 5039，大量的电子-正电子对是由来自大质量恒星的光子湮灭原始甚高能伽马射线而产生的。来自这些粒子的辐射对总的高能伽马射线通量有贡献，并且可以引发级联，从而降低系统中的有效伽马射线不透明度。本文的目的是建立级联发射模型，并研究它是否可以解释HESS在LS 5039上合探测到的VHE伽马射线通量，预计初级伽马射线将被完全吸收。如果由周围磁场引起的电子对的偏转可以忽略，则沿视线方向形成一维级联。然后可以采用半解析方法，包括来自伴星的各向异性种子辐射场的影响。级联方程数值求解，产生的对和光子的密度。在LS 5039中，级联对总通量的贡献很大，并且与初级VHE伽马射线的轨道调制反相关。级联排放占主导地位接近优越的结合，但太强，与HESS测量兼容。正电子湮没不会产生可检测到的511 keV辐射。这项研究提供了一个上限级联发射的伽玛射线双星在轨道阶段的吸收是强的。这些电子对很可能被周围的磁场偏转或各向同性化，这将减少观察者看到的结果发射。级联发射仍然是一个可行的解释，在LS 5039的优越结合检测到的伽马射线。
2009-09-30 astro-ph.HE
Gamma-ray binaries: microquasars and binary systems with pulsar
在高能（HE，E > 100 MeV）和/或甚高能（VHE，E > 100 GeV）伽马射线下已经探测到几个双星系统。其中一些是X射线双星，其中吸积为相对论性射电喷流提供能量，并为非热发射提供动力（即，微类星体），而在其他的能量来自年轻脉冲星的风，而不是吸积。虽然这些系统的动力机制不同（吸积与脉冲星风），但它们都是无线电，X射线和伽马射线发射器，并且有一个高质量的明亮伴星（O或B），这是IC散射的种子光子和强子相互作用的目标核的来源。我在这里回顾了一些主要的观测结果的非热辐射的X射线双星，以及一些建议的方案来解释生产的伽马射线。
2011-01-25 astro-ph.HE
Gamma-ray binaries
伽马射线双星是高质量双星系统的一个子类，其能谱在高能量（E $\gtrsim$ 100 MeV）处达到峰值，并延伸到非常高能量（E $\gtrsim$ 100 GeV）的$γ$射线。在这篇综述中，我们总结了研究的非瞬态$γ$射线双星的性质，以及简要讨论了鲜为人知的系统和瞬态系统托管的微类星体。我们还讨论了已被用来描述所考虑的系统的频谱和定时特性的理论模型
2020-06-05 astro-ph.HE
Multi-messenger Emission by Magnetically Arrested Disks and Relativistic Jets of Black Hole X-ray Binaries
针对黑洞X射线双星多波长辐射起源与机制的争议，提出磁囚禁盘相对论粒子产生超高能伽马射线、喷流电子产生GeV伽马射线的场景，讨论亚PeV多信使信号观测前景并发现其或贡献银河系100 TeV以上弥漫辐射。
2025-04-16 astro-ph.HE
Gamma-rays and positrons from Colliding Wind Binaries
$η$船底座双星系统是第一个观测到的不包含致密天体的$γ$射线双星系统。主星的密集风与来自伴星的快速光风相互冲击，创造了通过费米机制将粒子加速到相对论能量的条件。这些相对论性粒子随后耗散非热辐射。费米-LAT和H.E.S.S. $η$隆凸的检测证实了这种假设。如果在激波中消散的风机械能的百分之几进入粒子加速，流体动力学模拟提供了与观测结果令人信服的匹配。本征$π^0$衰变谱是最大能量、光度、粒子漂移和遮蔽的复杂卷积。加速粒子主要通过逆康普顿、同步辐射和光子介子的产生来冷却。高能$γ$ -射线还与两颗发光恒星发出的各向异性紫外光子池相互作用，产生$e^\pm$对，并强烈修改观测到的光谱。由于受冲击区域的形状、位置和气体密度的变化，预计沿轨道的光学深度会发生快速变化。各种CTA模拟证实，通量变化下降到几天的时间尺度可以检测到30 GeV以上。这些变化将从与$γ$ - $γ$不透明度相关的光谱中分离出本征粒子光谱，并确定注入星际介质的相对论质子和正电子的通量、碰撞风区的几何形状和磁场配置，以及双星系统的几何方向。CTA还将揭示高能成分的性质、机制和引入粒子加速的动能的百分比。
2019-09-02 astro-ph.HE
Large-scale emission from gamma-ray binaries: the case of LS 5039
Facultad de Ciencias Exactas, UNLP（拉普拉塔国立大学理学院）；Instituto Argentino de Radioastronomía (CCT La Plata, CONICET)（阿根廷射电天文研究所）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）
研究伽马射线双星LS 5039的大规模发射，通过对五种不同演化阶段情景建模，包括气泡和弓形激波情景，研究热与非热发射及逃逸粒子辐射，解释扩展X射线为同步辐射，还给出射电、伽马射线及宇宙射线相关结果，为多波长观测提供指导。
2026-07-20 astro-ph.HE
Looking for Gamma-ray Emission from TeV Binary Candidates with HAWC
银河系包含数百个已知会发射无线电和X射线的双星系统，但只有少数双星被观测到产生非常高能量的伽马射线。此外，在少数已知的源中产生伽马射线的发射机制还没有得到很好的理解。为了改善TeV波段的双星源的统计，高海拔水切伦科夫伽马射线天文台（HAWC）已经开始对北半球100 GeV和100 TeV之间的TeV双星候选者进行同步调查。HAWC是一个表面阵列，记录来自宇宙射线和伽马射线的空气簇射，具有高分辨率和宽视场，非常适合观察TeV双星等物体的随时间变化的发射。我们描述了HAWC周期性发射的伽马射线的银河系源的敏感性和目前的数据从第一年的观测与部分建成的天文台。
2015-08-18 astro-ph.HE
Revealing Gamma-Ray Binaries
最近的地面和太空望远镜探测到了从几个到几百个千兆电子伏（GeV）的高能光子，为宇宙打开了一扇新的窗户。然而，由于这些望远镜相对较差的角分辨率，观测到的数千个伽马射线源中有很大一部分仍然未知。紧凑的天体是这些高能量源之一，在银河系中有一个特殊的类别称为“伽马射线双星”。
2012-01-16 astro-ph.HE
Hot accretion flow in black hole binaries: a link connecting X-rays to the infrared
对银河系黑洞瞬变的多波长观测为理解吸积流最内部的物理现象开辟了一条新的途径。虽然产生它们的X射线连续谱的过程已经被广泛研究，但在光学和红外（OIR）能带中的发射研究较少，并且仍然知之甚少。标准的吸积盘可能对这些波长的通量有贡献，但无法解释一些可观测的现象：红外过度，快速的OIR变化以及与X射线的复杂相关性。有人建议，这些能量带的喷流排放占主导地位，然而，这种情况下不工作，在许多情况下。我们在这里提出了一个替代方案，即大部分的OIR辐射产生的扩展热吸积流。在这种情况下，OIR波段由来自非热电子的同步辐射主导。一个额外的贡献，预计从外部照射部分的吸积盘加热的X射线。我们讨论了模型的属性，并将其与数据进行比较。我们表明，热流的情况下是一致的许多观测到的光谱数据，在同一时间自然解释X射线的定时特性，快速OIR的变化和它的相关性与X射线。
2013-02-05 astro-ph.GA astro-ph.HE
Large-scale flow dynamics and radiation in pulsar gamma-ray binaries
几个伽马射线双星显示出扩展的X射线发射，这可能与外流与介质的相互作用有关。其中一些系统是，或者可能是，高质量的双星，里面有年轻的非吸积双星，恒星风和脉冲星风在其中碰撞，产生强大的外流，应该在周围介质的某个点终止。这项工作研究的演变和终止，以及相关的辐射，在高质量的双星托管强大的恒星产生的冲击风流。一个表征，以前的数值计算工作的基础上，给出了恒星/脉冲星风的相互作用。然后，分析研究了冲击流的进一步演化及其对周围介质的动力学影响。最后，预期的非热发射从流动终端激波，可能占主导地位的发射区域，计算。冲击风结构，最初强烈不对称，成为一个准球形，超音速膨胀的泡沫，其能量来自脉冲星和质量来自恒星风。这个气泡最终在~pc尺度上与环境相互作用，产生反向冲击，有时是正向冲击。非热轻子辐射在反向激波中是有效的。无线电辐射预计是微弱的，而X射线可以很容易地达到可检测的通量。在非常低的磁场和大的非热发光度下，伽马射线也可能是重要的。我们的结论是，恒星/脉冲星风相互作用的复杂性很可能是平滑的二元系统，风混合流加速，并最终终止在一个强大的反向冲击外。这种冲击波可能是在某些双星系统中观测到的扩展X射线的背后。对于非常强大的脉冲星，部分未受冲击的脉冲星风可能直接与大尺度环境相互作用。
2011-10-14 astro-ph.HE
INTEGRAL & RXTE View of Gamma-ray Binaries
伽马射线双星是具有伽马射线辐射的X射线双星。它们的多波长发射范围从无线电，光学，X射线到非常高的能量（TeV）。X射线辐射对于理解伽马射线双星的性质至关重要。INTEGRAL和RXTE已经覆盖并监测了硬X射线和软X射线中的大多数伽马射线双星。在这里，我们报告的结果，几个伽玛射线双星和可能的伽玛射线双星的INTEGRAL和RXTE。
2013-02-21 astro-ph.HE
Gamma-ray binaries and related systems
经过最初的声明和长时间的中断，现在已经确定有几颗双星会发射高能（0.1 - 100 GeV）和极高能（> 100 GeV）的伽马射线。一个新的类别已经出现，称为“伽马射线双星”，因为它们的大部分辐射功率超过1 MeV。吸积X射线双星、新星和碰撞风双星（eta Car）也被探测到--"相关系统"证实了粒子加速在天体物理源中的普遍性。这些系统有什么共同点吗？是什么推动了它们的高能排放？这些过程与其他伽马射线源（恒星、活动星系核、超新星遗迹）的过程相比如何？我回顾了这些探测之后的观测和理论工作的财富，重点是伽马射线双星。我目前的证据表明，伽马射线双星驱动的旋转动力的双星。双星是实验室，当其组成部分在其轨道上旋转时，可以在规则的时间尺度上获得不同的有利位置或物理条件。我解释了伽马射线双星模型使用的基本成分，他们目前面临的挑战，以及他们如何能够带来对伽马射线双星物理学的见解。我讨论如何从微类星体的伽马射线发射提供了一个窗口吸积-喷射和加速之间的连接，而埃塔车和新星提出了新的问题，这些对象的物理-或扩散冲击加速理论。事实上，通过在通常无法预见的尺度和环境中测试高能天体物理过程，解释双星的伽马射线发射会使我们的理论变得紧张，这就是这些探测最有价值的原因。
2013-09-05 astro-ph.HE
Searching for time-dependent high-energy neutrino emission from X-ray binaries with IceCube
X射线双星是银河系宇宙射线和中微子的长期候选源。双星系统中的致密天体可以是宇宙射线加速的场所，而高能中微子可以由致密天体喷流、恒星风或伴星大气中的宇宙射线相互作用产生。利用7.5年的μ中微子数据和X射线观测资料，利用IceCube对来自X射线双星的高能中微子进行了随时间变化的研究。在没有显着的相关性，我们报告的上限从这些来源的中微子通量，并提供与理论预测的比较。
2021-07-26 astro-ph.HE hep-ph
White Paper on GEMS Study of Polarized X-rays from Neutron Stars
我们研究了各种类型的中子星X射线源的预期X射线偏振特性，例如，吸积和旋转驱动的双星、磁星和低质量X射线双星。我们总结了导致这些预期属性的模型计算。我们描述了如何比较这些与他们所观察到的属性，从GEMS数据推断，将探测基本的动力学，电磁，等离子体，和发射过程中的中子星双星，区分这些过程的模型，并约束模型参数。一个令人兴奋的目标是在这种背景下首次观测到真空共振的存在，这是一种在20世纪30年代首次描述的基本量子电动力学现象。
2013-02-08 astro-ph.HE
Expected gamma-ray emission from x-ray binaries
目前众所周知，某些大质量双星系统的条件允许粒子加速并产生GeV-TeV的伽马射线。然而，目前还不完全清楚哪些粒子负责这种发射以及参与了哪些辐射过程。讨论了在大质量双星系统中，哪些参数决定了粒子的加速过程以及粒子产生的高能辐射。
2011-11-25 astro-ph.HE
Relativistic astrospheres of gamma-ray binaries: modeling of non-thermal processes
Ioffe Institute（约费研究所）
研究高能天体物理中粒子加速机制，探讨双星系统中星晕区域通过相对论性湍流加速质子至PeV能量的过程及非热辐射特性。
2026-03-12 astro-ph.HE
Periodic X-ray Modulation and its relation with orbital elements in Compact Binaries
黑洞的伴星在偏心轨道上运行时会受到与轨道周期相同的调制潮汐力。这反过来又会调节吸积速率，以及被逆康普顿化以产生更硬的X射线的种子光子通量。通过分析RXTE的所有天空监测器（ASM）数据（1.5-12 keV）和Swift/BAT的所有天空调查数据（15-50 keV），我们发现在几个对象中存在这种周期性。我们还估计偏心率的均方根功率的峰值周围的准轨道周期（QOP）。我们的方法提供了一个独立的方式来获得时间周期和偏心率的紧凑的双星。
2019-04-05 astro-ph.HE
High Energy Neutrinos from Novae in Symbiotic Binaries: The Case of V407 Cygni
费米大天区望远镜（LAT）对天鹅座V407共生双星中一颗新星的高能（~> 100 MeV）γ射线的探测为从这类源探测高能中微子提供了可能性。白矮星表面的热核爆炸引发了一个运动中的新星壳层，它在红巨星伴星提供的稠密的周围介质中膨胀并减速。粒子在壳层的激波中被加速，并与周围介质相互作用产生观测到的伽马射线。我们表明，质子-质子相互作用，这是最有可能负责通过中性π衰变产生伽马射线，产生~> 0.1 GeV的中微子，可以检测到的当前和未来的实验在~> 10 GeV。
2010-12-07 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
MAXI monitoring of blazars and blackhole binaries
自2009年8月以来，国际空间站上的MAXI实验一直在进行全天X射线监测。使用MAXI，我们检测到一些开拓者的燃烧活动，包括Mrk 421、Mrk 501和3C 273。最近，从两个开拓者MAXI J1930+093 = 2FGL J1931.1+0938（Atel#5943）和2 MAXI J 0243 -582 = BZB J 0244 -5819（Atel#6012）中检测到新的X射线耀斑活动。MAXI监测还包括黑洞双星，包括发射GeV伽马射线的Cyg X-1和Cyg X-3。发现它们的伽马射线发射与它们的X射线状态跃迁一致。我们目前的光变曲线和突出的事件，这些来源。
2015-02-10 astro-ph.HE
Non-thermal emission from high-energy binaries through interferometric radio observations
高质量双星系统涉及极端环境，产生从无线电到伽马射线的非热辐射。在这些系统中，只有三种类型已知会发出持续的伽马射线：碰撞风双星、高质量X射线双星和伽马射线双星。本论文的重点是通过干涉观测的高质量双星系统的无线电发射，我们已经探讨了这些来源与低，高频率的射电观测，甚高分辨率VLBI的。我们研究了两个低频γ射线双星LS 5039和LS I +61 303。我们得到了它们的光变曲线和光谱，并确定了它们射电发射区的物理性质。我们还利用VLBI观测研究了γ射线双星HESS J0632 + 057。通过VLBI和光学观测发现了一个新的碰撞风双星HD 93129A。最后，我们已经进行了两个源，是候选人的伽玛射线双星的无线电观测。
2016-03-30 astro-ph.HE
Review on the multiwavelength emission of the gamma-ray binary LS I +61 303
伽马射线双星是由一颗大质量恒星和一个致密物体组成的系统，它产生从射电到极高能量伽马射线的辐射。LS I +61 303是迄今为止发现的仅有的六颗伽马射线双星之一。一般认为伽玛射线双星包含一颗年轻的高旋转中子星作为致密天体，其辐射是由相对论脉冲星风和恒星风相互作用产生的。然而，在LS I +61 303的情况下，仍然考虑了微类星体的情况，并且在过去的几十年里发表了指向相反方向的结果。在这里，我们提供了一个关于LS I +61 303的最新技术水平的评论，总结了这些年来观察到的从无线电到非常高能量的伽马射线的发射，我们讨论了可以解释这种发射的拟议方案。
2018-04-23 astro-ph.HE
X-ray reprocessing: Through the eclipse spectra of low mass X-ray binaries with XMM-Newton
本文利用XMM-Newton对四个食低质量X射线双星进行食内与食外光谱比较，系统研究了X射线再处理特征，揭示了吸积盘几何和再处理效率的差异，并首次报道了部分源的食光谱。
2023-08-07 astro-ph.HE
A synchrotron self-Compton -- disk reprocessing model for optical/X-ray correlation in black hole X-ray binaries
通过高时间分辨率的光学/X射线同步观测，对X射线双星发射机制的物理图象提出了质疑。在三个黑洞双星中观测到的两个能带的光变曲线似乎是相连的，互相关联函数呈现复杂的形状。它们显示了在X射线峰值之前几秒钟的光发射下降和在X射线峰值之后的光学耀斑。这种行为不能用标准光发射候选者（例如，来自冷的吸积盘或喷流的发射）。我们提出了一个新的模型，它解释了宽频带的X射线光谱和可变性的性质。我们认为光辐射由两部分组成：来自热吸积流中非热电子的同步辐射和X射线在吸积盘外部再加工产生的辐射。第一个分量与X射线是反相关的，而第二个分量是相关的，但相对于X射线是延迟和模糊的。这些成分的相互作用解释了交叉关联函数的复杂形状、光功率谱密度的特征以及时间滞后。
2011-06-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
High-energy particle transport in 3D hydrodynamic models of colliding-wind binaries
双星系统中的大质量恒星（如WR 140、WR 147或$η$船底座）一直被认为是潜在的高能$γ$射线源。这种辐射被认为是在恒星风碰撞产生相对论粒子的区域产生的，这些粒子随后可能会发射出$γ$射线。详细的数值流体动力学模拟已经提供了深入了解风碰撞区（WCR）的复杂动力学，而独立的分析研究，虽然简化了WCR的描述，揭示了带电粒子的光谱。在本文中，我们描述了这两种方法的组合。我们提出了一个三维流体动力学模型碰撞恒星风和计算相对论粒子的光谱能量分布的WCR的结构。我们的模型的流体动力学部分结合了线驱动的风，重力，轨道运动和辐射冷却的冲击等离子体的加速。在我们的带电粒子的治疗中，我们考虑在WCR扩散冲击加速和随后的冷却通过逆康普顿损失（包括克莱因-Nishina效应），韧致辐射，碰撞和其他能量损失机制。
2014-01-07 astro-ph.HE
Neutron Stars in X-ray Binaries and their Environments
X射线双星系统中的中子星在X射线中表现出广泛的时间和光谱现象，是一种非常有趣的天体。不仅中子星的参数，如磁场强度和自旋周期在它们的活跃双星阶段演变，中子星还以多种方式影响双星系统及其周围环境。本文讨论中子星的X射线辐射所揭示的中子星与环境相互作用的某些方面。本文讨论了高磁场中子星吸积过程的一些最新进展：吸积流的结构和形成，脉冲轮廓的形状及其随吸积力矩的变化。本文还讨论了最近在吸积盘表面X射线再处理、吸积盘的垂直结构和伴星风等方面的各种研究。中子星中的X射线双星提供了很好的处理方法，可以精确测量轨道参数，从而也可以精确测量在几百万年到几千万年的时间尺度上发生的双星轨道演化。X射线双星的轨道周期演化表明它们是相当复杂的复杂系统。X射线双星的轨道演化也可以通过X射线食的时间来进行，并且在这个方向上已经有了一些令人惊讶的结果，包括两个X射线双星的轨道周期故障以及可能在低质量X射线双星周围探测到最大质量的环双星行星。
2017-09-21 astro-ph.HE
Microquasars in the GeV-TeV era
从一些X射线双星的喷流中发现非热X射线发射，特别是在其中一些中发现GeV-TeV的伽马射线，提供了这些系统中粒子非常有效加速到多TeV能量的明确证据。观测结果表明，在含有黑洞和中子星附近产生的相对论外流或风的致密星系物体中，存在着丰富的非热现象。本文综述了X射线双星非热辐射的一些主要观测结果以及解释高能γ射线产生的一些设想。
2010-01-25 astro-ph.HE
Supercritical colliding wind binaries
上下文粒子加速碰撞风双星（PACWBs）是由两颗大质量热恒星形成的系统，产生非热辐射（NT）。这些系统的关键要素是快速的风和它们碰撞时产生的冲击。具有非吸积的年轻双星的双星也被探测为NT发射体，这也是风-风相互作用的结果。如果黑洞（BH）以超爱丁顿速率吸积，它们可能通过这种机制产生NT辐射。在这种情况下，圆盘预计会发射辐射驱动的风，如果这种风有赤道分量，它可以与伴星碰撞，产生PACWB。这些系统是超临界碰撞风双星（SCWBs）。目的。我们的目标是描述由超吸积黑洞和早型恒星组成的双星系统中风碰撞产生的粒子加速和NT辐射。方法.我们通过计算辐射场的空间分布及其对盘粒子的影响，估算了盘驱动风的终极速度。然后，我们找到了风碰撞区域的位置，并计算了相对论粒子进行扩散加速的能量增益和损失的时间尺度。有了这些信息，我们就能够计算出辐射的相关光谱能量分布。结果我们发现，风的相互作用可以产生NT辐射从无线电高达几十个GeV，亮度范围内的$\sim 10^{33}-10^{35} \, {\rm erg \, s^{-1}}$，这在很大程度上是由电子同步辐射和逆康普顿辐射。结论.我们的结论是，SCWB，如一些超明亮的X射线源和一些银河系X射线双星，能够加速宇宙射线和产生NT电磁辐射从无线电到$γ$ -射线，除了热成分。
2023-01-20 astro-ph.HE
LAXPC instrument onboard AstroSat: Five exciting years of new scientific results specially on X-ray Binaries
AstroSat/LAXPC在硬X射线上具有大的有效面积、高时间分辨率并与其他仪器共同校准，其设计目的是在X射线双星的快速变率研究和宽谱带测量方面开创一个新时代。在过去五年中，该工具在很大程度上成功地实现了这些科学目标。在接下来的几年里，它将有更多重要的发现。本文重点介绍了AstroSat/LAXPC在揭示黑洞和中子星系统行为方面取得的主要成就，并讨论了该仪器对未来科学做出贡献的令人兴奋的可能性。
2021-02-12 astro-ph.HE
PeV photon and neutrino flares from galactic gamma-ray binaries
从射电到TeV的γ射线探测到了短周期双星的高能辐射，其中包含一颗大质量恒星和一颗致密的相对论伴星。我们在这里表明，PeV制度质子可以有效地加速在这些系统中的相对论性流出的紧凑对象与恒星风的碰撞区域。蒙特卡罗模型中的加速质子谱在PeV区有一个向上的转折，可以提供恒星辐射场中光介子过程产生的亚PeV光子和中微子的硬谱。最近报道的一个可能的亚PeV伽玛射线耀斑与高能中微子的重合可以理解在这个模型的框架。伽马射线双星可能对探测到的高能中微子通量的银河系成分有很大贡献。
2021-10-21 astro-ph.HE
Reprocessing of X-rays emission in Ultra-Luminous X-ray sources
本研究通过三种诊断方法（Fe Kα线搜索、硬度比演化、食内外通量比）约束超亮X射线源的再处理辐射，发现其效率高于银河系X射线双星，并推测周围环境可能金属贫乏或高度电离。
2026-11-02 astro-ph.HE
Optical depths for gamma-rays in the radiation field of a star heated by external X-ray source in LMXBs: Application to Her X-1 and Sco X-1
在一个致密的低质量X射线双星系统（LMXB）中，低质量恒星的表面可以被外部的X射线源加热，该X射线源可能是由于吸积过程而出现在伴星（中子星或黑洞）上的。因此，由于热核燃烧，恒星的表面温度可能会明显高于正常状态。我们想知道注入双星系统的高能电子和伽马射线是否能有效地与这种增强的辐射场相互作用。为了确定这一点，我们计算的伽马射线光子在辐射场的辐射作为一个函数的二元系统的相位的恒星的光学深度。基于这些计算，我们得出结论，紧凑的低质量X射线双星系统也可能成为高能量的伽马射线源，因为电子和伽马射线的相互作用的条件是非常相似的高质量TeV的伽马射线双星，如LS 5039和LSI 303 + 61中观察到的。然而，由于软辐射场的差异，低质量和高质量X射线双星之间的预期伽马射线光变曲线可能会有很大的不同。作为一个例子，我们将这样的计算应用于两个众所周知的LMXB：Her X-1和Sco X-1。它的结论是，电子加速到高能量内这些双星应该找到足够的软光子目标从伴星有效的伽马射线生产。
2010-01-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Prospects for joint observations of gravitational waves and gamma rays from merging neutron star binaries
事件GW 150914和GW 151226的发现，都与双黑洞系统（BBH）的合并一致，开启了引力波（GW）天文学的时代。除了BBH外，最有希望的GW源是由两颗中子星或一颗中子星和一个黑洞形成的双星系统的合并。这些合并被认为与短伽马射线暴（GRB）有关，因此GW和电磁（EM）信号的联合观测可以明确地探测这种关联。我们提出了一个详细的研究联合GW和高能量EM观测的中子星与先进的室女座和LIGO和\emph{Fermi}伽马射线望远镜的合并的二元系统的期望。在这个范围内，我们设计了一个专用的蒙特卡洛模拟管道的多信使发射和检测GW和伽马射线仪器，考虑到GW探测器灵敏度的演变。我们表明，在Advanced Virgo和Advanced LIGO 2016-2017运行期间，联合检测的预期速率较低;然而，随着干涉仪接近其最终设计灵敏度，该速率将增加$\sim$十倍。未来的联合观测将有助于限制短伽玛暴与双星系统之间的关联，并解决GWs的祖先之谜。联合检测率与本文预测的比较将有助于限制伽玛暴喷流的几何形状。
2016-11-27 astro-ph.HE gr-qc
Gamma-ray binaries beyond one-zone models: an application to LS 5039
背景：几个大质量恒星的双星系统存在伽马射线辐射。在大多数这些系统中，尽管有详细的观测资料，但对发射体的性质和结构仍然知之甚少。目的：我们调查的有效性，所谓的一个区域近似的高能量发射体的双星系统托管一个大质量的恒星。特别是，LS 5039的情况下考虑。研究方法：假设一个点状发射体处于静止状态，附近存在一颗大质量恒星，观测到的MeV和GeV通量作为参考，一个非热轻子模型被系统地应用于不同的位置，磁场，和非辐射损失。这使我们能够识别与观测最兼容的发射器配置以及模型预测与可用数据之间的不一致。结果：在LS 5039的情况下，最佳参数组合是快速非辐射冷却和低磁场。然而，出现差异时，在MeV和GeV的能量范围内与观测到的通量的模型结果进行比较。当分析中包括轨道运动时，预测失败，因为需要太大的发射器和能量预算。在这种情况下，沿着轨道的一半，预测X射线和TeV通量的值太高。结论：我们发现LS 5039的辐射并不是来自单一的电子群，发射极可能是扩展的，并且在低磁场下是不均匀的。我们认为，发射器移动相对论速度与多普勒助推起着重要的作用。关键词。恒星：大质量，X射线：双星，伽马射线：双星
2015-01-12 astro-ph.HE
How to distinguish white dwarf and neutron star X-ray binaries during their X-ray outbursts?
研究通过光谱和时序分析提出一种区分中子星和白矮星X射线双星的标准：基于光子指数Γ和准周期振荡频率ν_QPO的差异，NS的Γ趋于2且ν_QPO>0.5 Hz，WD的Γ趋于1.85且ν_QPO<0.05 Hz。
2023-11-21 astro-ph.HE
Jets from black hole X-ray binaries: testing, refining and extending empirical models for the coupling to X-rays
本文研究了大样本黑洞X射线双星系统的射电辐射与X射线光谱和光变特性的关系。这样做是为了测试、改进和扩展-特别是在时间特性方面-以前发表的关于这种来源中吸积和喷射耦合的“统一模型”。在14个爆发从11个不同的来源，我们发现，在每一种情况下，峰值无线电通量，有时直接分解成离散的相对论喷射，是与明亮的硬到软的状态过渡附近的爆发的峰值。我们还注意到，在大多数（但不是全部）系统中，射电耀斑与X射线耀斑周期之间存在关联。在软状态下，无线电发射几乎在所有情况下都是不可检测的或光学薄的，与这些状态下的核心喷流的抑制和先前喷出的物质与周围介质相互作用的“遗迹”无线电发射一致。然而，这些数据不能排除间歇性的，光学薄，射流在软状态。在试图将X射线定时特性与喷射事件相关联时，我们发现非常低的积分X射线可变性的相位与这种喷射事件之间存在密切但不精确的对应关系。总之，我们没有发现反对最初提出的模型的有力证据，用更大的样本确认和扩展了它的某些方面，但注意到有几个方面仍然没有得到很好的测试。（简略）
2009-03-30 astro-ph.CO astro-ph.HE
Search for Intermittent X-ray Pulsations from Neutron Stars in Low Mass X-ray Binaries
本文介绍了我们对13颗低质量X射线双星（LMXB）进行的广泛的双星轨道运动校正脉动搜索的结果。这些选定的来源表现出爆发振荡的X射线频率范围从45至1122赫兹，并有一个双轨道周期从2.1至18.9小时不等。我们首先通过搜索这些源的所有档案罗西X射线定时探测器（RXTE）数据来确定包含爆发振荡频率周围的弱脉动的事件。然后，我们对这些脉动事件进行多普勒校正，以消除双星轨道运动的拖尾效应，并在第二阶段搜索恢复的脉动。在这里，我们报告了75个脉动事件，其中包含弱但连贯的脉动周围的爆发振荡频率。此外，我们报告了八个新的插曲，显示相对较强的脉动在双轨道运动校正数据。
2021-02-05 astro-ph.HE
A unified Lense-Thirring precession model for optical and X-ray quasi-periodic oscillations in black hole binaries
最近对吸积黑洞的观测揭示了光功率密度谱中准周期振荡的存在。相应的振荡周期与X射线中发现的振荡周期相匹配，这意味着有一个共同的起源。在众多建议的X射线QPO机制中，一些也可以在光学中工作。然而，其相关性的宽带-光学通过X射线-光谱特性还没有被调查。第一次，我们讨论了自洽谱模型的背景下的QPO机制。我们认为QPO是由热吸积流的Lense-Thirring旋进产生的，其外部辐射的光波长。与此同时，它的最里面的部分正在发射X射线，解释了观察到的QPO周期的连接。我们预测，X射线和光学QPO应该是在相位或移动了半个周期，这取决于观察者的位置。我们研究了QPO的谐波含量，发现在基频的变化幅度较大的光学，而X射线预计有很强的谐波。然后，我们讨论的QPO光谱依赖性和比较现有的数据的期望。
2013-10-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Stellar Winds in Massive X-ray Binaries
来自大质量恒星的强风是广泛的天体物理学领域感兴趣的话题。在高质量X射线双星中，一方面存在一个吸积的致密天体，可以通过研究所发射X射线的不同性质来推断风参数;但另一方面，吸积体的重力和电离辐射可以强烈影响风流。基于来自恒星风和X射线社区的天文学家的合作努力，本报告试图回顾我们目前的知识状况，并指出未来进展的途径。
2017-02-22 astro-ph.HE
Characterisation of H$β$ spectra from EXO 051910+3737.7 X-rays binaries
本文利用TNT/MRES七晚光谱观测研究Be/X射线双星EXO 051910+3737.7，通过双高斯拟合Hα与Hβ双峰及V/R变化，揭示星周盘不对称和快速波动，并测得Hβ发射包层平均半径为2.585r*。
2025-01-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Magnetic Interactions in White Dwarf Binaries as Mechanism for Long-Period Radio Transients
本文提出白矮星与红矮星双星系统中的单极感应磁相互作用模型，结合相对论性电子回旋脉泽辐射机制，解释长周期射电暂现源（如ILT J1101 + 5521）的射电辐射特性，并预测了X射线和γ射线辐射。
2025-01-31 astro-ph.HE
X-rays from Green Pea Analogs
利用{ \emph{Chandra X-ray Observatory} }获得了两个与绿豆星系性质相似的贫金属发光致密星系（SHOC~486和SDSS J084220.94+115000.2）的X射线观测结果。绿豌豆星系是相对较小、紧凑（几千秒差距）的星系，它们的绿色来自于强烈的[OIII] $λ$ 5007 γ辐射，这是强烈的近期恒星形成的指示。这两个星系被预测有最高的观测计数率，使用X射线光度-恒星形成率（$L_X$ -SFR）关系的X射线双星，从一个统计上完整的样本从光学标准。我们确定了这两个星系的X射线光度相对于恒星形成率和金属丰度。两者都没有表现出任何活动星系核的证据，我们怀疑X射线发射来自未解决的人口高质量的X射线双星。我们讨论了恒星形成星系的$L_X$ -SFR-金属丰度平面，并表明这两个LCG与这种关系的预言是一致的。这是首次在X射线中检测到豌豆类似物。
2017-05-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Quiescent black hole X-ray binaries as multi-messenger sources
本文以A0620-00的喷流动力学为基准，研究银河系中大量宁静态黑洞X射线双星对弥散辐射的贡献，并评估未来多信使探测前景。
2024-07-29 astro-ph.HE
X-Ray Luminous Binaries, Metallicity, and the Early Universe
高质量X射线双星（HMXB）可能对早期宇宙中星系际介质的加热产生了重大影响。研究附近的低金属丰度星系中的HMXB可以帮助我们了解早期的HMXB。HMXB种群的总光度主要由高光度的源决定。这些来源表现出X射线光谱，显示曲率超过2千电子伏，这可能是真实的高红移的HMXB人口。光谱曲率以减弱对从软X射线背景获得的早期HMXB的X射线发射的约束的方式改变了对来自HMXB的X射线的K校正。应用于恒星形成星系的深X射线调查，修改后的K-校正表明，在中等红移，z=3-5的X射线光度与恒星形成率的比率适度增加，并与高红移，z=6-7的大增强相一致。
2014-02-06 astro-ph.HE
On the possibility of sub-TeV Gamma-ray emission from Cyg X-3
紧凑X射线双星系统Cyg X-3最近被AGILE和{ \it Fermi}卫星发现为GeV γ射线源。它在GeV伽马射线中的发射特征与其他在TeV伽马射线中也观察到的伽马射线双星（LS 5039和LSI +61 303）相似。现在的问题是，天鹅座X-3是否也能被切伦科夫望远镜在TeV伽马射线中探测到。在这里，我们详细讨论了这个问题的基础上，各向异性逆康普顿（IC）的e-p对级联模型成功地应用于TeV的伽玛射线双星。我们计算的伽玛射线光变曲线和伽玛射线光谱预期的级联过程中发生的天鹅座X-3的二元系统。结果表明，在相对论电子注入源的轨道参数合理的情况下，GeV能区的γ射线光变曲线与Fermi观测到的γ射线光变曲线是一致的。此外，我们表明，在这样一个模型中，亚TeV的伽马射线发射（100 GeV以上）预计将低于目前切伦科夫望远镜的灵敏度，假设电子在天鹅座X-3 TeV的能量加速。下一阶段切伦科夫望远镜（MAGIC II，HESS II）的能量阈值应该在20-30 GeV范围内，以便有机会探测到来自天鹅座X-3的信号。否则，要探测到能量在几十GeV以上的伽马射线，需要一台灵敏度为蟹状单位的0.1%的望远镜。我们的结论是，地面望远镜对天鹅座X-3的亚TeV伽马射线的探测可能要等待切伦科夫望远镜阵列（CTA）的建设。
2010-03-23 astro-ph.HE
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
Secondary emission behind the radio outflows in gamma-ray binaries?
在银河系中探测到了几个由一颗大质量恒星和一个致密天体组成的双星系统，能量超过100 GeV。在大多数这些源中，伽马射线显示出与轨道运动相关的调制，这意味着发射器不应该离明亮的主星太远。这意味着伽马射线的吸收将是不可忽略的，大量的次级电子-正电子对将在恒星周围产生。在这项工作中，我们表明，从这些对无线电发射应占解释的无线电频谱时，变化，和形态发现的伽马射线双星。次级射电辐射的相关特征是相对较硬的频谱、射电峰值中心的轨道运动以及遵循螺旋状轨迹的扩展射电结构。星风自由-自由吸收的影响不容忽视。
2010-03-05 astro-ph.HE
Binary coalescences as sources of Ultra-High Energy Cosmic Rays
本文提出黑洞在强磁场中可使视界附近带电粒子碰撞达到超高能并逃逸，论证双星并合可能成为UHECRs高效来源，并可结合GW观测约束NS/BH参数。
2024-01-29 astro-ph.HE gr-qc
Reflecting on Accretion in Neutron Star Low-Mass X-ray Binaries
本文是中子星低质量X射线双星反射建模领域的短篇综述，既介绍了获2023年AAS牛顿·莱西·皮尔斯奖的相关研究，也为该子领域新研究者提供了关键参考信息。
2024-01-28 astro-ph.HE
