Observational signatures of warped accretion flows in tidal disruption events
School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study(高等研究院自然科学学院);Department of Astrophysical Sciences, Princeton University(普林斯顿大学天体物理科学系)
本文分析潮汐瓦解事件中吸积流翘曲的三种观测特征(红化光学色、延迟X射线上升、X射线耀发回响),并提出初步观测证据,认为其可提供强引力效应的最清晰天文信号。
2026-09-25 astro-ph.HE
Modeling the precession of the warped inner accretion disk in the pulsars LMC X-4 and SMC X-1 with NuSTAR and XMM-Newton
利用宽波段X射线研究了超轨道周期对中子星X射线双星LMC X-4和SMC X-1的X射线谱和脉冲轮廓的影响。这两个源显示出几十天量级的周期性或准周期性光度变化,这被认为是超轨道的,并归因于扭曲的旋进吸积盘。使用联合NuSTAR和XMM-牛顿观测,跨越一个完整的超轨道周期,我们研究了这些来源的宽带光谱,并发现形状被很好地描述了一个软黑体组件的吸收功率定律。光谱形状和脉冲轮廓形状的变化是周期性的超轨道周期,从旋进盘预期。我们进行X射线断层扫描使用的脉冲轮廓的变化来模拟内部吸积盘的几何形状和运动学。我们简单的光束和内盘几何模型表明,软脉冲的形状和相位的长期变化是一致的再处理发射从一个旋进内盘。
2019-12-13 astro-ph.HE
Galactic-scale Feeding Reveals Warped Hypermagnetized Multiphase Circumbinary Accretion Around Supermassive Black Hole Binaries
本研究通过星系尺度物质补给的模拟,揭示了超大质量黑洞双星周围超磁化、多相、偏心扭曲的环双星吸积盘及双极磁塔状外流,深化了对双星演化真实吸积条件的理解。
2025-04-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Thermal Spectra of Warped and Broken Accretion Disks
本研究解析计算了翘曲和破裂吸积盘的热谱,发现倾斜盘光谱偏离多色黑体,低频幂律指数随视角变化,表明软态黑洞吸积盘可能在更大半径处翘曲或破裂。
2025-01-24 astro-ph.HE
Nozzle Shocks, Disk Tearing and Streamers Drive Rapid Accretion in 3D GRMHD Simulations of Warped Thin Disks
本文通过三维GRMHD模拟高度倾斜的翘曲薄吸积盘,发现喷嘴激波、盘撕裂和低角动量流束等新型耗散机制可显著加速黑洞吸积,远超标准α黏滞模型预期,并可能解释活动星系核的极端光变。
2024-05-06 astro-ph.HE
Evolution of Warped Accretion Disks in Active Galactic Nuclei. I. Roles of Feeding at the Outer Boundaries
在两种不同的外边界馈电框架下,研究了旋转黑洞与其周围翘曲的吸积盘的排列过程。我们考虑(1)固定流,其中气体以一个优选的角动量连续地供给,和(2)自由流,其中没有气体供给,圆盘在它们的外边缘自由扩散。正如预期的那样,我们发现,对于固定流量的情况下,黑洞磁盘系统总是最终对齐的时间尺度上的几个1 e6年,无论初始倾角。当初始倾角大于π/2时,黑洞吸积由逆行向逆行过渡,且两阶段吸积到黑洞上的质量相当。另一方面,对于自由流的情况,对准和反对准都可能发生,这取决于初始倾角和盘的角动量与黑洞的角动量之比。在这种情况下,在爱丁顿极限下,黑洞的吸积将在1 e6年的时间尺度内消耗掉这些盘。我们建议,有一个密切的联系之间的黑洞自旋和生命周期的喂养持续,这决定了可观察的活动星系核的生命周期。我们的结论是,仔细列入磁盘喂养的外边界是至关重要的模拟黑洞自旋的演变。
2013-01-29 astro-ph.HE
Accretion disc viscosity: what do warped discs tell us?
标准的平面吸积盘通过耗散机制运行,通常被认为是湍流,并且通常被建模为粘性。这起到从径向剪切中获取能量的作用,使得质量和角动量能够在径向方向上流动。在以前的论文中,我们讨论了这种粘度的大小的观测证据,并指出这些值和数值模拟中获得的值之间的差异。在本文中,我们讨论的耗散效应的大小,在非平面盘,既转移和消除非平面性的观察证据。根据Ogilvie(1999)的模型,假设小尺度、各向同性的粘性,给出了完全电离盘的排列时间尺度,与观测相比,这显然太短了几倍,尽管我们强调需要更详细的计算以及更严格的观测约束来验证这一结论。对于具有低温和电导率的盘,我们发现基于各向同性粘度的盘对准的时间尺度太短了大约两个数量级。这个巨大的差异表明,我们的理解在静态光盘的粘度目前是不够的。
2013-02-26 astro-ph.HE
A local model of warped magnetised accretion discs
我们推导出表达式的局部理想磁流体动力学(MHD)方程的翘曲天体物理盘使用翘曲剪切盒形式主义。这些方程的扰动扩展到一阶的翘曲振幅导致的线性理论的磁化翘曲光盘的内部局部结构的MRI湍流的情况下。在一个特殊的情况下,外部磁场定向垂直于磁盘表面,这些方程求解半解析通过频谱方法。低粘度开普勒流体动力学翘曲盘的相对快速的翘曲传播被磁场的存在所减弱。磁张力增加了行星振荡的刚度,使固有频率与轨道频率失谐,从而消除了流体动力学翘曲盘的特征性行星模式的共振力。在一个单一的流体动力学共振相反,我们发现了一系列的Alfvénic-epicyclic模式,这可能是共振强迫的翘曲几何在临界值的轨道剪切率$q$和磁场强度。在这些临界点处产生大的内转矩,并且发生异常快速的翘曲传播。由于我们的治疗省略了MRI湍流,这些结果最适用于强磁化椎间盘。
2018-03-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
Thermal X-ray iron line emission from the advection dominated accretion flow in the galactic binary GX 339-4
利用平流主导吸积流(ADAF)模型,研究了银河系X射线双星GX 339-4在关闭状态下的热X射线铁谱线辐射。采用不同的模型参数,包括粘性参数$α$、ADAF外半径处的质量吸积率$\dot{m}_{\rm out}$和外流强度参数$p$,计算了类氢和类氦热铁谱线的等效宽度.我们的计算表明,从纯ADAF发射的热铁线的等效宽度,即,假设吸积流中的吸积气体具有太阳金属丰度,则没有流出的ADAF应该非常小。预计强热铁线将从ADAF发出,流出量相对较强。{For通过合理选择参数,类氦和类氢热铁谱线的总等效宽度达到$\gtrsim 500$ eV。在关态下观测到的GX 339-4强热X射线谱线可能为该源的吸积模式提供线索,并为GX 339-4中黑洞周围吸积流中存在外流/风提供证据。发现$\dot{m}_{\rm out}$和$p$的值是简并的,即,观察到的X射线连续谱可以用不同组的参数$\dot{m}_{\rm out}$和$p$相当好地再现。当热X射线线发射数据可用时,可以打破这种{简并性}。我们还将我们的结果与以前的类似工作进行了比较。
2011-01-03 astro-ph.HE
X-ray spectropolarimetric signature of a warped disk around a stellar-mass black hole
X射线双星中的黑洞通常被认为是垂直于吸积盘的平面旋转,而平行于双星的轨道平面。虽然巴丁-彼得森效应迫使吸积盘的内部与旋转黑洞的赤道面对齐,但吸积盘可能会弯曲,使得外部的倾斜角与内部的倾斜角不同。在本文中,我们确定了一个可能的观测签名的翘曲吸积盘的偏振度的光谱的连续。这样的签名将提供存在翘曲盘的直接证据,并且可能甚至是翘曲半径的测量,这反过来可以用于推断盘的粘度参数。
2016-04-21 astro-ph.HE gr-qc
Large optical modulations during 2018 outburst of MAXI J1820+070 reveal evolution of warped accretion disc through X-ray state change
2018年3月发现的黑洞X射线瞬态MAXI J1820+07(=ASSASN-18 ey)是有史以来最亮的光学之一,这导致获得了非常详细的光学爆发光变曲线。我们在这里将它们与X射线和射电光变曲线结合起来,以显示源所经历的主要几何变化。我们提出了一个详细的时间分析,揭示了显着的高振幅(>0.5等)调制的存在下,从超级驼峰(16.87小时)的周期演变到假定的轨道(16.45小时)周期。这些调制出现在爆发开始后约87天,并遵循斯威夫特/BAT硬X射线光曲线,在射电耀斑和喷流喷射前4天达到峰值,此时源经历了快速的硬到软的状态转变。然后,光调制移动到更接近轨道周期,在软态期间,光曲线峰值在轨道相位中从~0.8缓慢漂移到~0.3。我们建议,前所未有的大幅度调制需要在光盘翘曲,以提供足够大的辐射面积,并为翘曲辐射驱动。它的突然开启意味着内部盘几何形状的改变,其将硬X射线发射部件升高到其可以照射翘曲的外部盘区域的高度。
2021-10-15 astro-ph.HE
Iron Line Tomography of General Relativistic Hydrodynamic Accretion around Kerr Black Holes
本文研究了强引力下X射线回波辐射黑洞吸积铁的相对论展宽谱的时间响应。本文从广义相对论流体力学的角度,数值计算了定常、轴对称克尔几何条件下吸积气体的物理条件。随着一个点状的X射线耀斑的发作,一个短的有限的持续时间就在吸积表面,气体被假定为电离,产生中性铁荧光线。利用完全相对论性的射线追踪方法,对\sw和Kerr黑洞周围不同的源组态,追踪了X射线照射引起的线光子响应随时间和能量的变化.我们的计算表明,吸积表面上的X射线回波清楚地印上了一个特征的时间变化的线光谱特征取决于这些参数。模拟线轮廓,旨在为未来的大收集面积的微热计任务,如{ \it雅典娜}/X-IFU的典型的射电安静的塞弗特星系,展示了国家的最先进的新观测可以区分不同的源参数,这样的X射线层析线混响。
2020-02-21 astro-ph.HE
Is superorbital modulation in SMC X-1 caused by absorption in warped precessing accretion disc?
本文利用10个朱雀星和6个NuSTAR星的观测数据,对SMC X-1在不同强度状态下的超轨道变化进行了宽带谱时分析。在所有的状态下的光谱可以被描述为一个吸收的幂律与高能量的截止和一个黑体组件以及铁的发射线。与其他超巨星HMXB相比,SMC X-1中的Fe K $α$线等效宽度较低-从高态的小于10 eV到低态的高达$\sim$ 270 eV。光谱形状依赖于通量,硬X射线光谱随着通量的增加而变陡。我们还报告了这16个超轨道状态的幂律分量的高度可变的归一化。除了两次观测外,这两种仪器的硬X射线中都检测到了脉动。脉冲轮廓是具有两个峰值的近正弦曲线,并且第二峰值的相对强度随着亮度的降低而降低。这些结果表明,SMC X-1的超轨道调制并不是由旋进翘曲吸积盘的吸收引起的,在不同的超轨道状态下,来自中子星的X射线存在着内在的变化.在三个亮态的\nustar ~~谱中,我们还注意到在$\sim$ 50 keV处的一条假定的回旋线,表明可能存在$\sim$ 4.2 $\times$ 10 $^{12}$ G的磁场.最后,与新的脉冲周期测量报告这里,SMC X-1的长期自旋上升的时间基础增加了13年,完整的脉冲周期的历史表明,在1995年左右的自旋上升趋势的突然变化。
2020-04-01 astro-ph.HE
Monitoring Observations of SMC X-1's Excursions (MOOSE) III: X-ray Spectroscopy of a Warped, Precessing Accretion Disc
本文利用 NICER 对 SMC X-1 超轨道偏移末段的 26 次观测进行 X 射线光谱分析,采用部分覆盖分数、黑体盘和幂律组合模型,发现部分覆盖分数随超轨道状态显著变化,揭示低/高态由吸积盘的极高遮蔽引起。
2024-10-22 astro-ph.HE
Warped accretion disks and quasars with episodic periodicity of long-term variations
针对类星体光学准周期性光变起源不明的问题,本文提出利用扭曲吸积盘模型中自由弯曲波导致的盘取向振荡来解释该现象。通过数值求解控制方程并模拟光变曲线,成功再现了阻尼振幅特征,并以具体类星体观测数据拟合验证了模型的合理性。
2024-12-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Iron Opacity Bump Changes the Stability and Structure of Accretion Disks in Active Galactic Nuclei
超大质量黑洞周围的吸积盘有一些区域,在这些区域中,Rosseland平均不透明度可以比电子散射不透明度大得多,这主要是由于铁中大量的束缚-束缚跃迁。利用三维辐射磁流体动力学模拟方法,在局域剪切盒近似下,研究了铁不透明度“凸起”对辐射压主导的吸积盘的热稳定性和垂直结构的影响.模拟自洽计算加热由于磁旋转不稳定性和辐射冷却所造成的MHD湍流使用辐射转移模块的基础上可变爱丁顿张量在雅典娜。对于一个$5\times 10^8$太阳质量的黑洞与$\sim 3\%$的爱丁顿光度,一个模型,包括铁不透明度凸块保持其结构超过$10$热时间,而没有显着的热失控的迹象。与此相反,如果只包括电子散射和自由-自由不透明度在标准薄磁盘模型,磁盘崩溃的热时间尺度。这种差异是由1)总光学厚度和温度之间的反相关性和2)增强的垂直平流能量传输的组合引起的。这些结果表明,铁不透明凸起可能对活动星系核吸积盘的稳定性和结构有很大的影响,并可能有助于活动星系核的性质对金属丰度的依赖。由于这种不透明度主要与流动的紫外线发射区有关,它可能有助于解释活动星系核所特有的观测和理论之间的差异。
2016-01-25 astro-ph.HE
SPH simulations of irradiation-driven warped accretion discs and the long periods in X-ray binaries
利用光滑粒子流体动力学(SPH)方法研究了辐射驱动的吸积盘翘曲。当盘被中心辐射源照射时,最初未翘曲的平面盘对辐射反应是不稳定的。圆盘会扭曲、倾斜,并以后退的方向缓慢进动;它的形状会随着罗氏势方向的变化而不断弯曲。我们模拟了十个系统:八个X射线二进制,一个激变变量(CV),和一个“通用”低质量X射线二进制(LMXB)。我们从观测中采用系统参数,并调整一个参数:我们的模型X射线光度($L_{*}$),以重现观测或推断的超轨道周期。毫无例外,在很宽的参数空间范围内,我们发现观测到的$L_{X}$和模型$L_{*}$之间有非常好的匹配。我们得出的结论是,辐射驱动的扭曲是X射线双星中长周期的潜在机制。我们的Her X-1模拟同时再现了观测到的$L_{X}$,“主”和“短高”X射线状态和轨道倾角。我们对SS 433的模拟给出了最大翘曲角$18.6^{\circ}$,这与射流跟踪的圆锥体很好地匹配,但这个角度仅在外盘中达到。在所有情况下,总光盘倾斜小于$\degrees{13}$,最大光盘翘曲小于或等于$\degrees{21}$。
2010-01-10 astro-ph.HE
Accretion disc viscosity: a limit on the anisotropy
对翘曲盘的观测可以深入了解吸积盘中角动量输运的性质。只有少数物体在长时间尺度上显示出强烈的周期性,但当这种周期性存在时,它通常被归因于吸积盘的岁差。X射线双星武仙座X-1/赫兹武仙座(Her X-1)是这种周期性的最好例子之一,自从它第一次被观察到以来,它就与盘旋进有关。通过使用目前最好的拟合模型,以她的X-1,它调用进动驱动的辐射翘曲,我把一个约束的有效粘度,在一个扭曲的磁盘。这些有效粘度几乎肯定是由于磁旋转不稳定性引起的湍流而产生的。这里推导出的约束条件与磁流体动力圆盘湍流性质的分析和数值研究一致,但与最近的一些全球模拟结果不一致。
2015-04-20 astro-ph.HE
The Problem of the High Iron Abundance in Accretion Disks around Black Holes
在大多数吸积黑洞系统中,通常从最内部区域观察到的大量X射线都伴随着反射光谱。后者是高能光子被吸积盘的光学厚材料再加工的特征。考虑到它们的丰度和荧光产率,铁K壳层线是X射线反射光谱中最突出的特征。由于多普勒效应和引力红移的影响,它们的谱线轮廓会被严重展宽和扭曲。因此,对反射光谱进行建模是测量黑洞自旋等物理量的最佳方法之一。目前,自旋估计的准确性受到质疑,因为数据拟合需要非常高的铁丰度:通常是太阳值的几倍。同时,对于这些黑洞系统如此富含铁,还没有提出合理的物理解释。对超太阳铁丰度最可能的解释是,由于原子数据的不足,在非常高的密度($>10^{18}$ cm $^{-3}$)模型不足。我们回顾了目前在许多黑洞系统中铁超日丰度的观测证据,并展示了最先进的反射模型中高密度的影响。我们还简要讨论了我们目前的努力,以产生新的原子数据的高密度等离子体,这是需要完善的光电离模型。
2018-05-02 astro-ph.HE
X-ray diagnostics of chemical composition of the accretion disk and donor star in ultra-compact X-ray binaries
超致密X射线双星中施主星的非太阳成分可能对它们光谱中出现的荧光线有显著的影响,这是由于吸积盘和白矮星表面对初级辐射的再处理。我们发现,最引人注目的和容易观察到的异常C/O丰度的后果,是显着的,超过一个数量级,铁的Ka线衰减。这是由氧屏蔽铁的存在引起的-在C/O占主导地位的材料中,E ~ 7 keV光子的主要相互作用过程是被氧吸收而不是被铁吸收,这与太阳组成的情况相反。在高质量吸积速率下氧的电离增加了这种行为的光度依赖性-铁线仅在低光度下被显著抑制,log(LX)小于37-37.5,并且应该在更高的光度下恢复其标称强度。另一方面,碳和氧的Ka线的EW的增加在相当适度的值处饱和。由于He的电离阈值较低,而且在吸积盘中,He大部分是电离的,因此He的屏蔽作用不太重要。因此,在富氦施主的情况下,铁线强度保持接近其标称值,由吸积盘中的铁丰度决定。这打开了约束的性质,在UCXB的X射线光谱与中等能量分辨率的手段,施主星的可能性。
2013-04-05 astro-ph.HE
Mass and spin coevolution during the alignment of a black hole in a warped accretion disc
本文研究了黑洞与未对准吸积盘的重磁相互作用,并在假设吸积盘的外部区域不断地被角动量固定的物质馈送的条件下,研究了黑洞自旋的进动和对准以及黑洞质量和自旋参数的演化.我们发展了一个基于绝热近似的迭代方案来研究BH-盘的协同演化:在这种方法中,吸积盘通过一系列准定态翘曲态(Bardeen-Petterson效应)与BH相互作用,直到BH自旋与外角动量方向对齐.对于与同向旋转盘对准的BH,质量的分数增加通常小于百分之几,而自旋模量可以增加高达百分之几十。最大旋转黑洞以爱丁顿速率吸积的时间尺度在10万年到100万年之间。由于克尔度规中的不对称性,与镜面同向旋转的情况相比,从最初反向旋转的盘对准BH盘往往更有效:反向旋转的物质在穿过最内部的稳定轨道时携带更大和相反的角动量,因此自旋模量下降得更快,相对倾角也更快。
2009-07-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Modulating Optical Depth of Photoelectric Absorption Edge with Pulse Phase in Accretion-Powered X-ray Pulsars
本文报道了在朱雀观测中首次发现的吸积X射线双星铁K边的脉冲相位调制光学深度。Vela X-1和GX 1+4的铁K边有明显的调制光学深度。在GX 301-2和OAO 1657-415中观察到类似趋势,但统计学显著性较差。当X射线连续谱变暗时,铁的K边出现最大光学深度,铁的电离态没有明显的脉冲相位变化。所揭示的光学深度随脉冲相位的变化可以解释为是由于被脉冲星的磁场线捕获的吸积物质,该吸积物质与中子星的自旋共同旋转,并负责光电吸收。基于上述解释,我们提出,在阿尔文半径内的吸积物质包含铁与Fe $_{\rm V\hspace{-0.1em}I-X\hspace{-0.1em}I}$的电离状态,粒子密度为$10^{17}$ cm $^{-3}$,并具有沿方位角方向平坦的形状,如吸积幕。
2019-06-25 astro-ph.HE
The consequence of jet interacting with a warped disc
洒水器在其螺纹连接螺母顶部的轴承上枢转。它是由一个弹簧臂驱动的,弹簧臂被水流推回,水流返回到“冲击”水流。因此,水流可以围绕固定轴线旋转。类似地,在我们的宇宙中,由相对论等离子体形成的流出物或喷流对应于洒水器的水流;倾斜的外吸积盘或环面中的重子起着“冲击臂”的作用。然后,与翘曲盘的内部对准的射流可以直接“接触”盘的外部区域。这种快轻子和慢重子的碰撞结果自动解释了活动星系核宽线区的主要特征。此外,它自然地提供了耗散吸积盘角动量的通道,这一直是吸积盘理论中的一个问题。
2012-10-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Disc tearing: implications for black hole accretion and AGN variability
黑洞周围的吸积盘为宇宙中一些最明亮的物体提供了动力。与黑洞自旋不一致的圆盘会随着时间的推移被兰斯-特林岁差所扭曲。最近的研究表明,强烈翘曲的盘可能变得不稳定,导致盘破裂成离散的环,产生更动态和可变的吸积流。在配套文件中,我们提出了这种不稳定性和由此产生的动力学的数值模拟。在本文中,我们讨论了吸积黑洞系统,特别是活动星系核(AGN)的可变性的动力学的影响。我们讨论的时间尺度上的变化可能会出现,和观察者的取向相对于黑洞自旋轴的影响。当光盘翘曲是不稳定的光盘的内边缘附近,我们发现准周期性行为的内盘,这可以解释最近观察到的准周期性喷发,例如,塞弗特2星系GSN 069和银河系的RX J1301.9+2747的核心。这些爆发被认为类似于在某些X射线双星(例如GRS 1915+105和IGR J17091-3624)中观察到的“心跳”模式。当不稳定性在圆盘的较大半径处表现出来时,我们发现中心吸积率可以在时间尺度上变化,这可能与例如,变貌活动星系核因此,我们认为,吸积黑洞系统的一些可变性可以解释的光盘被显着扭曲,导致光盘撕裂。
2021-01-14 astro-ph.HE
The Effects of Complex Accretion Disk Geometry on Broadened Iron K$α$ Lines
University of California, Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校);Stanford University(斯坦福大学);Kavli Institute for Particle Astrophysics & Cosmology (KIPAC), Stanford University(斯坦福大学卡弗里粒子天体物理与宇宙学研究所);The Ohio State University(俄亥俄州立大学)
通过广义相对论射线追踪模拟,研究吸积盘几何(如厚度、翘曲)对铁Kα线的影响,发现使用薄盘模型会低估黑洞自旋、日冕高度和倾角。
2026-06-08 astro-ph.HE
Black hole spin evolution in warped accretion discs
居住在星系核中的大质量黑洞(BH)只能用两个参数来描述,即质量和自旋,它们随着宇宙时间的变化而变化,以响应吸积和合并事件。虽然大多数数值模拟准确地跟踪BH质量,但很少考虑自旋演化。在这项工作中,我们实现并验证了一个自洽的亚网格模型的BH质量和自旋通过气体吸积的流体动力学代码GIZMO的演变。该模型假设,从解决尺度吸积不会瞬间发生,但介导的亚网格几何薄$α$盘。在半解析地验证我们的模型之后,我们在由环核盘组成的理想化环境中测试它,其中气体吸积到吸积盘上始终由GIZMO确定。在没有任何与吸积相关的反馈的情况下,自旋演化密切跟踪在半解析模型中观察到的,并取决于我们实现的自由参数,如初始BH自旋,吸积盘的角动量,以及气体流入循环的半径。在GIZMO中,我们还将我们的模型与同伴论文中提出的双锥流出模型相耦合,其中反馈轴总是与BH自旋对齐。在这最后一种情况下,中央BH的演变显着不同于以前的情况下,因为反馈过程修改的气体动力学和它的流入率从解决尺度。这种相互作用不能用简单的半解析模型来模拟,而应该用完整的N体流体动力学模拟来处理。
2022-04-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
Broken discs: warp propagation in accretion discs
我们模拟了旋转黑洞周围吸积盘的粘性演化。一般来说,任何这样的盘都是未对准的,并且由于透镜-瑟林效应而翘曲。与以往的研究不同,我们使用有效的粘度约束,以符合内部流体动力学的光盘。我们发现,非线性流体的影响,这减少了有效的翘曲区域的粘度,可以促进破碎的光盘成两个不同的平面。当Shakura & Sunyaev无量纲粘度参数α <~ 0.3且盘和孔之间的初始未对准角度>~ 45度时,会发生这种情况。断裂可以是长期存在的特征,在通常的对准时间尺度上在盘中向外传播,之后盘与孔完全共同对准或反向对准。在我们知道外吸积盘相对于视线倾斜的系统中,例如某些X射线双星:内盘,以及任何喷流,可能相对于轨道平面明显不对齐。
2012-01-05 astro-ph.HE
Generalised warped disk equations
吸积盘中翘曲的演化方式取决于粘性的大小。对于小粘度的$(α< H/R)$,翘曲以波浪状方式演变;对于大粘度的$H/R<α\ll 1$,翘曲以扩散方式演变。这里$α$是粘度参数,而$H/R$是盘纵横比。目前还没有一套简单的方程来描述这两种制度的演变。在本文中,我们描述了一个可能的解决方案,这个问题,并介绍了一组一维方程,描述了一个扭曲的磁盘,适用于在高和低粘度制度的任意倾斜,但小的翘曲的演变。
2019-02-28 astro-ph.HE
The lively accretion disk in NGC 2992. I. Transient iron K emission lines in the high flux state
我们报告了2019年5月在X射线中观测到的Seyfert 2星系NGC 2992的最亮通量水平之一。从2019年3月26日到2019年12月14日,Swift-XRT每隔几天对该源进行一次监测,并于2019年5月6日触发了同时进行的XMM-牛顿(250 k)和NuSTAR(120 k)观测。源的高计数率(其2-10 keV的通量范围在0.7和$1.0\times10^{-10}$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$之间)允许我们执行时间分辨光谱,探测来自中心黑洞的数十个引力半径的空间尺度。通过在主连续谱上建立一个过量发射图,我们发现了5.0-7.2 keV能带中的几种发射结构。从拟合的50 EPIC pn光谱切片的$\sim$ 5 ks的持续时间,我们解释它们作为一个恒定的窄铁K $α$线和三个可变的组成部分,铁K复合物。当考虑到吸积盘发射的自洽模型时(KYNrline),这些特征中的两个(在5.0-5.8 keV和6.8-7.2 keV波段)可以归因于吸积盘的一个耀斑区域,该区域位于距黑洞${r_{in}}\simeq15$-40 r $_{g\rm }$处。第三个(6.5-6.8 keV)可能在更大的半径($r_{in}>50$ r $_{g\rm }$)产生。的内半径和方位角的扩展检索从coadded光谱的耀斑状态是${ r_{in}}=15\pm3$ r $_…
2020-06-09 astro-ph.HE
A tilted and warped inner accretion disc around a spinning black hole: an analytical solution
黑洞周围的内部吸积盘提供了一个罕见的,自然的探针,以了解强引力制度的基本物理。这种圆盘相对于黑洞自旋赤道的可能倾斜是很重要的。这是因为这样的倾斜会影响观测到的通过透镜-瑟林进动的圆盘X射线发射的光谱和定时特性,这可以用来测试关于强引力的理论预测。在这里,我们解析地求解了Scheurer和Feiler(1996)的稳定的、翘曲的吸积盘方程,并找到了盘倾角的径向分布的表达式。在我们的精确解中,考虑一个围绕缓慢旋转的黑洞的圆盘,我们包括了圆盘的内部,这在这个形式主义中是没有做过的。这样的解决方案是及时的,因为最近从吸积黑洞H1743-322的X射线光谱和时间特征中推断出倾斜的内部圆盘。我们的倾斜角径向轮廓表达式包括观测可测量的参数,如黑洞质量和Kerr参数,以及盘内边缘倾斜角$W_{\rm in}$,因此可以是理想的面对观测。我们的解决方案表明,在$10-100$引力半径的光盘倾斜角是一个显着的分数盘外缘倾斜角,即使是$W_{\rm in} = 0$。此外,倾斜角径向轮廓有驼峰在$\sim 10-1000$引力半径的一些参数值,这应该有所观察到的X射线功能的影响。
2017-05-04 astro-ph.HE gr-qc
Tracking the Iron K$α$ line and the Ultra Fast Outflow in NGC 2992 at different accretion states
塞弗特2星系NGC 2992在2010年被XMM-牛顿观测了8次,然后在2013年再次被观测,而在2015年,它同时被雨燕和NuSTAR观测到。XMM-牛顿总是捕捉到处于微弱状态的源(2-10 keV通量范围从0.3到1.6 $\times10^{-11}$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$),但NuSTAR显示2-10 keV通量增加到6 $\times10^{-11}$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$。我们发现了在这种通量状态下具有速度$v_1=0.21\pm0.01c$(在约99%置信水平下检测到)的超快速流出的可能证据。在NGC 2992中的UFO是一致的,只有在吸积率大于爱丁顿光度的2%时,才能在几十个引力半径处被喷射出来。对低通量2010/2013 XMM数据的分析使我们能够确定该物体中的铁K $α$发射线复合体可能是三个不同成分的总和:一个恒定的,窄的,由于来自冷的,遥远的物质的反射(可能是分子环面);一个窄的,但可变的,在明亮的观测中更强烈,一个宽的相对论性的,在吸积盘的最里面的区域发射,这一现象仅在2003年XMM观测中被发现。
2018-05-30 astro-ph.HE
Broad iron emission lines in Seyfert Galaxies - re-condensation of gas onto an inner disk below the ADAF
最近用Chandra、XMM-Newton和Suzaku对Seyfert 1活动星系核进行的观测显示出宽的铁K_α发射线,有些相对论性地模糊了。对于银河系黑洞的X射线双星XMM-牛顿光谱在硬态也揭示了相对论铁发射线和热分量的存在下,解释为一个弱的内部冷吸积盘热日冕下的指示。这些热成分被发现后,从软到硬的光谱状态的过渡,可以理解为持续的气体从对流为主的流(ADAF)到磁盘上的再冷凝。鉴于恒星质量和超大质量黑洞周围吸积流的相似性,我们讨论了Seyfert 1活动星系核中的宽铁发射线是否可以理解为来自类似的吸积流几何。在Miller(2007)和Nandra et al.(2007)的样本中,我们推导了具有强线的Seyfert星系的Eddington标度吸积率。在评估中,我们使用了观测到的X射线光度,热辐射校正和文献中的黑洞质量,大多数值来自Fabian和Vasudevan(2009)。超过一半的来源得出的速率小于爱丁顿速率的0.1。对于塞弗特1活动星系核中10^7到10^8个太阳质量的黑洞来说,这个极限相当于每年0.01到0.2个太阳质量。我们的研究表明,对于相当多的Seyfert活动星系核在硬谱态铁的发射线可以产生于一个内部弱盘周围的ADAF的再凝聚模型预测。一些具有较高吸积率的剩余源可能处于与LMXB的“非常高”状态相当的光谱状态。(节略)
2011-01-25 astro-ph.HE
Broadband X-ray emission and the reality of the broad iron line from the Neutron Star - White Dwarf X-ray binary 4U 1820-30
中子星X射线双星的宽相对论铁谱线是研究内吸积盘的重要探针。X射线的反射特征会因为强磁场或极低的铁丰度而减弱,这在X射线双星中是可能的,它们有低质量的第一代恒星作为伴星。本文研究了早期在中子星低质量X射线双星4U~1820- 30中发现的宽铁谱线的真实性。我们使用\suzaku{}和同时观测的\nustar{} \& \swift{}对环礁源进行了全面、系统的宽带光谱研究。我们使用了不同的连续模型,包括吸积盘发射,热黑体和热康普顿化的磁盘或黑体光子。\suzaku{}数据在铁K带区域有正残差和负残差。这些特征通过在$7.67\pm0.14\kev$和$6.93\pm0.07\kev$处的两个吸收边或部分覆盖光电离吸收或通过模糊反射来很好地描述。虽然同时的\swift{}和\nustar{}数据没有清楚地揭示发射或吸收特征,但数据与吸收或发射特征的存在一致。因此,基于吸收的模型提供了宽铁线或反射模型的替代方案。吸收特征可能出现在来自内部吸积盘的风中。宽带光谱似乎不利于连续模型,其中从中子星表面的黑体发射提供了种子光子的热康普顿。我们的研究结果表明,从薄吸积盘($kT_{disk} \sim 1\kev$),康普顿化的磁盘光子在边界层中最有可能覆盖了大部分的中子星表面和吸积盘的最里面的部分,和黑体发射($kT_{bb} \sim 2\kev$)从极地地区的排放。
2016-06-16 astro-ph.HE
Wobbling and precessing jets from warped disks in binary systems
我们提出了有史以来第一个三维(3D)磁流体动力学(MHD)模拟的吸积-喷射结构的结果。我们调查的3D进化的喷气机对称发射的单星,但也从翘曲盘在二进制系统的喷气机。我们已经应用了各种模型设置,并通过模拟一个稳定的和双极对称的三维结构,从一个单一的星盘喷射系统进行测试。我们的参考模拟保持了良好的轴对称性,并且对于超过600次的内盘旋转也保持了双极对称性,这证实了我们的模型设置的质量。然后,我们实现了一个三维引力势(罗氏势),由于伴星和运行各种模拟不同的二元分离和质量比。这些模拟显示了典型的三维偏离轴对称,如洛希瓣外的射流倾斜或在吸积盘中形成的螺旋臂。为了找到旋进效应的指示,我们还运行了一个示例性的参数设置,基本上由仅$\simeq{200}$内盘半径的小二元分离控制。这个模拟显示出强烈的迹象表明,我们观察到的喷气发动机盘的摆动所造成的射流进动的发病。我们估计约5000动力学时间步长后,约4度的射流轴的横向运动所定义的进动锥的开口角。
2015-10-26 astro-ph.HE
X-ray Analysis and Photon-transport Simulations of SMC X-1: A Warped-disc Origin of the Superorbital Modulation
RIKEN Nishina Center(理化学研究所西村中心);Osaka University(大阪大学);The University of Tokyo(东京大学);Kagoshima University(鹿儿岛大学);Tokyo University of Science(东京科学大学)
SMC X-1的超轨道调制源于扭曲吸积盘对X射线的吸收,通过光子传输模拟验证了这一机制。
2026-01-20 astro-ph.HE
Ionization structure and Fe K$α$ energy for irradiated accretion disks
本文研究了X射线照射下吸积盘表面的径向电离结构。我们绘制预期的铁K $α$线能量作为爱丁顿比的函数和距离的发射物质从中心源,一个非旋转和最大旋转的黑洞。我们比较预测的磁盘线能量与{ \it钱德拉},{ \it XMM-牛顿}和{ \it朱雀}观测到的活动星系核的档案样本中测量的能量,并讨论线能量是否与混响研究推断的径向距离一致。我们还建议用快变铁K $α$线来估计吸积盘的粘性参数。在低爱丁顿比时,在线能量与爱丁顿比的平面上存在一个禁带,在那里吸积盘不能产生高度电离的铁K $α$线。如果在低爱丁顿比源中观察到这种发射,它要么来自高度电离的外流,要么是来自快速移动的中性物质的蓝移成分。
2011-02-16 astro-ph.HE
Local stability and global instability in iron-opaque disks
吸积盘的热稳定性和极限环行为的可能性很大程度上取决于盘等离子体的冷却能力。在热吸积盘等离子体中出现的与辐射-物质相互作用有关的各种过程对不透明度有贡献。对于几何薄和光学厚的吸积盘,我们可以估计函数κ的几个不同分量的影响,由Roseland平均给出。在高温的情况下,电子汤姆逊散射占主导地位。在较低的温度下,原子过程变得重要。斜率d log κ/d log T可以对盘产生局部稳定或不稳定的影响。虽然局部MHD模拟假设了原子过程的稳定作用,但只有全局含时模型才能给出全局盘稳定性范围的估计。这是由于该过程的全球扩散性质。在本文中,使用以前测试的GLADIS程序与修改处方的粘性耗散,我们检查的稳定效果的铁不透明凸块。
2017-06-25 astro-ph.HE
Neutrino-dominated accretion flows: second nucleosynthesis factory in core-collapse supernovae and regulation of iron markets in galaxies
宇宙金属被广泛认为是由超新星(SNe)和致密物体合并产生的。在这里,我们讨论的核心坍缩SNe(CCSNe)的中微子为主的吸积流(NDAF)与流出的核合成,并表明,从NDAF的流出可以有一个显着的贡献$^{56}$ Ni丰度在微弱的爆炸,如果祖星的质量约$25-50$ $M_\odot$。质量较小的祖星可以产生更多的$^{56}$镍比他们更大质量的同行在海王星外流核合成通道。因此,我们发现,总的(即,CCSNe和海王星外流)每个CCSN的$^{56}$ Ni质量仅微弱地依赖于祖星的质量。在金属丰度演化过程中,如果考虑NH3流出核合成产额和CCSNe的上限,$^{56}$ Fe(被$^{56}$ Ni衰变)质量与初始总气体质量的比值可增加$\sim$ 1.95倍.我们的研究结果可能对太阳邻域、星系和活动星系核的化学演化具有重要意义。
2021-07-12 astro-ph.HE
Disk emission and atmospheric absorption lines in black hole candidate 4U 1630-472
我们重新分析了处于高/软状态的黑洞候选者4U 1630-472的SUZAKU数据。结果表明,具有铁吸收线的4U 1630-472的连续X射线谱可以用来自吸积盘大气的谱满意地模拟。起源于热吸积盘大气的高度电离铁的吸收线可以作为对通常支持这类源的风模型的替代或补充解释。我们使用一个单一的模型模型的连续谱和线光谱。高度电离铁的吸收线可以起源于由于盘的高温而本质上是热的盘大气的上部。用自然、热和压力加宽计算的铁谱线轮廓与观测结果非常吻合。结果表明,吸积盘大气能有效地产生4U 1630-472谱中的铁吸收线。在吸积盘大气中产生的吸收线是观测到的谱线轮廓的重要组成部分,即使还有其他机制对吸收特征负责。然而,当连续体和线作为单独的模型分量进行拟合时,风理论可能是拟合过程的一个伪像。
2013-12-03 astro-ph.HE
Quasi-periodic eruption spectral-timing: EMRIs crossing warped accretion disks
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Institute for Advanced Study(高等研究院);Princeton University(普林斯顿大学);Harvard University(哈佛大学);New York University(纽约大学)
本文提出联合光谱-时变框架,同时拟合QPE时变与宁静光谱,应用于GSN 069和eRO-QPE2,支持EMRI模型,但数据稀疏存在多解,需密集观测。
2026-10-08 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Iron-line and continuum variations in the XMM-Newton and Suzaku spectra of the neutron-star low-mass X-ray binary 4U 1636-53
我们使用了6个同步的XMM-牛顿和罗西X射线定时探测器加上5个朱雀观测,研究了中子星低质量X射线双星4U 1636-53的连续谱和铁发射线。我们建模的光谱与两个热组件(代表吸积盘和边界层),Comptonised组件(代表一个热电晕),以及高斯或相对论线组件,以模拟铁发射线在约6.5千电子伏。对于相对论性线分量,我们使用了盘线,laor或kyrline模型,后者适用于三个不同的自旋参数值。连续体的拟合结果与标准截断圆盘的情况一致。我们还发现,磁通量和等效宽度的铁线先增加,然后减少的康普顿分量的磁通量的增加。这可以通过吸积盘电离状态的变化来解释,其中该线是由反射产生的,或者如果该分量产生的高度随着质量吸积率而变化,则可以通过来自康普顿分量的发射的光弯曲来解释。
2014-02-11 astro-ph.HE
Radiation Transport Two-Temperature GRMHD Simulations of Warped Accretion Disks
研究通过首个辐射双温GRMHD模拟强倾斜黑洞吸积盘,揭示盘撕裂、进动、光度摆动、热稳定及喷嘴激波等特性。
2023-07-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Inferring the iron K emissivity profiles of accretion discs irradiated by extended coronae
本研究利用Monk代码计算延展冕照射下吸积盘的铁Kα发射率轮廓,明确照射与发射率轮廓的差异,指出其受黑洞自旋、冕几何及照射能谱共同影响,且自照射在黑洞X射线双星中作用更显著。
2024-07-11 astro-ph.HE
A relativistically smeared spectrum in the neutron star X-ray Binary 4U 1705-44: Looking at the inner accretion disc with X-ray spectroscopy
铁发射线在6.4-6.97 keV,确定与荧光Ka跃迁,是在X射线带中的最强的离散功能。因此,这是推断致密物体周围吸积盘最内部等离子体性质的最强大的探测器之一。在本文中,我们提出了一个最近的XMM观测的X射线爆发4U 1705-44,我们清楚地检测到相对论模糊的铁线在约6.7千电子伏,证明与高的统计意义,线的轮廓是扭曲的高速运动的吸积盘。正如预期的光盘反射模型,我们也发现了一个显着的吸收边约8.3千电子伏,这一功能似乎是模糊的,是兼容的生产在同一地区的铁线。由谱线轮廓,我们得到了高精度的内吸积盘的物理参数。这条谱线被认为是高电离铁Fe XXV的K α跃迁,内盘半径为Rin =(14 \pm 2)R_g(其中R_g是引力半径,GM/c^2),辐射率与盘半径的关系为r^{-2.27 \pm 0.08},相对于视线的倾角为i =(39 \pm 1)度。最后,XMM光谱显示了其他低能发射线的证据,这些发射线再次显得很宽,并且它们的轮廓与在产生铁线的同一区域产生的一致。
2009-07-09 astro-ph.HE
Relativistic iron lines in accretion disks: the contribution of higher order images in the strong deflection limit
在候选黑洞的光谱中观察到的相对论性铁谱线的形状带有吸积盘所在的强引力场的特征。这些线是由引力透镜产生的盘的所有图像的贡献的总和产生的,其中直接和一阶图像在很大程度上主导了整体形状。在这些线的建模中,光子紧紧缠绕在黑洞周围所产生的高阶图像往往被忽略,因为它们需要相当高的计算工作量。借助于强偏转极限,我们给出了这些高阶贡献对Schwarzschild黑洞铁线的最精确的半解析计算。我们表明,两个制度存在依赖于磁盘的倾斜度相对于视线。在此框架下还可以导出许多有用的解析公式。
2017-01-08 astro-ph.HE gr-qc
Broad K$α$ iron line from accretion disks around traversable wormholes
有人提出,星系中心的超大质量黑洞候选者可能是在早期宇宙中形成的虫洞,并将我们的宇宙与其他姐妹宇宙连接起来。相对论性K $α$铁线的剖面分析是目前探测这些天体周围时空几何的唯一可用方法。本文计算了某些虫洞时空中的K $α$铁线,并将计算结果与Kerr黑洞周围的铁线进行了比较。在非旋转或旋转非常慢的虫洞周围的吸积盘中产生的线与在具有中等或高自旋参数值的Kerr黑洞周围预期的线相对相似,并且当前的观测仍然与星系核中的超大质量黑洞候选者是这些物体的可能性勉强兼容。对于自旋参数为$a_* \gtrsim 0.02$的虫洞,相关的K $α$铁线与克尔黑洞周围产生的铁线完全不同,它们的存在可能已经被排除。
2013-04-08 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic Broadening of Iron Emission Lines in a Sample of AGN
我们提出了一个统一的X射线光谱分析的8个1型活动星系核(AGN),以前已经观察到相对论增宽铁发射线。利用XMM-牛顿欧洲光子成像相机(EPIC-pn)的数据,我们仔细模拟光谱连续,考虑复杂的固有吸收和发射。然后,我们着手模拟两个不同的吸积盘发射线代码,以及一个自洽的,电离的吸积盘光谱卷积从内盘的相对论涂抹在每个源的广泛的Fe K功能。比较结果,我们表明,相对论模糊的磁盘发射需要解释在大多数来源的光谱,即使当一个模型的光电离磁盘的全反射光谱。
2009-07-22 astro-ph.HE
Excitation of Trapped g-Mode Oscillations in Warped Disks around Black Holes
为了研究在X射线双星中观测到的高频准周期振荡的起源,Kato(2004)提出了变形盘中盘振荡的共振激发机制。在本文中,我们研究数值,他的配方,是否被困g-模式振荡的翘曲盘,其中的翘曲振幅随半径变化,可以激发这种机制。为了简单起见,我们采用牛顿流体动力学方程与相对论表达式的特征频率的磁盘。我们还假设吸积盘是等温的。我们发现,捕获的g模振荡的本征频率接近超循环频率的最大值的基本模式被激发。发现的中间振荡被隔离在谐振半径周围的一个狭窄的区域。在改变一些参数后,我们发现增长率随翘曲振幅或黑洞自旋参数的增大而增大,随声速的增大而减小。
2010-04-27 astro-ph.HE
Magnetised accretion discs in Kerr spacetimes
研究了外磁场对Kerr黑洞和裸奇点周围薄吸积盘的热谱和铁谱线轮廓的影响。我们的目标是提供一个工具,可以用来估计附近的一个紧凑的对象的磁场的存在,并探讨在这些特定的天体物理环境中的宇宙审查猜想。我们开发了一种数值方案,能够计算任意远处观察者所看到的旋转黑洞和裸奇点周围形成的磁化佩奇-索恩吸积盘的热谱。我们将两种不同的磁场配置:均匀和偶极,使用微扰计划之间的耦合常数的物质和磁场强度。在相同的假设下,我们得到了观察到的合成线的6.4千电子伏的荧光铁线。我们表明,外部磁场产生潜在的可观察到的修改上的热能光谱和荧光铁线的配置文件。裸奇点的热能谱比黑洞的热能谱更硬、更亮,而且峰值能量和截止能量都受到外部磁场的影响。此外,均匀磁场会使缓慢旋转黑洞的铁线轮廓发生更多变化,而偶极情况下,几乎极端的黑洞和裸奇点会发生更多变化。基于我们的计算,我们放弃了将天鹅座X-1中的原型黑洞候选者建模为裸奇点的可能性。我们的模型与观测数据的比较,可以用来探测宇宙审查猜想和估计的存在和全球的磁场周围的紧凑的对象通过拟合的X射线双星的热能谱和铁线轮廓。
2014-12-01 astro-ph.HE
K$α$ iron line profile from accretion disks around regular and singular exotic compact objects
星系核中超大质量黑洞候选者的性质可以通过分析X射线谱中观测到的K $α$铁谱线的轮廓来检验。在本文中,我们考虑的可能性,在这些对象的直接附近的时空可能被描述的爱因斯坦方程的某些非真空的精确解作为引力坍缩的终态。真空远离时空的部分由史瓦西度规描述,而内部的部分可能是规则的,或者在中心有一个裸奇点。在这类天体周围产生的铁线具有特定的特征,可以用来区分这类天体和克尔黑洞。特别是,他们的铁线不可能具有快速旋转的克尔黑洞周围的吸积盘所产生的线的特征性低能尾部。因此,我们可以得出结论,超大质量黑洞的候选者,其自旋参数已被估计为接近1假设的克尔背景不能是这类对象。
2013-09-10 astro-ph.HE gr-qc
Truncation of the Inner Accretion Disk around a Black Hole at Low Luminosity
大多数黑洞双星的X射线光度变化很大,主要是由质量吸积率的变化引起的。理解黑洞吸积和喷流产生的一个重要问题是吸积盘的内边缘是否以低吸积速率后退。内边缘(Rin)的位置可以用铁的发射线来测量,这些发射线是由于圆盘中铁的荧光而产生的,这些发射线表明Rin在高和中等亮度(接近爱丁顿光度的1%,Ledd)时非常接近黑洞。在这里,我们报告了朱雀和罗西X射线计时探测器(RXTE)对黑洞GX 339-4在硬态下的X射线观测,将铁线研究扩展到0.14% Ledd,并表明Rin比GX 339-4明亮时的值增加了27倍。Rin的精确值取决于内盘的倾角(i),我们推导出在i = 0度时Rin > 35 Rg和在i = 30度时Rin > 175 Rg的90%置信限。这提供了直接的证据,表明盘的内部部分并不存在于低光度,允许内部盘被平流或磁主导的吸积流所取代的可能性。
2009-11-11 astro-ph.HE
A Suzaku View of Accretion Powered X-ray Pulsar GX 1+4
本文介绍了朱雀星对吸积动力X射线脉冲星GX 1+4的观测结果。宽带连续谱的脉冲星被发现是更好地描述了一个简单的模型组成的黑体组件和指数截止幂律比以前使用的compTT连续模型。虽然脉冲轮廓在软X射线($<$ 10 keV)中有一个急剧的下降,相位分辨光谱证实,调光不是由于光电吸收的增加。相位切片光谱分析表明,除了浸渍阶段的存在下,超过10千电子伏的显着的光谱调制。在朱雀光谱中寻找回旋共振散射特征的存在产生了否定的结果。铁K壳层(K $_α$和K $_β$)发射线从近中性铁离子($<$ Fe III)中被清楚地检测到。在该源中首次检测到了来自几乎中性的Ni原子的显著的K $_α$发射线。我们估算了$\sim$的铁丰度为太阳值的80%,Ni/Fe丰度比约为太阳值的2倍。我们搜索了铁Ly $_α$发射线,发现通过包含该线在光谱拟合中有显著改善。
2017-10-16 astro-ph.HE
Iron lines in model disk spectra of galactic black hole binaries
我们提出了10 M $_\odot$黑洞周围吸积盘的角度依赖的宽带强度谱。在我们的计算中,假设圆盘是细长的,这意味着在计算圆盘的有效温度时考虑了径向平流。我们试图重建软态X射线双星的连续谱和线谱,即由多温度形状的盘分量主导。我们遵循如何铁线复杂依赖于外部照射,吸积率和黑洞自旋。计算了10种主要元素的全部辐射转移,包括康普顿散射、自由-自由跃迁和所有重要的束缚-自由跃迁。此外,我们在这里包括基本系列的类氦和类氢离子的铁线,和荧光K $_α$和K $_β$线从低电离铁。我们考虑两种情况:不旋转的黑洞和旋转的黑洞,几乎最大自旋a=0.98,并获得了从硬X射线到红外的五个吸积盘的光谱。在未辐照的圆片中,类氦铁和类氢铁的共振线主要出现在吸收区。这种盘光谱在整个能量范围内表现出边缘暗化。外照射使发射中出现铁共振线。此外,随圆盘有效温度的变化,圆盘发射谱中出现了荧光铁K $_α$和K $_β$线,所有模型的X射线反射连续谱都出现了边缘增亮。我们表明,恒星黑洞周围的盘本身是热的,足以产生强的铁吸收共振线。只有在热盘大气中,外部X射线的加热超过热过程时,才能观察到发射线。在X射线连续谱中,被照射过的圆盘通常在边缘上看起来更亮,而在正面上看起来更暗。
2010-11-09 astro-ph.HE
Discovery of a broad iron line in the black-hole candidate Swift J1753.5-0127, and the disk emission in the low/hard state revisited
我们分析了X射线双星和黑洞候选者斯威夫特J1753.5-0127的同时存档XMM-牛顿和RXTE观测。在以前对同一数据的分析中,在X射线光谱中发现了一个软热成分,并提出存在一个吸积盘,延伸到最里面的稳定圆形轨道附近。这与标准图相反,在标准图中,吸积盘在低/硬状态下在大半径处被截断。我们测试了一些光谱模型,我们发现,其中几个适合所观察到的光谱,而不需要一个软盘样组件。这一结果意味着,在低/硬态截断吸积盘的经典范例不能排除这些数据。我们进一步发现,在这些数据中的6和7千电子伏之间的宽铁发射线。从线轮廓的拟合中,我们发现了一个在~6-16个引力半径之间的内盘半径,实际上可以更大,高达~250个引力半径,这取决于用于拟合连续体和线的模型。我们讨论的背景下,完全或部分截断的吸积盘这些结果的影响。
2009-01-15 astro-ph.HE