Hercules X-1: variations of the cyclotron line energy with flux, with phase and with time
她的X-1是研究最深入的吸积X射线双星脉冲星（AXBPs）之一。这在很大程度上是因为它是一颗明亮而持久的X射线脉冲星，显示出最多种类的可观测现象，部分原因是由于观测双星的有利几何结构。她的X-1是双星X射线脉冲星，其中第一个回旋加速器线（或回旋共振散射特征- CRSF）在1975年被发现。从那时起，我们已经尽可能经常地使用覆盖高能X射线范围的X射线卫星来观测源和40 keV左右的CRSF。扩展的贡献来自罗西X射线定时探测器（RXTE），{INTEGRAL，朱雀和斯威夫特。最新的贡献是NuStar上的高能成像望远镜，其质量达到了新的水平。我们已经发现，CRSF是可变的流量，与相位（脉动和岁差相位）和时间。脉冲相位平均的CRSF质心能量Ecyc的历史演变，因为它的发现的特点是由一个初始值约35 keV，一个突然的跳跃向上超过~40$ keV之间的1990年和1994年和一个明显的长期衰减之后。然而，这种衰减大部分是由于人为因素造成的，即Ecyc和2007年发现的X射线光度Lx之间的相关性，相当于能量变化约7%，光度变化为2倍。然而，在自2007年以来的观测中，我们现在发现了一个统计上显著的趋势，即回旋加速器线能量的真实长期下降。此外，我们还讨论了最近的脉冲相位谱的结果和证据的怀疑变化Ecyc与相位的35 d岁差周期（这是观察到的X射线通量的调制和系统的变化，在形状的1.24 s脉冲轮廓…
2013-03-14 astro-ph.HE
Swift/BAT measurements of the cyclotron line energy decay in the accreting neutron star Her X-1: indication of an evolution of the magnetic field?
背景：磁场是中子星的重要组成部分。它支配着吸积的物理过程以及吸积星系中产生的高能辐射。研究回旋共振散射特性（CRSF），可以直接测量出X射线谱中的吸收线，从而可以直接测量出场强。目的：通过分析不同仪器的观测结果，最近发现CRSF的能量Ecyc在Her X-1中衰减，这是研究得最好的吸积恒星之一。我们提出了一个均匀的，几乎不间断的监测线能量与斯威夫特/BAT的分析。方法：我们分析了2005年至2014年Her X-1的存档Swift/BAT观测结果。这些数据用于测量几个月内平均的CRSF能量。结果：分析证实了线能量的长期衰减。下降趋势非常显著，并且与用定点观测测量的趋势一致：dEcyc/dt ~-0.3 keV/年。结论：Ecyc的衰变要么表明中子星极区磁场结构的局部演化，要么表明由于X射线发射区结构的长期变化而导致的谱线形成区的几何位移。观测到的衰变时间尺度-Ecyc/（dEcyc/dt）~ 100 yr很短，这表明将来可能会观察到谱线能量的趋势反转和/或跳跃。
2015-04-28 astro-ph.HE
Long-term evolution of cyclotron resonant scattering features in the accreting pulsar Vela X-1: A pulse-to-pulse approach
Université de Genève（日内瓦大学）；Sun Yat-Sen University（中山大学）；Central China Normal University（华中师范大学）
研究通过脉冲到脉冲分析，发现Vela X-1回旋共振散射特征的长期演化，首次确认谐波线能量衰减结束，并检测到2020-2023年间能量短暂上升，暗示磁力场或吸积几何变化。
2026-01-08 astro-ph.HE
Long-term evolutions of the cyclotron line energies in Her X-1, Vela X-1 and Cen X-3 as observed with Swift/BAT
我们研究了回旋加速器线的质心能量的长期演变-通常被称为回旋共振散射特征（CRSF）-在她的X-1，船帆座X-1和岑X-3，使用调查观测的突发警报望远镜（BAT）板载斯威夫特。从2004年Swift发射到2010年和2012年，Her X-1的基本CRSF能量和Vela X-1的第一谐波线能量分别显著下降，但在某个时间停止下降，之后质心能量相当稳定。与Her X-1和Vela X-1不同，Cen X-3的CRSF能量没有显示出长期的下降。据观察，至少在过去14年里没有变化。线能量的长期变化是研究恒星极区磁场结构的一种直接方法。我们的结果可能会刺激理论模型的发展，特别是关于吸积质量如何积累在吸积丘或磁场如何扭曲周围的极帽。
2019-01-22 astro-ph.HE hep-ph
Phase dependent view of Cyclotron lines from model accretion mounds on Neutron Stars
本文用相位相关的方法研究了X射线辐射中由于吸积物质的禁闭而引起的局部磁场畸变对热点辐射回旋谱的影响。本文用数值方法求解了中子星极冠物质轴对称静态MHD平衡的Grad-Shafranov方程。从我们的解决方案中，我们将从该地区发射的回旋光谱模型，使用一个简单的处方和整个土丘集成。通过堆积柱覆盖丘的辐射转移可能会显着修改的光谱相比，这里提出的。然而，我们忽略了这一点，在本文件中，以揭示直接归因于土堆本身的影响。我们进行了自旋相位相关的光谱分析，研究观察几何形状的影响。
2012-01-31 astro-ph.HE
The smooth cyclotron line in Her X-1 as seen with NuSTAR
她的X-1是最明亮和研究最好的X射线双星之一，在37 keV附近显示出回旋共振散射特征（CRSF）。这使得它成为核光谱望远镜阵列（NuSTAR）详细研究的理想目标，利用其出色的硬X射线光谱分辨率。我们观察了Her X-1三次，与朱雀合作，在其35天超轨道周期的高通量间隔之一。本文主要研究硬X射线谱的形状和演化。宽带光谱可以用具有高能截止的幂律、铁线和CRSF拟合。我们发现，CRSF有一个非常光滑和对称的形状，在所有的观察和在所有的脉冲相位。我们比较了高斯光学深度分布的线的残差与洛伦兹光学深度分布，并没有发现显着差异，强烈约束非常光滑的形状的线。尽管线能量随脉冲相位的变化很大，但我们发现它的光滑形状并不随相位的变化而变化。此外，我们的数据表明，连续体在三次观测之间只发生了微小的变化。这些变化可以用吸积盘的热日冕中不同数量的汤姆逊散射来解释。平均，亮度校正的CRSF能量低于过去的观测，并遵循长期下降。NuSTAR出色的数据质量提供了迄今为止对CRSF能量的最佳约束。
2013-09-20 astro-ph.HE
Cyclotron lines: from magnetic field strength estimators to geometry tracers in neutron stars
自Her X-1中发现第一条回旋加速器线以来整整四十年，与吸积中子星物理学研究相关的领域取得了显着的进展--回旋加速器线一直是这方面的主要火炬手，从作为唯一的直接估计者到这些系统中的磁场强度、吸积几何形状的示踪剂和发射束的指示剂。主要的活动集中在研究谐波分离，光度依赖性，脉冲相位依赖性和最近的线的形状和线能量的长期演变趋势。本文回顾了回旋加速线发现以来的重要研究成果，并对其意义进行了评述。重点放在脉冲相位分辨光谱和重要线索的联合定时和光谱研究在这种情况下可以提供，建立一个完整的图片物理吸积，因此在吸积中子星的X射线发射。
2017-09-21 astro-ph.HE
A reflection model for the cyclotron lines in the spectra of X-ray pulsars
在某些X射线谱中观察到的回旋共振散射特征表明，谱线能量随脉冲星亮度的变化而显著变化。在高光度下，这些变化通常与吸积柱的开始和生长有关，这被认为是观测到的发射和回旋加速器线的起源。然而，这种情况不可避免地意味着线形成区域内的磁场强度的大梯度，这使得观察到的线状特征的形成成为问题。此外，所观察到的回旋加速器线能量的变化比相应的光度变化所能预期的要小得多。我们认为，在这里，一个更现实的情况是，回旋线的形式时，由吸积柱发射的辐射是从中子星表面反射，在那里的磁场强度的梯度是显着较小。本文发展了反射模型，并应用它解释了观测到的明亮X射线脉冲星V0332 +53的回旋线能量在较宽光度范围内的变化。
2013-09-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Pulse phase and precession phase resolved spectroscopy of Her X-1: studying a representative Main-On with RXTE
我们进行了详细的脉冲相位分辨光谱吸积双星X射线脉冲星Her X-1的能量范围3.5-75 keV，并建立了脉冲相位轮廓的所有光谱参数。对于回旋加速线的质心、6.4keV铁谱线的光子指数和通量，我们研究了它们随35 d相位的变化。我们分析了2002年11月主星的RXTE观测。选择了四个不同的时间间隔，约1天的持续时间，以提供一个完整的Main-On的良好覆盖。间隔分别集中在35天阶段0.03，0.10，0.15和0.20。所有的光谱参数显示出强烈的调制脉冲相位。虽然回旋加速器线的质心能量大致遵循脉冲轮廓的形状，但光子指数和铁线强度都在X射线脉冲的峰值周围表现出明显的最小值。对于35 d相位的观测轮廓的变化，我们发现脉冲轮廓的形状有明显的演变（通量对脉冲相位），最大回旋加速器线能量的适度增加（在脉冲相位0.7附近发现），但是回旋加速器线能量的脉冲相位轮廓的形状、谱幂律指数或铁线强度没有显著的演变。作为脉冲相位的函数的光谱参数的变化提供了关于系统的重要信息：1。Fe线通量在最高连续通量附近的消失可能是吸积结构的中空圆锥几何形状的指示; ii.回旋加速器线能量分布对35 D相位的明显的非依赖性提供了一种新的可能性来测试中子星的自由进动模型，该模型被认为是脉冲分布中的系统变化的原因。
2013-01-15 astro-ph.HE
Evolution implications of neutron star magnetic fields: inferred from pulsars and cyclotron lines of HMXBs
中子星（NS）磁场（B场）的演化一直是一个重要的课题，但至今尚未定论。在这里，我们分析了NS B-场推断的回旋共振散射功能（CRSFs）的高质量X射线双星（HMXBs）和磁偶极子模型的自旋下降的双星。我们发现32个NSHMXB和28个有超新星遗迹的年轻超新星的B场都服从对数正态分布，平均值分别为3.4 × 10 ~（12）G和4.1 × 10 ~（12）G，统计检验进一步证实它们都来自同一个连续分布。这些结果表明，这两种方法对上述两组样品的NS B场测量是可靠的。此外，由于NS-HMXB经历了没有吸积的正常恒星的自旋下降阶段，然后通过吸积的自旋上升阶段，它们的年龄应该是百万年（Myrs）左右。我们的统计事实表明，NS-HMXB的B场在~ 0.1Myr的非吸积自旋下降阶段和吸积阶段几乎没有衰减。
2019-11-14 astro-ph.HE
Cyclotron lines in highly magnetized neutron stars
回旋谱线（英语：Cyclotron lines），又称回旋共振散射特征（英语：Cyclotron resonant scattering features，CRSF），是一种光谱特征，通常出现在含有高磁化中子星的天体的X射线光谱中，以吸收的形式出现，可以直接测量这些天体的磁场强度。回旋加速器的特征被认为是由于强磁场中的电子对光子的共振散射。本文的主要内容集中于在磁场为几个10 ~（12）高斯量级的吸积X射线双星（XRBP）中发现的电子回旋谱线。此外，可能的质子回旋线从单个中子星甚至更强的磁场进行了简要讨论。关于电子回旋线，我们提出了一个更新的XRBP列表，显示这样的吸收线的证据。第一条这样的谱线是在1976年对吸积脉冲双星武仙座X-1的气球观测中发现的，它被认为是对中子星磁场的第一次直接测量。截至今天（2018年年中），我们列出了36个XRBP，显示了一条或多条电子回旋吸收线的证据。有几个只测量了一次，必须加以确认（还有几个物体被列为候选物体）。除了对象的表，我们总结的证据的回旋加速器线的可变性作为各种参数的函数（特别是脉冲相位，光度和时间），并添加了不同的观察到的现象和相关的理论建模的尝试的讨论。我们还讨论了我们对高磁化中子星吸积的基本物理的理解。对于质子回旋加速器线，我们列出了七颗中子星的表格，并讨论了它们的性质和这些物体的物理性质。
2018-12-09 astro-ph.HE hep-ph
The Swift-BAT monitoring reveals a long term decay of the cyclotron line energy in Vela X-1
我们研究的回旋共振散射功能（CRSF）的高质量X射线双星船帆座X-1的行为，使用长期的硬X射线监测进行的突发警报望远镜（BAT）的斯威夫特。在11年BAT调查的基础上建立了高统计量、强度选择谱。虽然基本谱线没有显示出来，但在所有光谱中都可以清楚地检测到CRSF的二次谐波，其能量在$\sim 53$ keV和$\sim 58$ keV之间变化，与光度直接相关。我们进一步研究了CRSF在时间上的演变，通过研究沿着调查的四个33个月的时间间隔建立的强度选择光谱。对于第一次，我们发现在这个源的CRSF能量的长期变化：独立的源光度，CRSF二次谐波能量减少$\sim 0.36$千电子伏/年之间的第一和第三个时间间隔，对应于一个明显的衰减磁场的$\sim 3\times 10^{10}$ G/年。强度回旋能量模式是一致的第三和最后的时间间隔之间。对这种衰变的一种可能的解释可能是一个吸积丘的沉降，它产生极帽上极向磁场的扭曲或线形成区域的几何位移。船帆座X-1和海尔座X-1的每单位吸积质量的谱线移动速率与每单位面积的极帽上的吸积质量之间的对应关系似乎支持这一假设。
2016-08-23 astro-ph.HE
Cyclotron line formation by reflection on the surface of a magnetic neutron star
吸积到磁性中子星上的X射线谱通常表现出回旋共振散射特征（CRSF），有时还表现出更高次谐波。有两个地方可能形成CRSF：中子星的表面和吸积柱中的辐射激波。在这里，我们探讨第一种可能性：在辐射冲击产生的连续体的中子星表面的反射。有人提出，对于高光度源，随着光度的增加，辐射激波的高度增加，因此更大的极地地区被照亮，因此CRSF的能量减少，因为偶极子磁场从极地到赤道减少了两倍。本文用蒙特卡罗程序计算了入射谱为幂律谱时，磁中子星大气的反射谱。我们限制自己的回旋能量$\ll m_ec^2$和使用偏振相关的散射截面，允许偏振模式的变化。正如预期的那样，如果入射光子是笔形束，它在一个明确定义的磁场强度点击中中子星表面，在反射光谱中会产生一个突出的CRSF。然而，来自辐射冲击的入射束具有有限的宽度，因此对各种磁场强度进行采样。作为重叠的结果，反射光谱具有CRSF，其接近于在磁极处产生的CRSF，而与辐射冲击的高度无关。磁性中子星表面的反射不能解释在高光度X射线脉冲星V 0332+53中观测到的CRSF能量随光度的降低。
2021-08-17 astro-ph.HE
How the spin-phase variability of cyclotron lines shapes the pulsed fraction spectra: insights from 4U 1538-52
本研究通过分析4U 1538-52的NuSTAR数据，发现其脉冲分数谱在回旋共振能量处呈凸起而非凹陷，归因于相位依赖的谱线深度变化，并通过几何建模成功再现观测结果。
2025-06-19 astro-ph.HE
Properties of magneto-dipole X-ray lines in different radiation models
我们比较了回旋加速器的极化特性，以及在超相对论纵向和非相对论横向速度分量的螺旋线上的磁场中运动的电子的相对论偶极辐射。这些模型的适用性的情况下吸积到中子星进行了讨论。本文提出了用极化观测来区分某些X射线源的X射线谱中的回旋和相对论偶极起源的检验方法，其中以Her X-1最为著名。
2016-01-18 astro-ph.HE
Constant cyclotron line energy in Hercules X-1 -- Joint Insight-HXMT and NuSTAR observations
Her X-1中CRSF质心能量的长期演化仍然是一个谜。我们报告了2018年2月在{ \sl Insight}-HXMT和{ \sl NuSTAR}之间进行的活动的新测量结果。总体而言，这两颗卫星的时间和光谱特性表现出很好的一致性。联合频谱分析证实，先前观察到的长衰变阶段已经结束，而线能量，而不是保持恒定的通量校正后约37.5千电子伏。
2019-10-06 astro-ph.HE
Electron Cyclotron Maser Emission as the Driving Mechanism in Long-Period Radio Transients
Mathematical Sciences Institute, The Australian National University（澳大利亚国立大学数学科学学院）
本文提出电子旋磁辐射机制解释长周期无线电暂现源的窄 duty 周期和偏振特性，通过法拉第转换解释高线偏分数，并指出中子星吸积星际介质可提供所需功率。
2026-01-20 astro-ph.HE
Positive correlation between the cyclotron line energy and luminosity in sub-critical X-ray pulsars: Doppler effect in the accretion channel
在某些X射线谱中观测到的回旋共振散射特征表明，谱线质心能量随脉冲星光度的变化而发生显著变化。然而，对于所谓的临界光度以上的明亮光源，这些变化被认为与中子星表面上方的高吸积柱的出现有关，在低的亚临界光度下，变化的性质（但具有相反的符号）尚未得到广泛讨论。我们认为，当来自热点的辐射通过等离子体传播，以相对论性的速度落在中子星表面时，回旋线就形成了。回旋共振的位置由多普勒效应决定。谱中回旋线位置随光度的变化是由于辐射压力影响谱线形成区的速度分布而引起的。该模型具有以下特点：（i）谱线质心能量与亮度正相关，（ii）谱线宽度与亮度也正相关，（iii）回旋吸收谱线的位置和宽度随脉冲相位变化，（iv）谱线形状比普遍使用的洛伦兹或高斯分布更复杂，（iv）谱线宽度随脉冲相位变化，（iv）谱线宽度随脉冲相位变化，（iv）谱线宽度随脉冲相位变化。（v）相位分辨回旋线的质心能量和宽度分别与脉冲强度成负相关和正相关。所提出的理论的预测进行了比较，在X射线脉冲星GX 304 - 1的回旋加速器线参数的变化在很宽的范围内的亚临界光度所看到的INTEGRAL天文台。
2015-12-30 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Cyclotron line formation in the radiative shock of an accreting magnetized neutron star
针对磁化中子星回旋共振散射特征（CRSF）形成位置不明的问题，开发蒙特卡罗代码模拟辐射激波处的辐射转移，发现一阶费米加速可产生CRSF，且多普勒效应会使CRSF质心偏移，为准确测定磁场强度提供依据。
2024-02-12 astro-ph.HE
First characterization of Swift J1845.7-0037 with NuSTAR
硬X射线瞬变源Swift J1845.7-0037由Swift/BAT于2012年发现。然而，当时没有对放射源进行专门观察。2019年10月，该源再次活跃，Swift/XRT探测到周期约为199秒的X射线脉动。这引发了对NuSTAR的后续观察。在这里，我们使用NuSTAR和Swift/XRT的源属性的定时和光谱分析报告。主要目标是确认脉动和在源的宽带光谱中搜索可能的回旋加速器线，以探测其磁场。尽管探测到了周期为207.379（2）的非常显著的脉动，但在源的光谱中没有发现回旋线的证据。因此，我们讨论的磁场的强度的基础上的源通量和检测的过渡到“冷盘”吸积制度在2012年爆发。我们的结论是，最有可能的是，源是一个高度磁化的中子星与B 1 e 13 G在一个大的距离d~10 kpc。后者与NuSTAR能带中未检测到回旋加速器线一致。
2019-11-04 astro-ph.HE
