Foiling Black Hole Foils: Revealing Horizon Alternatives with Baryonic Atmospheres
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（珀蒂默理论物理研究所）
研究揭示无视界黑洞反面在恒星大气层中的观测暴露性，通过热辐射和红移分析，证明其在天体物理中的适用性。
2026-09-23 astro-ph.HE gr-qc
Polarisation properties of X-ray emission from accreting supermassive black holes
本文研究吸积黑洞X射线偏振特征，提出多个数值模型，涵盖辐射转移、广义相对论效应和再处理事件，并应用于解释IXPE任务最新发现。
2024-08-22 astro-ph.HE
The soft quiescent spectrum of the transiently accreting 11 Hz X-ray pulsar in the globular cluster Terzan 5
本文报道了最近在球状星团Terzan 5中发现的瞬时吸积11 Hz X射线脉冲星的静态X射线性质。利用两个Chandra观测资料，我们证明了这颗中子星低质量X射线双星的静态光谱是软的，可以拟合到一个温度为kT^inf~73 eV的中子星大气模型。幂律谱分量不是数据所必需的，并且对~ 9 E-14 erg/cm 2/s的总未吸收的0.5-10 keV通量的贡献最多为~20%。这样一个软的静态光谱是不寻常的中子星与相对较高的推断磁场和投下不同的光的硬光谱分量的解释，这往往是由于磁场的影响。对于5.5 kpc的距离，估计的静态热辐射光度为~ 6 E32 erg/s。如果热辐射被解释为中子星的冷却，那么观测到的光度要求系统至少静止了~100年。或者，增强的中微子发射可以将中子星冷却到观测到的静态光度。
2011-01-04 astro-ph.HE
Vacuum polarization alters the spectra of accreting X-ray pulsars
本文证明真空极化可显著改变吸积中子星极区的辐射，抑制连续谱和回旋线，并结合磁康普顿化产生复杂光谱形状，为吸积X射线脉冲星光谱中常见的额外宽高斯成分和双分量康普顿化需求提供了可能解释。
2023-05-02 astro-ph.HE
Basic parameters of the helium accreting X-ray bursting neutron star in 4U 1820-30
位于球状星团NGC 6624中的超紧凑低质量X射线双星4U 1820-30的轨道周期只有$\approx$ 11.4分钟，这可能意味着有一颗白矮星伴星。观测到的X射线爆发表明光球半径膨胀阶段，因此被认为达到爱丁顿光度，使我们能够估计质量和半径的中子星（NS）在这个二元。在这里，我们重新分析所有的罗西X射线定时探测器观测的系统，并确认几乎所有的爆发发生在硬持续状态的系统。这使我们能够使用最近开发的直接冷却尾部方法来估计NS质量和半径。然而，由于理论大气模型可以描述的冷却尾部阶段的持续时间非常短，大约一秒，因此对NS半径的约束不是很严格。假设一个纯氦NS大气，我们发现，NS半径是在10-12公里的范围内，如果NS的质量是低于1.7 $M_\odot$，和在一个更宽的范围内的8-12公里，为1.7-2.0 $M_\odot$ NS的质量。该方法还将到系统的距离约束为6.5 $\pm$ 0.5 kpc，这与到集群的距离一致。对于太阳组成大气，NS参数与普遍接受的可能NS质量和半径范围存在强烈矛盾。
2017-08-30 astro-ph.HE nucl-th
Spectrum formation in X-ray pulsars at very low mass accretion rate: Monte-Carlo approach
最近发现，X射线星体向低光度态（$L\lesssim10^{35}\,{\rm erg\,s^{-1}}$）的跃迁伴随着剧烈的光谱变化。这一特征可以定性地解释为电子碰撞激发到朗道上能级并被电子气进一步压缩，从而导致中子星大气中回旋光子的发射.预计后者将在大气层的薄顶层过热。在本文中，我们进行蒙特卡罗模拟的辐射转移在大气中的吸积中子星，而占的热分布的电子的偏振X射线光子的共振散射。在软X射线（$\lesssim 10\,{\rm keV}$）和回旋散射特征附近的光谱形状是强烈的偏振依赖性。数值模拟的结果与X射线脉冲星A0535 +262在低光度状态下的观测数据进行了检验。我们表明，脉冲星的光谱形状可以再现所提出的理论模型。讨论了这一发现在吸积中子星观测研究中的应用。
2021-03-17 astro-ph.HE
Radiative MHD Simulations of Photon Bubbles in Radiation-Supported Magnetized Atmospheres of Neutron Stars with Isotropic Thomson Scattering
在X射线源和脉动超铝X射线源中，磁化的、辐射压主导的中子星吸积柱的结构和动力学的一个主要不确定性是它们被认为是光子泡不稳定性的产物。我们提出的二维辐射相对论磁流体动力学模拟的非吸积，静态大气的研究假设各向同性汤姆逊散射在慢扩散制度，这是相关的中子星吸积柱的发展这种不稳定性的结果。光子气泡通常朝向较短波长生长得更快，直到在辐射粘度长度尺度处实现最大生长速率，该辐射粘度长度尺度通常相当小并且需要高数值分辨率来模拟。我们详细证实了我们的模拟结果和线性理论之间的一致性，并表明，非线性演化不可避免地导致大气的崩溃与高分辨率的模拟崩溃更快，由于存在较短的长度尺度的非线性结构。至少在具有水平周期性边界条件的静态大气中，这种分辨率依赖性可能使中子星吸积柱中光子泡不稳定性的非线性动力学模拟具有挑战性。这些困难是否会持续下去还有待观察，包括吸积流通过顶部和磁限制的水平边界，通过光子可以逃脱。我们的研究结果为今后的工作奠定了基础。
2021-10-06 astro-ph.HE
Constraints on physics of neutron stars from X-ray observations
我总结了中子星的物理学的一些限制所产生的X射线观测的表面的中子星，重点是使用模型的低磁场中子星大气解释其X射线光谱。我讨论的观测谱线，脉动配置文件，X射线爆发，半径测量瞬态吸积中子星在静止，地壳和核心冷却测量瞬态吸积中子星，冷却年轻的中子星。这些观测结果限制了中子星的质量和半径（以及内部成分和稠密物质状态方程）、核心的超流性和中微子发射率特性以及地壳的成分和超流状态。
2013-03-01 astro-ph.HE
The quiescent X-ray properties of the accreting millisecond X-ray pulsar and eclipsing binary Swift J1749.4-2807
雨燕J1749.4-2807是一颗瞬变中子星，包含一颗以518赫兹旋转的吸积毫秒X射线脉冲星。这是第一个显示X射线日食的同类产品，这对精确限制中子星的质量具有重要意义。我们报告了在Swift J1749.4-2807处于静止时进行的~105 ks长的XMM-牛顿观测。我们在0.5 ~ 10 keV的能量下探测到了这个源，其亮度为~ 1 E33（D/6.7 kpc）^2 erg/s。X射线光变曲线显示了三次日食，其轨道相位和持续时间与爆发期间获得的星历一致。与大多数静止的中子星不同，X射线光谱最好用简单的幂律来描述，而纯氢大气模型并不适合这些数据。我们对冷却的中子星的0.01-100 keV热光度设上限为<2 E33 erg/s，并将其温度限制为<0.1 keV（对于无穷远处的观测者）。时间分析没有发现X射线脉动的证据，这些脉动接近中子星的已知自旋频率或其第一次泛音，其分数均方根分别为<34%和<28%。我们讨论了动态质量测量，中子星的热状态和静态X射线发射的起源，我们的研究结果的影响。
2012-08-03 astro-ph.HE
The complications of learning from Super Soft Source X-ray spectra
超软X射线源（SSS）是由吸积白矮星表面的核燃烧提供能量的，它们的能量在0.1-1 keV左右（因此处于软X射线区），这取决于有效温度和星际中性氢N_H的含量。从观测到的SSS光谱推导物理参数的最现实的模型是模拟辐射传输过程的大气模型。然而，观察到的SSS高分辨率光栅光谱揭示了高度复杂的细节，这对从大气建模中获得独特结果的可行性产生了怀疑。在这篇文章中，我讨论了两个独立的大气模式分析相同的数据集，导致不同的结果。然后，我展示了一些使分析复杂化的细节，并得出结论，我们需要以不同的方式来解释高分辨率SSS光谱。我们需要更多地关注数据而不是模型，并使用更多的唯象方法，就像传统上对光谱所做的那样。
2019-09-20 astro-ph.HE
Parameter constraints for accreting millisecond pulsars with synthetic NICER data
本文通过修改X-PSI代码引入吸积盘和大气模型，并利用合成NICER数据验证了对吸积毫秒脉冲星质量、半径和热斑参数的约束能力，为未来NICER及IXPE联合分析奠定基础。
2025-04-08 astro-ph.HE
Awakening of the fast-spinning accreting Be/X-ray pulsar A0538-66
A0538-66是一颗Be/X射线双星（Be/XRB），拥有一颗69毫秒的脉冲星。它在1977年被发现后的头几年里发出明亮的X射线爆发，峰值亮度高达$\sim 10^{39}$ erg/s。从那时起，它总是出现在静止或爆发与$L_x \lesssim 4 \times 10^{37}$ erg/s。在2018年，我们在脉冲星接近近星点的三个连续轨道上对A0538-66进行了XMM-牛顿观测。在前两次观测中，我们发现了一个显著的变化，耀斑的典型持续时间在$\sim$ 2-50 s之间，峰值亮度高达$\sim 4\times 10^{38}$ erg/s（0.2-10 keV）。耀斑之间的光度为$\sim 2\times 10^{35}$ erg/s。在第三次观测中，耀斑消失了，在此期间，A0538-66的光度稳定在$2\times 10^{34}$ erg/s。在所有的观测中，X射线光谱由一个较软的成分组成，由光子指数$Γ_1\approx 2-4$和$N_H\approx 10^{21}$ cm $^{-2}$的吸收幂律很好地描述，加上一个较硬的幂律成分（$Γ_2\approx 0-0.5$）占主导地位的$\sim$ 2 keV以上。较软的分量比较硬的分量显示出更大的通量变化，以及与光度相关的适度硬化。在这些观测中看到的快速耀斑活动以前从未在A0538-66中观察到过，据我们所知，…
2019-07-18 astro-ph.HE
A direct measurement of the heat release in the outer crust of the transiently accreting neutron star XTE J1709-267
瞬间吸积的中子星的加热和冷却提供了一个强有力的探测其地壳的结构和组成。对超级爆发和吸积加热的中子星的地壳冷却的观测需要比当前模型中考虑的更多的热释放。对这种额外热量的深度和大小进行严格限制是一项挑战，因此其来源仍然不确定。我们报告了对瞬态中子星低质量X射线双星XTE J1709-267的Swift和XMM-牛顿观测，这些观测是在2012年9月至10月进行的，当时它在经过约10周的吸积爆发后过渡到静止状态。用XMM-牛顿探测器在0.5-10 keV的光度Lx~ 2 E34（D/8.5 kpc）^2 erg/s下探测到了该源。X射线光谱由一个符合中子星大气模型的热辐射分量和一个非热辐射尾部组成，它们各占总辐射的50%左右。中子星的温度在约8小时的观测中从约158电子伏特降低到约152电子伏特。这可以解释为位于y~ 5E 12 g/cm ^2（中子星内部~50 m）的地壳层冷却，该层刚好低于超级爆发的点火深度。在上层所需的热量产生将是~0.06-0.13兆电子伏每吸积核子。其大小和深度排除了电子俘获和核聚变反应作为热源的可能性，但它可能是由轻核和重核的化学分离造成的。低水平的吸积提供了另一种解释所观察到的变化。
2013-04-02 astro-ph.HE
High-mass microquasars from binary to black hole scale
本研究针对参考Cyg X-1的大质量微类星体开展跨尺度3D流体模拟，揭示了偏心吸积盘、吸积锥、高温茧等结构的形成机制与关联，为微类星体多尺度观测与模型研究提供了统一视角。
2025-09-02 astro-ph.HE
Superburst Models for Neutron Stars with Hydrogen and Helium-Rich Atmospheres
超级爆发是罕见的持续一天的I型X射线爆发，是由低质量X射线双星中吸积的中子星上的碳闪光引起的。它们加热中子星的外壳，使吸积的氢和氦的燃烧变得稳定，并使常见的较短的X射线爆发熄灭。只有在包层冷却下来后，短脉冲才会再次出现。我们研究了中子星包层的多区一维模型，其中我们跟踪了超级爆发期间的碳燃烧，并且我们包括了上面大气中的氢和氦燃烧。我们调查的情况下，太阳的组成和富氦的大气。这使我们能够第一次研究各种各样的热核燃烧行为，以及在自洽的方式在不同的制度之间的过渡。对于太阳的组成，爆发猝灭的结束比以前预期的要早得多。这是因为3-α、热CNO和CNO爆发反应之间的复杂相互作用。氢和氦的稳定燃烧经由边缘稳定燃烧（mHz QPO）过渡到具有短重现时间的能量较低的爆发。我们发现一个短暂的爆发模式，较弱和较强的爆发交替。最终，爆发行为又变回超级爆发前的爆发行为。由于观测的稀缺性，这种转变在超级暴之后还没有被直接检测到。使用MINBAR的爆发目录，我们确定了最短的上限淬火时间为4U 1636-536，并推导出进一步的限制的时间尺度上的爆发返回。
2012-07-16 astro-ph.HE
A Kiloparsec-Scale Binary Active Galactic Nucleus Confirmed by the Expanded Very Large Array
我们报告的kpc规模的双活动星系核（AGN）的高分辨率射电图像从扩展甚大阵列（EVLA）的确认。SDSS J150243.1+111557是从斯隆数字巡天中选出的一个z = 0.39的双峰[O III]活动星系核。我们以前的近红外自适应光学成像显示两个核分离1.4”（7.4 kpc），我们的光学积分场光谱表明，他们是一个类型-1-类型-2活动星系核对。然而，这些数据本身不能排除单一活动星系核的情况下，窄的发射线区域与次级光电离的宽线活动星系核在主要的。我们在1.4，5.0和8.5 GHz的新EVLA图像显示了两个与光学核空间一致的陡谱致密射电源。2型活动星系核的射电功率比具有类似的经消隐校正的[O II] 3727光度的恒星形成星系高出一个数量级，这表明射电发射是由吸积提供动力的。因此，SDSS J150243.1+111557是为数不多的kpc尺度活动星系核双星系统之一。光谱能量分布模拟表明，SDSS J150243.1+111557是由两个~10^{11} M太阳星系合并而成。由于两个黑洞的质量都在10^8兆太阳附近，活动星系核的吸积速度比爱丁顿极限低10倍左右。
2011-09-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Spread of Matter over a Neutron-Star Surface During Disk Accretion: Deceleration of Rapid Rotation
在光度超过爱丁顿百分之几的弱磁场的中子星表面上吸积盘的问题被简化为在扩散层底部上方以0.4-0.5光速的速度制动高超音速流的问题-由先前落下的物质组成的稠密大气层。我们表明，湍流制动的普朗特-卡门模型与普遍接受的系数为陆地条件和实验室实验和阶梯的相互作用重力波在一个分层的准指数大气中的标准理查森数导致自旋的大规模区域，延伸到海洋的等离子体与简并电子。在海洋与外部固体地壳的边界处，湍流制动将旋转速度降低到恒星的固体旋转速度。这种情况应导致深层大气层的强烈加热和爆炸性氦燃烧机制的关闭。显然，一个更有效的机制，在大气中的快速方位流的耗散应在X射线爆发。我们表明，在大气中的一个巨大的孤立重力波可以导致能量耗散，并在相当稀薄的大气层爆炸氦燃烧核反应的区域上方的方位角速度急剧下降。我们讨论了为什么这种波，在地球的大气层或海洋中没有直接的模拟，出现和它的稳定性。我们提出的问题是，在观测到的银河系X射线源中，是否存在有大量大气层的中子星，这些中子星通过吸积盘中的物质而高速旋转。
2011-03-14 astro-ph.HE
Searching for redshifted 2.2 MeV neutron-capture lines from accreting neutron stars: Theoretical X-ray luminosity requirements and INTEGRAL/SPI observations
本文建立预测强磁化吸积中子星红移2.2 MeV中子俘获线最佳X射线光度的理论框架，并分析INTEGRAL/SPI观测；未探测到谱线，给出3σ上限，指出未来MeV任务需约两个数量级的灵敏度提升。
2024-09-09 astro-ph.HE
Evolution of the disc atmosphere in the X-ray binary MXB 1659-298, during its 2015-2017 outburst
我们报告了吸积中子星（NS）低质量X射线双星（LMXB）MXB 1659-298在2015-2017年最近一次爆发期间的X射线发射演化。我们在软态期间检测到60条吸收线（其中21条在大于3 $σ$处），其在硬态中消失（例如，Fe XXV和Fe XXVI线）。正在吸收的等离子体处于静止状态，很可能是吸积盘大气的一部分。大量的吸收特征可以通过高度电离（$log(ξ/erg~cm~s^{-1})\sim3.8$）等离子体的高柱密度（$log(N_H/cm^{-2})\sim23.5$）来再现。它在硬态期间的消失可能是热光电离不稳定性的结果。MXB 1659-298的连续辐射可以用一个被吸收的盘状黑体和它的康普顿辐射之和，加上一个黑体分量来描述。观测到的光谱演化与状态符合通常观察到的环礁和恒星质量黑洞LMXB。在软态期间需要相对论性Fe K $α$盘线的存在。我们还试探性地检测到Fe xxii双重态，其比率表明$n_e>10^{13} cm^{-3}$的吸收体的电子密度，因此，吸收体可能位于距照射源$<7\times10^4 r_g$处，以及康普顿和外盘半径内。MXB 1659-298是第三个受到良好监测的环礁LMXB，在软态期间表现出强烈的Fe xxv和Fe xxvi吸收，在硬态期间消失。
2019-05-03 astro-ph.HE
SRG/ART-XC discovery of SRGAJ144459.2-604207: a well-tempered bursting accreting millisecond X-ray pulsar
本文基于SRG/ART-XC数据发现吸积毫秒X射线脉冲星SRGAJ144459.2-604207，确定其447.8 Hz脉冲信号、约5.2小时轨道周期，并分析19次热核暴及暴中脉冲特征，约束中子星半径与距离。
2024-04-30 astro-ph.HE
On the dependence of the X-ray continuum variations with luminosity in accreting X-ray pulsars
使用RXTE/ASM存档数据，我们研究了6个瞬态X射线谱仪（EXO 2030+375，GX 304-1，4U 0115+63，V 0332+63，A 0535+26和MXB 0656-072）样品中光谱硬度比随X射线亮度的变化。在所有的源中，我们发现定义为$F_{5-12\mathrm{keV}}/ F_{1.33-3\mathrm{keV}}$的光谱硬度比在低光度下随ASM通量（1.33- 12 keV）增加，然后饱和或甚至在某个临界X射线光度以上稍微减小，落入范围$\sim(3-7)\times10^{37}$ ~erg~s $^{-1}$。本文计算了两种可能的几何形状（填充圆柱和空心圆柱）的吸积柱在辐射扩散极限下的二维结构，其质量吸积率$\dot M$从$10^{17}$到1.2 $\times 10^{18}$ ~ gs $^{-1}$ .考虑到从中子星大气反射的辐射，在瞬态X射线谱中观察到的光谱行为与增加的$\dot M$可以再现的康普顿饱和侧壁发射从光学厚磁化吸积柱。当$\dot M$高于某一临界值$\dot M_{cr}\sim (6-8)\times 10^{17}$ ~g~s $^{-1}$时，柱的高度变得使得反射分量对总发射的贡献开始减少，这导致光谱硬度的饱和甚至轻微降低。空心圆柱柱具有比填充圆柱柱更小的高度，并且在总发射中的反射分量的贡献实际上不随$\dot …
2015-06-23 astro-ph.HE
IXPE observations of the quintessential wind-accreting X-ray pulsar Vela X-1
利用IXPE首次观测典型风吸积X射线脉冲星Vela X-1，测得相位平均低偏振度并揭示其随能量和脉冲相位的显著变化。
2023-03-03 astro-ph.HE
Role of emission angular directionality in spin determination of accreting black holes with broad iron line
吸积黑洞的自旋可以通过吸积盘内部区域产生的发射和吸收特征的光谱学来确定。我们讨论的方法，采用相对论性线轮廓的铁在X射线域中，出射光谱是模糊的广义相对论效应。光谱拟合程序的精度可能会受到不适当的考虑的角度分布的光盘发射。通常假设一个独特的轮廓，在盘的整个半径范围和光谱带的能量范围内不变。我们研究如何敏感的自旋测定是关于发射光子的内在角分布的假设。我们发现，定向发射分布的不确定性转化为20%的不确定性，在确定的边缘稳定轨道。通过假设一个旋转的黑洞在吸积盘的中心，我们进行辐射传输计算的X射线照射盘的大气，以确定在2-10 keV的能量带的出射X射线的方向性。我们实现了模拟结果作为一个新的扩展KY软件包的X射线光谱拟合相对论吸积盘模型。虽然参数空间是相当复杂的，导致丰富的各种可能的结果，我们发现，平均各向同性的方向性再现我们的模型数据的最佳精度。我们的研究结果还表明，不适当的使用临边变暗可以部分模仿径向发射率的陡峭的配置文件。我们证明了这些结果的情况下，XMM牛顿观测的塞弗特星系MCG-6-30-15，我们构建的置信水平的卡方统计，并为未来的X射线IXO任务的模拟数据。
2010-07-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Searching for Exoplanets Around X-Ray Binaries with Accreting White Dwarfs, Neutron Stars, and Black Holes
我们建议扩大搜寻双星周围的系外行星的范围，以包括吸积体是白矮星、中子星或黑洞的X射线双星。我们提出了一个新的想法来探测行星绑定到这样的质量转移双星：我们建议，这些双星的X射线光变曲线检查过境行星的签名。X射线凌日可能是探测某些星系周围行星的唯一方法，同时为其他星系的光学和/或射电观测提供了补充方法。任何与X射线双星有关的行星都必须在稳定的轨道上。我们考虑了允许间隔的范围，发现轨道周期可以是几个小时或更长，而过境持续时间从非常接近轨道的地球半径行星的一分钟左右向上延伸，到更宽轨道的地球半径行星的几个小时。寻找质量转移双星周围的行星可以立即开始与现有的X射线观测这些系统。如果在一颗X射线双星周围探测到行星，就可以很容易地测量行星的大小和质量，也可以研究X射线通过其大气层的传输和吸收。最后，我们的建议的一个值得注意的应用是，同样的技术可以用来搜索来自外星智慧的信号。如果一个先进的外星文明在X射线双星的吸积器周围的轨道上放置一个戴森球或类似的结构，以捕获能量，这样的人造结构可能会导致X射线光变曲线中可检测的凌日。
2018-04-24 astro-ph.EP astro-ph.HE
Spectral analysis of HD 49798, a bright, hydrogen-deficient sdO-type donor star in an accreting X-ray binary
本文利用从远紫外到光学的NLTE模型大气光谱分析，精确测定了X射线双星中sdO型供体星HD 49798的光球参数和金属丰度，揭示其为一颗被剥离的中等质量He星，表面丰度反映CNO循环和3α燃烧核合成过程。
2025-07-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
The neutron star in HESS J1731-347: CCOs as laboratories to study the equation of state of superdense matter
背景：超新星遗迹中的中心致密天体（CCO）是孤立的热发射中子星（NS）。它们最有可能的特征是磁场强度，大约比大多数射电和吸积恒星低两个数量级。CCO的热辐射可以被建模，以获得对恒星的物理参数的约束，例如它的质量，半径，有效温度和化学成分。HESS J1731-347中的CCO是这类天体中最亮的天体之一。我们提出了我们的两个新的XMM-牛顿观测的源，增加了五倍的总曝光时间的分析之前提出的。方法：我们使用我们的碳和氢大气的数值光谱模型来拟合CCO的光谱。从我们的配合，我们得到的物理参数的发射星的约束。我们还使用新的数据来推导新的脉动上限，并确认不存在长期的变化。结果：分析表明，大气光谱模型的拟合明显优于黑体函数。在假设X射线辐射是由整个恒星表面均匀产生的情况下，氢大气模型导致CCO的距离大得令人不安，超过7-8 kpc。另一方面，碳大气模型形式上排除了5-6 kpc以上的距离，并与位于盾牌座Crux（3 kpc）或Norma-Cygnus（4.5 kpc）银河系旋臂的源兼容。测得的有效温度表明，NS是异常热的估计年龄为30 kyr。我们讨论了可能的冷却方案来解释这一属性，以及可能的额外限制的恒星质量和半径从冷却理论。
2014-10-08 astro-ph.HE
The supersoft X-ray source in V5116 Sgr I. The high resolution spectra
经典新星发生在双星系统中吸积的白矮星表面。在一小部分包层被喷射出来之后，当膨胀的壳层变得对X射线来说很薄时，一个明亮的超软X射线源就会出现，由白矮星表面燃烧的残余氢提供能量。虽然新星事件的总体情况已经确定，但经典新星中吸积和喷射过程的细节和平衡仍然充满未知数。吸积物质的长期平衡对大质量吸积的白矮星特别有意义，白矮星可能是有希望的Ia超新星祖先候选者。V5116 Sgr在爆发后610~ d被XMM-Newton观测到是一个明亮的可变超软X射线源。光变曲线的周期性与轨道周期一致。在三分之一的轨道期间，光度比其他三分之二的轨道期间亮7倍。在目前的工作中，我们的目标是解开的X射线光谱成分的V5116 Sgr和他们的变化。我们目前的高分辨率光谱与XMM-牛顿RGS和钱德拉LETGS/HRC-S在2007年3月和8月获得。高通量期间的光栅光谱显示了典型的热白矮星大气，主要由NVI和NVII吸收线组成。在低通量期间，光谱主要由大气层控制，大气层的温度与高通量期间相同，但有几个排放特征叠加。一些发射线很好地模拟了光学薄等离子体在碰撞平衡，丰富的C和N，这也解释了一些过剩的高通量期间的光谱。在吸收线中没有观察到速度变化，光谱分辨率的上限为500公里/秒，这与在新星后演化如此之晚的非膨胀大气层的预期一致。
2017-03-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
Broad iron lines in neutrons stars: dynamical broadening or wind scattering?
从活动星系核中的黑洞、X射线双星到低质量X射线双星中子星，在许多吸积系统中都观测到宽铁发射线。谱线增宽的起源通常被解释为由于动力学增宽和相对论效应。然而，也有人提出了其他解释，包括由于风或吸积盘大气中的康普顿散射而导致的展宽。在这里，我们探讨的观测签名预期从扩大风，特别是铁线宽应增加的吸收器的列密度的增加（由于散射的数量增加）。我们研究了三个中子星低质量X射线双星的数据，在这些双星中，同时看到了宽的铁发射线和吸收线，并表明线宽和柱密度之间没有显著的相关性。这有利于一个内部磁盘的起源线加宽，而不是在风中散射。
2013-08-19 astro-ph.HE
Multi-wavelength spectroscopic analysis of the ULX Holmberg II X-1 and its nebula suggests the presence of a heavy black hole accreting from a B-type donor
本研究首次对ULX Holmberg II X-1进行多波段光谱分析，发现其光学/紫外辐射来自B型超巨星伴星，而非吸积盘，并推断系统包含约66倍太阳质量的黑洞，可能为引力波源前身。
2024-09-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Variable X-ray reverberation in the rapidly accreting AGN Ark 564: the response of the soft excess to the changing geometry of the inner accretion flow
利用 13 年 XMM-Newton 与 NuSTAR 数据研究 Ark 564，发现软延迟随流量变化，需暖 Compton 化大气及垂直延展冕几何共同解释。
2025-07-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
The quiescent state of the neutron-star X-ray transient GRS 1747-312 in the globular cluster Terzan 6
我们研究了瞬态中子星低质量X射线双星GRS 1747-312，位于球状星团泰山6，在其爆发后的静止状态，在2004年8月，使用档案XMM-牛顿观测。在这个星团中探测到一个源，它的X射线谱可以用一个软的中子星大气模型和一个硬的幂律模型相结合来拟合。两者对观测到的0.5-10 keV光度（~ 4.8 × 10^33 erg/s）的贡献大致相等。这种类型的X射线光谱通常是在静止的中子星X射线瞬变过程中观察到的，这些瞬变过程可能是在静止状态下以非常低的速率吸积的。因此，如果这个X射线源是GRS 1747-312的静止对应物，那么这个源也在爆发之间以低水平吸积。由于源混淆是球状星团中的一个可能问题，我们观察到的部分（如果不是全部）发射很可能与GRS 1747-312无关，而是与星团中的另一个源或源的聚集有关。目前，还不可能准确地确定哪部分辐射真正来自GRS 1747-312，需要钱德拉观测（当没有源在Terzan 6爆发时）才能得出结论。假设检测到的发射是由于GRS 1747-312，我们讨论了所观察到的结果的背景下，什么是已知的其他静态系统。我们还研究了GRS 1747-312中中子星的热演化，并推断GRS 1747-312在我们的假设下可以被认为是一个典型的静态系统。
2018-03-26 astro-ph.HE
The X-ray polarimetry view of the accreting pulsar Cen X-3
Cen X-3是50年前发现的第一颗X射线脉冲星。由于在强磁场的存在下与光子传播相关的等离子体和真空的双折射，预期来自这样的物体的辐射是高度偏振的。在这里，我们提出的结果进行的观测与成像X射线偏振探测器的岑X-3。该源表现出显着的通量变化，并观察到在两个国家不同的因素~20通量。在低光度状态下，在脉冲相位平均（3 $σ$上限为12%）或相位分辨数据（3 $σ$上限为20-30%）中均未发现显著的偏振。在明亮状态下，从相位平均数据的光谱偏振分析测量到偏振度为5.8 $\pm$ 0.3%，偏振角为$49.6°\pm1.5°$，显著性为约20 $σ$。相位分辨分析表明，光通量与偏振度之间存在显著的反相关关系，偏振角变化也很大。与旋转矢量模型的拟合表明，脉冲星自旋轴的位置角约为49 $°$，磁饱和度为17 $°$。如果中子星表面的上层被吸积物质过热，并且偏振模式的转换发生在上层热层和较冷的底层大气之间的过渡区域内，则可以解释检测到的相对低的偏振。一部分偏振信号也可以由来自中子星表面和吸积幕的辐射反射产生。
2022-09-06 astro-ph.HE
Where Are the r-modes? Chandra Observations of Millisecond Pulsars
本文介绍了对两颗非吸积毫秒双星PSR J1640 $+$ 2224（J1640）和J1709 $+$ 2313（J1709）的{ \it Chandra}观测结果，它们具有低的推断磁场和自旋下降速率，以限制它们的表面温度，获得它们中不稳定$r$模的振幅限制，并与吸积低质量X射线双星（LMXB）中子星样本获得的类似限制进行比较。我们首次在X射线波段探测到这两颗恒星。它们是微弱的，推断的软X射线通量（$0.3-3$ keV）的$\approx$ $6\times10^{-15}$和$3\times 10^{-15}$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$分别为J1640和J1709。假设氢大气排放的光谱分析给出了J1640和J1709的全球有效温度上限（$90\%$置信度）分别为$3.3 - 4.3 \times 10^5$ K和$3.6 - 4.7 \times 10^5$ K，其中范围的低端对应于正则中子星（$M=1.4 M_{\odot}$），上端对应于更高质量的恒星（$M=2.21 M_{\odot}$）。在假设$r$模加热提供热支持的情况下，我们得到了J1640和J1709的无量纲$r$模振幅上限分别为$3.2 - 4.8 \times 10^{-8}$和$1.8 - 2.8 \times 10^{-7}$，其中该范围的低端又对应于较低质量的正则中子星（$M=1.…
2017-05-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Timing properties of the X-ray accreting pulsar RX J0440.9+4431 studied with Insight-HXMT and NICER
该研究利用 Insight-HXMT 与 NICER 分析 RX J0440.9+4431 的 2022 年巨型爆发，揭示脉冲轮廓双峰转单峰及脉冲分数能量凹陷与超临界吸积的联系。
2023-09-27 astro-ph.HE hep-ph
Magnetized Accretion onto Neutron Stars: from Photon-trapped to Neutrino-cooled Flows
本文通过三维广义相对论磁流体动力学模拟，首次将中子星周围的延伸吸积盘与自洽流体静力学大气相连，研究了从光子捕获流到中微子冷却流的转变，并建立了一维解析模型，对超临界吸积中子星的自旋和质量演化具有启示意义。
2025-05-03 astro-ph.HE gr-qc
Application of hydrostatic local thermodynamic equilibrium atmosphere models to interpretations of supersoft X-ray source spectra
本文提出了一组用于解释超软X射线源光谱的流体静力学局部热力学平衡白矮星大气模型，覆盖广泛物理参数并应用于CAL 83和RX J0513.9−6951的光谱解释，所得参数与先前估计吻合。
2024-06-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutron star mass and radius measurements from atmospheric model fits to X-ray burst cooling tail spectra
对低质量X射线双星系统中吸积中子星热核X射线爆发的观测可以用来约束吸积中子星的质量和半径。这种类型的大多数以前的工作都使用普朗克函数拟合作为代理来设置这些约束：模型和数据都与稀释的黑体函数拟合，以产生归一化和温度，然后相互比较。在这里，我们首次将X射线爆发NS的大气模型直接拟合到观测光谱。我们提出了一个分层贝叶斯拟合框架，使用国家的最先进的X射线爆裂NS大气模型与现实的不透明度和相对论精确的康普顿散射内核作为模型的表面发射。我们测试我们的方法对合成数据，并发现，对于我们的模型很好地描述的数据，我们可以获得强大的半径，质量，距离和成分的测量。然后，我们将我们的技术应用于罗西X射线定时探测器观测5个硬态X射线爆发从4U 1702-429。我们的联合适合所有五个爆发表明，理论大气模型描述的数据，但仍有一些未建模的功能，在频谱对应的相对误差的1-5%的能量通量。在对这种内禀散射进行边缘化处理后，我们发现在68%的可信度下，4U 1702-429中NS的圆周半径为R = 12.4 ± 0.4 km，引力质量为M=1.9 ± 0.3 Msun，距离为5.1 < D/kpc < 6.2，氢质量分数为X < 0.09。
2017-09-26 astro-ph.HE nucl-th
Decoding the X-ray Properties of Pre-Reionization Era Sources
X射线光度-恒星形成率（$L_X$ -SFR）关系的演化可以提供早期宇宙中头重脚轻的恒星初始质量函数的第一个证据，因为预计高质量恒星和双星系统的丰度都将随着金属丰度的降低而增加。天空平均（全球）21厘米信号有可能通过对星系际介质热历史的约束来测试这一预测，因为X射线最容易逃离星系并在大尺度上加热气体。在解释即将到来的21厘米测量的一个显着的复杂性是未知的光谱吸积黑洞在高- $z$，这取决于吸积物体的质量和不良约束的过程，如吸积盘光子是如何处理的磁盘大气和宿主星系星际介质。利用一种新的方法求解宇宙学辐射转移方程（RTE），我们表明，在$\sim 10-20$ mK水平上，特征BH质量的合理变化会影响21厘米信号最小值的幅度--与通常使用的RTE近似值所引起的误差相当--而由于康普顿散射而对固有盘光谱的修改（束缚-自由吸收）可以将全局信号的最小值的位置移动$Δz \approx 0.5$（$Δz \approx 2$），并且对于给定的吸积历史，将其幅度修改高达$\approx 10$ mK（$\approx 50$ mK）。这种偏差大于当前全球21 cm信号提取算法的预期不确定性，并且可能容易与$L_X$ -SFR关系中的演变混淆。
2014-06-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
