Massive Black Hole Binaries and Where to Find Them with Dual Detector Networks
单个天基引力波探测器将突破天文学和基础物理学的界限。拥有两个或更多个探测器的网络将显著改善源定位。在这里，我们考虑如何双网络的天基探测器将改善参数估计的大规模黑洞二进制。我们考虑两种情况：一个由激光干涉仪空间天线（LISA）和一个附加的类似LISA的日心探测器（如太极）组成的网络;以及一个由LISA和一个附加的地心探测器（如天琴）组成的网络。我们使用马尔可夫链蒙特卡罗技术和Fisher矩阵估计，探讨两个探测器网络对天空定位和距离确定的影响。对其他源参数的影响也进行了研究。随着太极或天琴的加入，我们发现更大质量的MBHB的天空定位有了数量级的改善，同时也看到了较低质量系统和其他源参数的改善。
2021-05-17 astro-ph.HE gr-qc
Ultraluminous X-Ray Binaries
本文综述了超亮X射线双星的研究进展，介绍其观测技术、吸积物理及形成机制，并指出其能源可来自中子星或黑洞。
2024-07-01 astro-ph.HE
Ultra-compact X-ray binaries with high luminosity: a key for a new scenario
超致密X射线双星（UCXB）是周期小于1小时的吸积系统，这使得它们有资格包含一个简并的施主伴星。与其他类型的X射线双星相比，人们会认为这样的系统有最简单的理论解释。尽管如此，目前的理论无法解释高传质（MT）率在最近观察到的长周期UCXB。我们发现，这个范围内的MT率可以保持，如果捐助者是一个巨大的，这是在最近一集的一个共同的信封（CE）事件揭示了一个热平衡裸露的核心的残余。
2012-10-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Astro2020 Decadal Science White Paper: Gravitational Wave Survey of Galactic Ultra Compact Binaries
超紧凑双星（UCB）是包含轨道周期小于一小时的紧凑或简并恒星的系统。银河系中预计存在数千万个UCB，它们以兆赫的频率发射引力波（GW）。将GW搜索与盖亚和LSST等电磁（EM）调查相结合，将产生银河系中UCB的全面，多信使目录。联合EM和GW观测使质量，半径和轨道动力学的测量远远超出了独立EM或GW研究所能实现的。GW+EM对银河系中UCB的调查将产生对白矮星性质的独特见解，紧凑物体的形成，双星中的动力学相互作用，以及像Ia型超新星这样的充满活力的吸积驱动现象。
2019-03-13 astro-ph.HE
Evolving ONe WD+He WD systems to ultra-compact X-ray binaries
大质量白矮星的吸积诱导坍缩（AIC）是形成中子星（NS）双星必不可少的途径。虽然AIC事件的存在还没有直接的证据，但有几种NS系统被认为起源于AIC过程。代表性证据之一是在近轨道上探测到了具有超轻伴星（<=0.1 Msun）的强磁场和慢自旋NS。然而，以前的研究不能解释AIC事件的形成与这种低质量的同伴。在本工作中，我们演化出一系列ONe WD+He WD系统，形成AIC事件（称为He WD施主通道），当He WD重新填充Roche瓣时，NS双星表现为超紧凑X射线双星。我们发现ONe WD+He WD系统是AIC事件后新形成的NS+超轻伴星系统的可能通道。虽然有一些其他不一致的性质，检测到的伴星质量和轨道周期的4U 1626-67（一个新形成的NS双星与超轻的同伴）可以复制的HeWD供体通道。此外，结合以往的星震学结果，我们推测UCXB源（XTE J1751-305）可能来自He WD施主通道。
2023-03-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Magnetic Interaction in Ultra-compact Binary Systems
本文综述了磁相互作用，特别是单极感应作用下超紧凑双简并双星的研究进展。详细讨论了致密白矮星对的轨道动力学和演化。本文介绍了单极感应致密双星和单极感应白矮星系统中电子回旋脉泽的模型和预言。简要讨论了紧双星中的爱因斯坦-劳布效应。
2009-06-11 astro-ph.HE
The response of ultralight dark matter to supermassive black holes and binaries
标量场可以产生受限结构，如玻色子星或Q球。这些天体是有趣的假想的新“暗物质星”，但也很好地描述了超轻场时的暗物质晕。在这里，我们研究的动力学响应时，在其附近的外部物质（恒星，行星或黑洞）激发的这种限制玻色子结构。这样的微扰既可以是穿过玻色子组态的，也可以只是作为周期源。我们的设置也可以有效地描述一个大质量的黑洞和周围环境之间的相互作用，不久后，大质量的身体已经经历了“踢”，由于重子物质在银河系中心的崩溃。它还描绘了暗物质耗尽作为一个反应的光环内的螺旋双星。我们计算总能量损失，以及在这些过程中辐射的线动量和角动量，并进行第一次自洽计算的动态摩擦作用在这些背景下的移动物体。我们证明了牛顿玻色子星（NBS）中心的引力坍缩为超大质量黑洞伴随着周围核心的微小变化。NBS最终会被吸积，但只有在比哈勃尺度的天体物理参数大的时候。恒星或超大质量双星能够“搅动”并从NBS中排出标量。对于在LIGO或LISA波段的二进制，接近合并，标量发射影响波形在领先的$-6$ PN阶相对于占主导地位的四极项;系数太小，允许检测下一代干涉仪。我们的研究结果提供了黑洞或恒星与它们所处的超轻暗物质环境之间相互作用的完整图景。
2020-08-31 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Probing stellar winds and accretion physics in high-mass X-ray binaries and ultra-luminous X-ray sources with LOFT
这是一份支持大型X射线定时观测站（LOFT）飞行任务概念的白皮书，该观测站被提议作为欧空局的一项中型飞行任务。我们讨论了LOFT在研究高质量X射线双星和超亮X射线源方面的潜力。关于摘要，我们参考了该文件。
2015-01-16 astro-ph.HE
Outbursts in ultracompact X-ray binaries
非常微弱的X射线双星在许多情况下似乎是瞬态的，峰值亮度比通常的软X射线瞬态要暗得多，但它们的性质仍然难以捉摸。我们调查的可能性，这种瞬态行为是由于相同的热/粘性的不稳定性，这是负责明亮的软X射线瞬变爆发，发生在ultracompact二进制足够低的质量传递速率。更一般地说，我们调查这种不稳定性的观测后果时，它发生在超紧双星。我们使用我们的代码建模的热粘性不稳定的吸积盘，假设这里是氢穷人。我们还考虑了圆盘X射线辐照的影响，并考虑了传质速率对爆发亮度的影响。我们发现，一个可以重现所观察到的非常微弱和明亮的短瞬变（峰值亮度，持续时间，重现时间）的属性，提供的粘度参数在平静是略小（通常是一个因素之间的2和4）比在明亮的软X射线瞬变和正常的矮新星爆发，爆发的粘度不变。这可能反映了化学成分对非理想MHD效应的影响，这种非理想MHD效应会影响电离差的圆盘中的磁驱动湍流。
2016-07-21 astro-ph.HE
Ultra-Short-Period Massive Black Hole Binary Candidates in LSST as LISA "Verification Binaries"
空间和时间的遗产调查（LSST）由Vera C。鲁宾天文台预计将发现数千万个类星体。其中很大一部分可能是由合并的大质量黑洞（MBH）双星提供动力的，因为许多类星体被认为是由合并引发的。我们表明，在合理的假设下的光度函数，寿命，和类星体的二进制分数，我们预计完整的LSST类星体目录包含20-100万紧凑MBH二进制与质量$M=10^{5-9}M_{\odot}$，红移$z=0-6$，和轨道周期$P=1-70$天。它们的光变曲线预计是明显的周期性，这可以自信地与随机红噪声变化区分开来，因为LSST将覆盖数十个甚至数百个周期。其中一个非常小的10-150个超紧凑（$P\lesssim1$日）的双星类星体的子集将在$\sim$ 5-15年内演化到mHz引力波（GW）频段，并可以被$\textit{LISA}$探测到。因此，它们可以被视为“$\textit{LISA}$验证双星”，类似于短周期的银河系致密天体双星。实际的问题是如何在大量的类星体中找到这些“大海捞针”：这可能需要为此目的进行优化的量身定制的共添加分析。
2021-04-30 astro-ph.HE
Natal Kicks and Time Delays in Merging Neutron Star Binaries - Implications for r-process nucleosynthesis in Ultra Faint Dwarfs and in the Milky Way
合并的中子星双星是重r过程核合成的主要候选源。重r-过程物质的数量与物质抛射和合并率一致，遗迹放射性物质的丰度表明，重r-过程物质是在罕见的事件中产生的。对可能的macronovae的观测为这个模型提供了进一步的支持。不过，一些担忧依然存在。一个是在超暗矮星（UFD）星系中观测到重r过程元素。UFD的逃逸速度是如此之小，以至于在中子星诞生时发生的出生撞击可能会将这样的双星从UFD中弹射出来。此外，UFD的旧恒星星族要求r-过程核合成必须在很早的时候发生，而致密双星可能需要几个Gyr才能合并。这最后一个问题也出现在银河系内，在一些低金属丰度的恒星中观察到了重r过程物质。我们在这里表明，由于相当一部分中子星双星的形成与一个非常小的自行，这些将不会被弹出，甚至从UFD。此外，这些双星中有很大一部分在几百万年内合并，在某些情况下，合并时间甚至短于一百万年。这种“快速合并”的人口解释了UFD和银河系中重r过程材料的出现。
2016-09-02 astro-ph.HE
Ultra wide black-hole - neutron star binaries as a possible source for gravitational waves and short gamma ray bursts
LIGO/Virgo/KARGA合作的第三次观测报告了几个中子星-黑洞（NSBH）合并事件。虽然NSBH合并还没有得到广泛的理论关注，但它们可能具有以短伽马射线暴形式存在的有希望的电磁特征。在这里，我们表明，NSBH动力学合并可以自然地形成从超宽双星领域。在这些超宽系统中，与星系中其他邻居的飞越引力相互作用可能导致高偏心率，从而驱动双星合并。结果表明，对于椭圆星系（旋涡星系），这一过程可以导致$\sim 10$ ~Gpc $^{-3}$ ~yr $^{-1}$（$\sim 5$ ~Gpc $^{-3}$ ~yr $^{-1}$）量级的合并速率.这条通道预示了主星系的速度色散越大合并率越高，延迟时间分布比均匀分布浅，但比$1/t$陡，BH/NS质量比越小合并率越高。
2022-05-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
Galactic Ultracompact X-ray Binaries: Empirical Luminosities
超紧凑X射线双星（UCXB）被认为有相对简单的双星演化后接触，导致其光度函数的明确预测。我们通过研究我们银河系中已知UCXB的长期行为来测试这些预测，主要使用来自MAXI全天巡天和银河隆起扫描的数据，以及RXTE的PCA仪器。强烈的亮度变化在持续的UCXBs中很常见（并且有充分的证据），这需要磁盘不稳定机制之外的解释。我们测量了银河系中已知的UCXB的光度函数，它扩展到比一些建议的UCXB理论光度函数更低的光度。在其他星系中，场和球状星团X射线光度函数之间的差异不能用球状星团中UCXB比例的增加来解释。相反，我们测量到的光度函数表明，在旧星群和球状星团中，UCXB只占X射线双星中的一小部分，它们的光度都在10^36尔格/秒的几倍以上。
2013-03-23 astro-ph.HE
UltraCompCAT: a comprehensive Catalogue of Ultra-Compact and Short Orbital Period X-ray Binaries
本文发布首个在线综合UCXBs星表UltraCompCAT，收录49个源并识别出短周期持续源与40–60分钟暂现源两个群组。
2023-06-22 astro-ph.HE
Evolution of intermediate-mass X-ray binaries driven by magnetic braking of Ap/Bp stars: I. ultracompact X-ray binaries
一般认为超紧凑X射线双星（UCXB）是由中子星从低质量白矮星或氦星吸积而成的双星演化而来，其中质量转移由引力辐射驱动。然而，标准的白矮星演化通道不能产生具有高时间平均传质速率的相对长周期（$40 - 60$ \，min）的UCXB。在这项工作中，我们探索了一种替代的演化路线UCXB的同伴从中等质量的Ap/Bp星演化的一个非常强的磁场（$100 - 10000$ \，G）。考虑到磁场与吸积分量产生的X射线通量所引起的辐射驱动风之间的耦合所引起的磁制动，我们证明了中等质量X射线双星（IMXB）可以演化为UCXB.使用\emph{MESA}代码，我们已经计算了大量的IMXB的进化序列。模拟结果表明，在较小的风驱动效率$f=10^{-5}$下，异常磁制动可以驱动IMXB到11 min的超短周期。与15个已识别UCXB的观测参数比较，异常磁制动演化通道可以分别解释$f=10^{-3}$和$10^{-5}$的7个和8个源的形成。特别是，一个相对较大的值的$f$可以适合三个长期的，持久的源与高传质速率。虽然Ap/Bp星在中等质量恒星中的比例仅为5%，但UCXB相的寿命为$\gtrsim$ 2 Gyr，产生了相对较多的可观测系统，使其成为UCXB形成的另一个演化通道。
2016-08-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Ultra-compact X-ray binaries in the Galactic Bulge
我们模拟了银河系膨胀区超致密X射线双星（UCXB）的数量和特征。主要目的是将结果与即将从银河系膨胀巡天（GBS）获得的数据进行比较，以了解形成情景，特别是核心坍缩超新星速率，共同包层演变和动力学相互作用，以及二元初始质量函数。我们使用二进制人口合成代码和详细的恒星演化轨迹，结合观测的11个已知的UCXB。我们预测有几百个微弱的UCXB，周期为20-40分钟，可以被GBS探测到。
2013-02-01 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
On the Dynamics of Ultra Compact X-ray Binaries: 4U 1850-087, 4U 0513-40 and M15 X-2
在这项工作中，我们扩展了我们的动力学研究超紧凑X射线双星（UCXB）4U 1820-30从Prodan和Murray 2012到三个球状星团中的UCXB：4U 1850-087，4U 0513-40和M15 X-2。这三个UCXB的轨道周期< 20分钟。其中两颗，4U 1850-087和4U 0513-40，被怀疑有大约1年的光度变化。目前还没有足够的观测数据来说明M15 X-2光变曲线的长周期性。这三个系统的性质与4U 1820-30非常相似，这促使我们以相同的方式模拟它们的动力学。在4U 1820-30的情况下，我们解释了可疑的长周期作为一个稳定的固定点周围的Kozai共振小振荡的周期。我们提供了一个下限的潮汐耗散因子Q，这是在协议的情况下获得的结果为4U 1820-30。
2014-11-03 astro-ph.HE
Formation of millisecond pulsars with helium white dwarfs, ultra-compact X-ray binaries and gravitational wave sources
近轨道低质量X射线双星（LMXB）、射电毫秒双星（BMSP）和超致密X射线双星（UCXB）都属于同一演化序列。因此，了解这些种群如何从一个物种进化到另一个物种是极其重要的。此外，UCXB是重要的引力波（GW）源，可以被未来的星载GW观测站探测到。然而，这三个不同族群的中子星（NS）双星之间的形成和演化联系还没有完全了解。特别是，一个特殊的微调问题，以前已经证明了这些系统的形成。在这项调查中，我们测试了一个新提出的磁制动处方和模型的形成和演变的LMXB。我们计算一个网格的二进制演化模型，并提出了初始参数空间的祖二进制成功地发展所有的方式产生UCXB。我们发现LMXB演化为分离的NS+ELM~He~WD双星和后来的UCXB的初始轨道周期范围比标准磁制动方案下的演化明显变宽，从而有助于缓解微调问题。然而，我们也发现，形成宽轨道BMSP是禁止强版本的这种新的磁制动处方，因此需要修改的处方。最后，我们给出了UCXB作为银河系GW源的性质的例子，并讨论了它们的检测LISA，天琴和太极天文台。
2021-03-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
Ultra-relativistic astrophysics using multi-messenger observations of double neutron stars with LISA and the SKA
最近的工作突出表明，数十个银河系双中子星可能在空间引力波天文台LISA的毫赫兹波段被探测到。Kyutoku和Nishino指出，其中一些双星可能是使用平方公里阵列（SKA）检测到的无线电双星。我们指出，联合LISA+SKA检测的$f_\text{gw}\gtrsim$ 1兆赫的二进制，对应的二进制周期为$\lesssim$ 400秒，将使超相对论现象的精确测量。我们表明，在合理的假设下，超相对论双星的多信使观测可以用来约束中子星状态方程具有显着的保真度。用SKA进行10年的观测后，有可能以$\approx$ 0.2%的精度测量质量-半径关系。这样的测量将比其他提议的观测结果精确大约一个数量级。我们总结了一些其他显着的科学可能与多信使观测的毫赫兹双星，并讨论了检测这样的对象的前景。
2019-10-29 astro-ph.HE gr-qc
Ultralight Boson Ionization from Comparable-Mass Binaries
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；CENTRA, Departamento de Física, Instituto Superior Técnico – IST, Universidade de Lisboa – UL（里斯本大学高级技术学院物理系CENTRA中心）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学李政道研究所）；Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma & INFN, Sezione di Roma（罗马第一大学物理系及罗马INFN分部）；Walter Burke Institute for Theoretical Physics, California Institute of Technology（加州理工学院沃尔特·伯克理论物理研究所）
该研究结合数值模拟与半解析框架，表征等质量双星形成的引力分子结构与电离，发现偏心率诱导的共同运动组分电离可高效圆化双星，且该分子阶段会显著改变超大质量黑洞双星的随机引力波背景。
2026-08-18 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Detectability of ultra-compact X-ray binaries as LISA sources
超紧凑X射线双星（UCXB）是一类轨道周期小于1小时的低质量X射线双星，它们是可能的低轨道低质量恒星。在这项工作中，我们首先采用MESA代码来检查LISA将检测的UCXB的祖先的参数空间。我们的模拟结果表明，初始双星与中子星和$0.4-3.3~M_{\odot}$伴星在一个初始轨道周期小于分叉周期的轨道可以演变成UCXB，其中一些将发射引力波信号，可以检测到的LISA。然而，在10 kpc的距离内演化成UCXB-LISA源的双星的初始轨道周期位于非常窄的范围内，即这些LISA源的形成需要非常精细的初始参数调整。根据特征染色和推导出的最大可探测距离，在8个UCXB中的4个源的观测距离预计将被检测到的LISA。根据详细的双星演化模型和快速双星演化程序给出的参数空间，估计了银河系中作为LISA源出现的UCXB的诞生率为$(2-2.6)\times10^{\rm -6}~\rm yr^{-1}$ .考虑到球状星团中UCXB的贡献，UCXB-LISA源的数量可以达到$240 - 320$。虽然UCXB的形成条件是严峻的，但LISA对UCXB的探测能力仍然是乐观和重要的，因为它们提供了一个进行全面多信使研究的机会。
2020-08-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Late-time evolution of ultracompact X-ray binaries
超紧凑X射线双星（UCXB）的轨道周期短于80分钟，通常由一颗中子星组成，中子星从白矮星的伴星上吸积贫氢物质。通过引力波辐射的角动量损失驱动通过罗氏瓣溢流的质量传递。人们对UCXB的后期演化知之甚少-所有13个已知系统都相对年轻，原因尚不清楚。一个问题是，旧的UCXB是否真的仍然存在，或者它们是否在某个时候被破坏了？或者，它们可能只是太暗而看不见。为了研究这一点，我们应用动力学不稳定性，磁螺旋桨效应，蒸发的捐助者，UCXB的演变理论。我们发现，螺旋桨效应和蒸发是有希望的解释没有观察到的长周期UCXB。
2012-10-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Ultra-luminous X-ray sources as neutron stars propelling and accreting at super-critical rates in high-mass X-ray binaries
超亮X射线源（ULX）是位于附近星系中的非核点源，其亮度远远超过恒星质量天体的爱丁顿极限。脉动ULXs（PULXs）的发现使人们认识到，尽管大多数ULXs缺乏相干脉动，但其中一部分可能是在高质量X射线双星（HMXB）中吸积中子星。一些HMXB的最早阶段可能存在快速旋转的中子星，它们将大质量伴星转移的物质推出来。中子星磁层传递到吸积盘的自旋下降功率在这个阶段可以远远超过爱丁顿光度和系统出现作为一个非脉动ULX。在这张图片中，PULXs看起来像非脉动ULXs的超临界质量增长后代。我们提出了这种演化的情况下，自洽模型的磁层磁盘相互作用，并讨论了我们的结果的自旋和磁场的中子星的影响。
2018-12-13 astro-ph.HE
A possible link among pulsar timing noise intermittency and hidden ultra-compact binaries
自1980年以来，人们对脉冲星定时噪声中1-10年的准周期特征一直没有很好的理解。最近发现的脉冲波形的变化与定时噪声之间的相关性促使我们进一步研究其起源。我们认为，准周期性特征的定时噪声，快速振荡躺在较低的频率结构，来自一个看不见的双星系统的大地岁差，它诱导的脉冲星自旋轴的附加运动。观测者视线与发射光束相交的方位角和纬度的变化分别导致定时噪声和脉冲轮廓的变化。首次对时间噪声和脉冲轮廓变化进行了数值模拟，得到了这些双星的轨道周期为1-35分钟。考虑到轨道周期为5.4分钟的超紧凑双白矮星HM Cancri的存在，脉冲星双矮星的这种轨道周期并不奇怪。脉冲星磁矩的纬度变化超出了脉冲星的辐射范围，导致了双折射现象，解释了PSR B1931+24的行为。因此，它不仅提供了某些"奇异”双星表现出的准周期性特征（如定时噪声、脉冲轮廓变化和不稳定性）的机制，而且为寻找超紧凑双星，可能是脉冲星-黑洞双星系统提供了一种新的途径。
2013-02-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Observational evidence of black hole event horizon from ultra-compact X-ray binaries
Xiamen University（厦门大学）；Nanjing Normal University（南京师范大学）
本研究通过分析5颗轨道周期短于40分钟的极密X射线双星，发现黑洞的X射线辐射效率比中子星低2至3个数量级，间接证实了黑洞事件视界的存在。
2026-10-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Spectroscopic and Photometric Periods of Six Ultracompact Accreting Binaries
超紧凑吸积双星系统每个都由一个恒星残余物组成，该恒星残余物从一个紧凑的供体恒星吸积富含氦的物质。这类双星包括两个相关的子类，AM CVn型双星和氦激变变星，两者的中心恒星都是白矮星。本文对轨道周期在40- 70 min范围内的六颗吸积双星进行了分光光度研究，包括相位分辨VLT光谱和高速ULTRACAM光度测量。其中四个是AM CVn系统，两个是氦激变变星。对于其中四个双星，我们能够确定轨道周期（其中三个是光谱）。SDSS J1505+0659的轨道周期为67.8分钟，比之前认为的要长，也比任何已知的AM CVn双星都要长。我们在SDSS J1505+0659中发现了一个WISE红外过量，我们认为这是第一次直接探测到非直接撞击双星中的AM CVn施主星。SDSS J1505+0659的质量比与白矮星供体一致。CRTS J1028-0819的轨道周期为52.1分钟，是所有氦激变变星中周期最短的。MOA 2010-BLG-087与一颗K级恒星共线，这颗恒星在它的光谱中占主导地位。ASASSN-14 ei和ASASSN-14 mv都显示了在超级爆发之后的显著数量的回波爆发（分别为13和10个回波爆发）。ASASSN-14 ei在其超级爆发后的几年中显示出更高的爆发率，这可能是由于吸积率的增加。
2020-05-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
A Population of Ultraluminous X-ray Sources with An Accreting Neutron Star
大多数超亮X射线源（ULX）被认为是X射线双星系统，但以前的观测和理论研究往往倾向于黑洞而不是中子星吸积体。最近从ULX M82 X-2中发现的1.37 s脉动，确定了它作为磁化中子星的性质。在这项工作中，我们模拟的形成历史的中子星ULX在M82或银河系类星系，通过使用两个双人口合成和详细的双演化计算。我们发现，出生率是在$10^{-4}\, \rm yr^{-1}$左右的早期X射线双星在这两种情况下。我们展示了ULX人口在施主质量轨道周期平面的分布。结果表明，与黑洞X射线双星相比，中子星X射线双星对ULX星群的贡献更大，而在M82和类银河系中，高质量和中等质量X射线双星分别占中子星ULX星群的主导地位.
2015-02-13 astro-ph.HE
Radio Emission from Ultra-stripped Supernovae as Diagnostics for Properties of the Remnant Double Neutron Star Binaries
超剥离超新星（SN）是一颗氦星或C+O星的爆炸，其外层被伴星中子星剥离。据信，爆炸后会留下一个双中子星（DNS）双星，它将在合并后发射引力波。最近对超剥离SN的几个候选者的探测已经限制了爆炸和祖星的性质，但关于残留DNS双星是否会在宇宙年龄内合并的信息很少。预计通过双星相互作用从氦星剥离的大部分物质将逃离系统并形成星周物质（CSM）。CSM应通过与SN喷出物碰撞引起的无线电发射来追踪。基于已有的恒星演化模型，我们计算了超剥离SNe的射电光度。我们发现，在其最大的高射电光度可以是一个指标的DNS二进制小分离导致其合并的宇宙年龄。我们的结果可以用来优化无线电后续观测的策略，如观测历元和频率。
2020-06-11 astro-ph.HE
Ultra-compact X-ray binaries with He star companions
超致密X射线双星（UCXB）是一类低质量的X射线双星，具有缺氢的质量施主和超短的轨道周期。它们被认为是低频激光干涉空间天线（LISA）的潜在光源。到目前为止，已经提出了几种用于形成UCXB的渠道。本文对氦星施主通道进行了系统的研究，其中中子星（NS）通过Roche瓣溢出吸积来自氦主序星的物质，质量转移是由引力波辐射驱动的。首先，利用恒星天体物理学实验模块（Modules for Experiments in Stellar Astrophysics）的恒星演化程序，跟踪了NS + He主序星双星的长期演化，得到了UCXB产生的初始参数空间。然后，我们使用这些结果来执行一个详细的二进制人口合成方法，以获得银河系的UCXB率通过这个通道。通过该通道，我们估计了银河系中UCXB-LISA源的出现率为$\sim3.1-11.9\, \rm Myr^{-1}$，银河系中UCXB-LISA源的数量可达观测标定的$1-26$左右。目前的工作表明，氦星施主通道可能有助于显着银河系UCXB的形成率。我们发现，UCXB通过该通道的演化轨迹可以很好地解释五个相对较长轨道周期的瞬态源的位置。我们还发现，这种UCXB可以通过它们在质量转移速率与轨道周期图中的位置来识别。
2021-07-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
Wide post-common envelope binaries containing ultramassive white dwarfs: evidence for efficient envelope ejection in massive AGB stars
通过观测五个宽轨道周期（18-49天）的含超质量白矮星双星，证明高效包层复合能量抛射可解释宽后共有包层双星的形成，并可能解释自引力透镜双星、后AGB双星及钡星起源。
2023-12-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
Radio Continuum Studies of Ultra-Compact and Short Orbital Period X-Ray Binaries
本文研究了超紧凑X射线双星（UCXBs）的射电连续谱对应体，发现宿主UCXBs的球状星团在浓度和半径上具有独特性且更紧凑，同时证实射电光度与轨道周期之间不存在明确联系。
2025-07-01 astro-ph.HE
Large amplitude variability from the persistent ultracompact X-ray binary in NGC 1851
使用档案RXTE数据，我们表明，超紧凑的X射线二进制在NGC 1851表现出大幅度X射线通量变化超过10倍的时间尺度上的天到星期，并经历持续的几个月的时间平均光度变化的因素。在其他超紧凑X射线双星中，这种星等和时间尺度的变化以前没有报道过。超紧双星中的质量传递被认为是由引力辐射驱动的，并且预测的传递速率是如此之高，以至于轨道与该物体一样短的超紧双星的圆盘不应该容易受到电离不稳定性的影响。因此，我们观察到的变异性特征是出乎意料的，需要加以理解。我们简要地讨论了几个替代方案，用于产生所观察到的变化的事实，即盘的粘性时间尺度是一个星期的顺序，可与较短的时间尺度的变化，观察到的，但远小于长期的变化。我们还讨论了解释河外双星观测的影响，如果在NGC 1851的源中看到的变化类型是典型的。
2010-04-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Black Hole Ultra-compact X-ray Binaries: Galactic Low-Frequency Gravitational Wave Sources
在银河系中，具有致密天体的密近双星是重要的低频引力波源。中子星/白矮星超致密X射线双星作为一种潜在的低频GW源已被广泛研究。利用MESA程序，我们系统地研究了黑洞-主序星双星系统的演化过程，以诊断它们的后代能否被星载GW探测器探测到。我们的模拟表明，BH-MS双星的初始轨道周期小于分叉周期可以演变成BH UCXB，可以检测到的LISA。这样的演化通道将形成紧凑的传质BH-WD系统，而不是分离的BH-WD系统。LISA在距离$d=1$ kpc处探测到的BH UCXB的计算X射线光度为$\sim10^{33}-10^{35}~\rm erg\,s^{-1}$（$\sim10^{34}-10^{35}~\rm erg\,s^{-1}$为$d=10$ kpc），因此有可能探测到它们的电磁对应物。值得强调的是，只有一些初始轨道周期非常接近分叉周期的BH-MS系统可以向低频GW源发展，其啁啾质量可以测量。通过BH-MS途径形成的BH UCXB的最大GW频率约为3 mHz，这小于源自动力学过程的质量传递BH-WD的最小GW频率（6.4mHz）。此外，我们还得到了BH UCXB-GW源的初始参数空间（施主星质量和轨道周期），这可以应用于未来的人口合成模拟。通过粗略的估计，我们预测LISA只能探测到由BH-MS通道形成的少量BH UCXB GW源。
2023-01-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Nature of donors in ultra-luminous X-ray binaries powered by neutron stars
在这项研究中，我们研究了最近发现的三个由旋转中子星驱动的超亮X射线源（ULX）的施主星的性质。为此，我们建立了一个适用于有中子星的超高速X射线的X射线光度（$L_{\rm{X}}$）和轨道周期（$P_{\rm{orb}}$）之间的理论关系。通过使用这个新的$L_{\rm{X}} - P_{\rm{orb}}$关系，我们试图确定目前未知的性质，施主星在ULX与中子星。特别是将观测到的性质与恒星演化轨迹相比较，我们认为NGC 5907 ULX-1系统中的施主星是一颗中等质量的恒星，具有$6 - 12 \rm{M}_{\odot}$，刚刚脱离主序星相。我们对另外两个ULX系统（M82 X-2和NGC 7793 P-13）的模型结果与以前的研究结果一致。虽然只有几个样品，但观察到的具有中子星的ULX系统似乎涉及相对大质量的供体。
2018-01-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Ultra High Energy Neutrino Event KM3-230213A as a Signal of Electroweak Vacuum Turbulence in Merging Black Hole Binaries
针对 KM3-230213A 极高能中微子事件，提出双黑洞并合通过引力诱导电弱真空不稳定性产生真真空泡并碰撞形成微观黑洞，经 Hawking 辐射蒸发释放中微子，解释了该事件且与 IceCube 数据相符。
2025-11-04 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Detectability of gravitational atoms in black hole binaries with the Einstein Telescope
本文研究黑洞双星中由超辐射形成的引力原子对引力波形的影响，通过牛顿近似数值模拟和费舍尔矩阵分析，评估当前及下一代地面引力波探测器对超轻玻色子云的探测潜力。
2025-07-22 astro-ph.HE gr-qc
The NuSTAR view of Ultra-Compact X-ray Binaries
European Space Agency (ESA)（欧洲航天局）；European Space Astronomy Center (ESAC)（欧洲航天天文中心）；Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利群岛天体物理学研究所）；Universidad de La Laguna（拉帕鲁尼亚大学）
利用NuSTAR观测数据，对11个超紧凑X射线双星进行X射线能谱和时变分析，发现其谱性质与长周期低质量X射线双星相似，但软态下康普顿化分数偏高。
2026-04-14 astro-ph.HE
Constraints on ultra-low-frequency gravitational waves from an eccentric supermassive black hole binary
周期稳定度高的毫秒级脉冲星可以作为高精度的时钟，用于直接探测纳秒级引力波的脉冲星计时阵列（PTA）。纳赫兹巨Ws的主要来源是具有亚pc尺度轨道的超大质量黑洞（SMBH）双星。另一方面，一个SMBH双星，这是在一个早期阶段，并具有pc级轨道发射超低频（$\lesssim 10^{-9}\,\mathrm{Hz}$）GWs不能检测与传统的方法的PTA。这样的二进制倾向于获得高偏心率，可能是$\sim 0.9$。在本文中，我们开发了一种形式主义扩展约束GW振幅从单一来源PTA超低频考虑预期从偏心SMBH二进制的波形。来自偏心双星的GWs来自高次谐波，因此具有与来自圆形双星的GWs不同的波形。此外，我们将我们的形式主义，以几个假设SMBH双星在附近的星系，包括M87的中心，使用NANOGrav的11年的数据集的约束。对于一个位于M87中心的假想SMBH双星，其质量比的典型上限是$0.16$，即$0.9$的偏心率和$a=1~\mathrm{pc}$的半长轴，假设双星的相位是近心点。
2021-04-09 astro-ph.HE
New Potential Ultra-compact X-ray Binaries for Space-based Gravitational Wave Detectors From Low-Mass Main-Sequence Companion Channel
该研究用COMPAS与LEGWORK模拟低质量主序伴星通道形成的UCXBs，并以SNR>5评估Taiji、LISA和TianQin的8年探测前景，确认其为重要空间引力波目标。
2025-02-17 astro-ph.HE
Characteristics and evolution of Be-type high mass X-ray binaries as potential Ultraluminous X-ray Sources
一些超铝X射线源（ULX）表现出X射线脉冲，它们的中心源被认为是中子星。也有人提出，有些是短暂的来源与Be型捐助者。本文利用Be型高质量X射线双星（BeHMXB）的质量吸积模型，估计了BeHMXB引起的X射线巨爆发超过爱丁顿光度的条件。此外，我们调查的持续时间BeHMXBs可以观察到的瞬态ULXs与以上的爱丁顿光度在二进制的演变。结果表明，BeHMXB可能是ULX的典型持续时间约为100万年。与附近观测到的BeHMXB的比较表明，许多二元系统在其演化过程中有可能成为ULX。特别地，当Be供体具有与轨道平面对齐的致密的deccretion盘时，BeHMXB系统倾向于变成ULX。由于BeHMXB是非常常见的对象，并且其中相当数量可以成为ULX，因此我们得出结论，所观察到的ULX的合理比例可能由进化的BeHMXB组成。
2022-05-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
High-Mass X-Ray Binaries with Be Donors as Ultraluminous X-Ray Sources
自2014年探测到来自超铝X射线源（ULX）的X射线脉冲以来，中子星一直被认为是其中心目标。然而，中子星如何能比爱丁顿光度更亮仍然不清楚，并且对于中子星的磁场和光束的程度也没有统一的看法。最近的观测表明，一些X射线脉动超巨星具有Be型施主，并且在Corbet图上它们与Be型高质量X射线双星（Be-HMXB）占据相同的区域，揭示了自旋与轨道周期的关系.这表明至少有一些ULX是Be-HMXB的特殊情况。在这项研究中，我们使用的质量吸积模型的框架下，Be-HMXB调查的条件下，中子星实现超越爱丁顿限制的质量吸积率，并成为可观察的ULXs。我们证明了如果中子星的磁场和Be盘的密度满足一定的条件，Be-HMXB可能成为ULX。我们还表明，虽然更强的磁场增加了中子星ULX的亮度与Be施主，其亮度不能超过爱丁顿极限的一个以上的${\approx} 50$的一个因素。最后，我们提出了一个方案，即一些正常的Be-HMXB可能会演变成ULX的捐助者演变成一个巨人。
2021-07-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
A Distinct Type of Standstill in Ultra-Compact White Dwarf Binaries
University of Texas Rio Grande Valley（德克萨斯大学里奥格兰德河谷分校）；Jagiellonian University（雅盖隆大学）；Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；University of Michigan（密歇根大学）
本研究分析了3个AM CVn型双星系统的超爆发后行为，发现其中两个出现独特的类停滞相，超驼峰可在该阶段持续存在，该现象与此前观测到的停滞不同。
2026-10-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraints on Supermassive Black Hole Binaries from JWST and NANOGrav
本研究利用JWST在z~3.4处的双AGN统计探讨SMBHB演化，发现双黑洞同时被点亮且与富气并合相符，该结论获NANOGrav PTA上限支持，表明双星在NANOGrav探测间距处发生停滞或快速气体驱动旋近。
2024-04-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Magnetic Inclination Evolution of Accreting Neutron Stars in Intermediate/Low-Mass X-ray Binaries
磁倾角$χ$，即中子星（NS）的自旋轴和磁轴之间的夹角，对它的观测特性起着至关重要的作用。然而，很少有系统的研究其长期的演变，特别是在双系统中的吸积NS。应用\citet{2021MNRAS.505.1775B}模型和双星演化程序\mesa{}，同时模拟了中/低X射线双星（I/LMXB）吸积中NS的吸积速率、自旋周期、磁场和磁倾角的演化.结果表明，$χ$的演化不仅依赖于双星系统的初始参数，而且依赖于质量传递历史和脉冲星损失效率。根据计算结果，我们给出了包括超紧X射线双星、毫秒双星和超亮X射线源在内的各种系统的PDMATHAMM的特征分布，并讨论了它们可能的观测意义。
2023-02-22 astro-ph.HE
Galactic Ultracompact X-ray Binaries: Disk Stability and Evolution
我们研究了超紧凑X射线双星（UCXB）的质量传递速率和磁盘稳定性条件，使用经验时间平均X射线光度从文件I（Cartwright等。2013）和汇编的信息从文献中。大多数UCXB与白矮星供体的进化轨迹一致。三个轨道周期超过40分钟的UCXB的质量转移速率超过10^{-10} Msun/年，与白矮星的供体轨道不一致。我们表明，如果氦星捐助者可以保持其初始的高熵，他们可以解释观察到的质量传递速率这些UCXB。几个UCXB表现出持续的光度明显低于磁盘不稳定性极限照射的He吸积盘。我们指出，一个主要的C和/或O盘（如观察到的光谱中的几个）降低磁盘的不稳定性限制，解释这种分歧。2S 0918-549的轨道周期和较低的时间平均质量转移率提供了证据，证明它是一颗低熵的C/O白矮星，这与光谱相一致。我们结合现有的信息来限制4U 1916-053（0.064+-0.010 Msun）和4U 1626-67（1.4 Msun中子星<0.036 Msun）中施主的质量。我们发现，4U 1626-67确实是持久的，而不是经历一个短暂的爆发，离开他的明星模型作为最好的解释捐助者。
2013-03-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
Non-thermal radiation from dual jet interactions in supermassive black hole binaries
本研究针对区分单个活动星系核与超大质量黑洞双星的观测需求，提出密近黑洞双星的双喷流相互作用触发磁重联产生非热辐射的新型电磁特征，建模得到能谱与光变时标并对比普通活动星系核辐射。
2024-06-25 astro-ph.HE
Ultra-compact X-ray Binaries: A Review
International Center of Supernovae (ICESUN), Yunnan Key Laboratory of Supernova Research, Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台）；School of Astronomy and Space Science, Nanjing University（南京大学天文与空间科学学院）；School of Science, Qingdao University of Technology（青岛理工大学理学院）
本文综述了超紧致X射线双星的形成机制与演化，探讨了其在引力波天文学等领域的应用及研究意义。
2026-06-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Wind Roche lobe overflow in high mass X-ray binaries : a possible mass transfer mechanism for Ultraluminous X-ray sources
超亮X射线源（ULX）具有如此高的X射线亮度，以至于长期以来人们认为它们正在吸积中等质量的黑洞。然而，一些ULX已经显示出周期性的调制和相干脉动，暗示着一颗中子星在围绕恒星伴星的轨道上，并以超爱丁顿速率吸积。在这封信中，我们提出，ULX中的质量转移可以定性地与超巨星X射线双星（SgXB）中的质量转移相同，来自供体恒星的风高度朝向紧凑的物体。由于恒星并没有填满它的洛希瓣，这种被称为“风洛希瓣溢出”的质量传递机制即使在大质量比下也能保持稳定。基于来自光谱观测和建模的恒星风的现实加速度剖面，我们计算风的体积运动来评估被紧凑物体捕获的恒星质量流出的分数。我们确定的轨道和恒星条件的SgXB传输质量的速率匹配的期望ULX，并表明，从SgXB到ULX光度水平的过渡是渐进的。这些结果表明，一个高的恒星洛希瓣填充因子是不必要的漏斗大量的材料进入洛希瓣的吸积物。大的恒星质量损失率，例如M101 ULX-1中的沃尔夫-拉叶星或NGC 7793 P13中的晚期B 9超巨星，足以导致高束风和显着增强的质量转移率。
2018-10-30 astro-ph.HE
Ultrashort-period WD binaries are not undergoing strong tidal heating
本研究通过 MESA 模拟计算双白矮星中的潮汐加热，发现超短周期下 WD 温度显著升高，但观测表明潮汐加热非主导光度，这些热 WD 本质年轻，双星可能形成于短周期且经历了低效率共同包层演化。
2024-01-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Does Nature allow formation of ultra-compact black hole X-ray binaries via accretion-induced collapse of neutron stars?
本文提出黑洞超致密X射线双星可通过中子星吸积至最大质量后发生吸积诱导坍缩形成，并预测LISA可探测到2至5个此类系统。
2023-05-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Nuclear timescale mass transfer in models of supergiant and ultra-luminous X-ray binaries
我们调查如何接近超巨星捐助星的爱丁顿极限，和他们的先进的演化阶段，可能会影响大规模和超亮X射线双星与超巨星捐助星（SGXB和ULXs）的演变。我们构建了具有不同内部氢/氦梯度和不同富氢包层质量的大质量恒星模型，并将其暴露于缓慢的质量损失中以探测恒星半径的响应。此外，我们计算了相应的罗氏瓣溢出的质量传输的演化与我们详细的二进制恒星演化代码，近似的紧凑的对象作为点质量。我们发现，氢/氦梯度在表面下的层，因为它可能是存在于观察SGBX的良好研究的捐助者的恒星，可以使核时间尺度的质量转移在SGXB与BH或NS吸积，即使质量比超过20。在我们的双星演化模型中，施主星迅速减小它们的热平衡半径，因此可以应付高质量比所带来的不可避免的强烈轨道收缩。我们的研究结果为理解大量的银河SGXB以及它们在SMC中几乎完全不存在开辟了一个新的视角。它们也可能提供一种方法来获得更多的ULX系统，甚至在中子星吸积器的ULX系统中找到核时标质量转移，并揭示这些中子星中强B场的起源。
2019-03-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Mass transfer in white dwarf-neutron star binaries
我们进行流体动力学模拟的质量传递的二进制文件，包含一个白矮星和一个中子星（WD-NS二进制文件），并测量特定的角动量的物质损失的二进制盘风。通过将我们的结果在一个长期的演化模型，我们测量这些二进制的质量传递的长期稳定性。我们发现只有质量小于$M_{\rm WD,crit}=0.2\,M_\odot$临界质量的含氦白矮星的双星才能经历稳定的质量转移并演化成超紧凑的$X$射线双星。具有更高质量白矮星的系统经历不稳定的质量转移，这导致白矮星的潮汐破坏。我们的低临界质量相比，标准的喷气式飞机的质量损失模型产生的角动量的机械盘风的发展在高度超爱丁顿质量传递速率的有效去除。我们发现，预期的偏心率为WD-NS二进制文件时，他们接触不影响角动量的损失，只能影响长期的演变，如果他们在较短的时间尺度上变化比传质速率。我们的结果与观测到的超紧凑$X$射线双星和射电双星与白矮星同伴的数量大致一致。观测到的富钙间隙瞬态与不稳定系统与高质量白矮星的合并率是一致的。
2017-02-08 astro-ph.HE
