Reverberation in tidal disruption events: dust echoes, coronal emission lines, multi-wavelength cross-correlations, and QPOs
恒星潮汐破裂事件（TDEs）通常是通过恒星碎片吸积或冲击引起的瞬态辐射发现的。然而，这种明亮的耀斑可以被居住在星系核中的气体或尘埃再处理，从而产生多个混响信号。被TDE加热的核尘埃将导致红外波长（1-10 $μ$ m）的回波，并且TDE的光谱中的瞬态日冕线跟踪由围绕黑洞的气体引起的反射。这两种信号都已被检测到，在这里我们回顾一下这一迅速发展的领域。我们还回顾了从具有高质量X射线光变曲线的TDEs中提取的结果：准周期振荡（QPOs），荧光线的混响滞后以及与其他波长发射的互相关。本综述所涉及的观测技术在很宽的尺度范围内探测了来自TDE的发射：从光年到新形成的吸积盘的最内部。它们提供了对TDEs重要特性的深入了解，例如它们的测热输出和吸积流的几何形状。虽然没有检测到每个TDE的混响信号，但我们预计，当下一代X射线和红外仪器投入使用时，它们将变得更加普遍。
2021-07-26 astro-ph.HE
Echo Location: Distances to Galactic Supernovae From ASAS-SN Light Echoes and 3D Dust Maps
提出结合 ASAS-SN 光回声与三维尘埃图测距的新方法，测得 Cas A 和 Tycho 距离分别为 3.6±0.1 kpc 与 3.2+0.1−0.2 kpc，并验证候选供体星为前景星。
2024-10-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
The X-ray variable sky as seen by MAXI: the future of dust echo tomography with bright Galactic X-ray bursts
来自吸积致密物体的明亮、短时间X射线耀斑产生薄的尘埃散射环，使尘埃回波层析成像成为可能：高精度距离测量和尘埃视线分布绘图。这项工作着眼于过去的活动，X射线瞬态爆发，以预测的视线数量的尘埃回波断层扫描。我们搜索和测量的3个$σ$显着的耀斑在2-4千电子伏的光变曲线的所有对象在公共MAXI档案的属性。我们推导出用于分析光变曲线的技术的注量灵敏度极限为$10^{-3}$ erg cm $^{-2}$。这限制了研究主要是来自银河系X射线源的耀斑。我们得到了耀斑的数密度，并估计了相应的尘埃回波的总通量。然而，尘埃回波环的清晰度取决于耀斑相对于静止期的持续时间。我们选择耀斑是短于其相应的静止期来计算作为一个功能的流量的尘埃回波环的数密度分布。结果符合斜率的幂律$-2.3 \pm 0.1$。将其外推到较暗的耀斑，我们估计下一代X射线望远镜的灵敏度将是目前天文台的30倍，每年将产生10-30个尘埃环回波。新望远镜对来自星系际介质的尘埃环回波的敏感度也将比钱德拉望远镜高10-100倍。
2019-03-20 astro-ph.HE
Mid-Infrared Echoes of Ambiguous Nuclear Transients Reveal High Dust Covering Fractions: Evidence for Dusty Tori
本研究利用NEOWISE数据分析了19个模糊核暂现源的中红外尘埃回声，发现其具有高尘埃覆盖比例，这与活动星系核相似，为宿主星系存在尘埃环提供了证据。
2024-08-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
$Hubble~Space~Telescope$ Reveals Spectacular Light Echoes Associated with the Stripped-envelope Supernova 2016adj in the Iconic Dust Lane of Centaurus A
我们提供了一个多波段序列的$Hubble~Space~Telescope$图像，记录了与位于半人马座A中央尘埃带的条带包络超新星（SN）2016adj有关的多个光回波（LE）的出现和演变。在点扩散函数减法之后，我们识别出与SN相关的最早LE发射仅在$B$带最大值的时期之后的$+$ 34天（d）。延伸通过$+$ 578 d的附加HST图像覆盖了采取环形式的LE 1的演化，而在$+$ 1991 d上拍摄的图像不仅揭示了LE 1，而且揭示了新的内部LE环（LE 2）以及两个附加的外部LE环（LE 3和LE 4）的片段。采用单次散射形式主义，LE的角半径表明，它们起源于SN前景的离散尘埃片。这一信息，结合测量的颜色和光学深度的散射表面，通知一个场景与多张cloudspot的特点是不同程度的孔。在这种情况下，LE的角半径越大，其尘埃层位于SN的前景越远。然而，例外的是LE 2，其由比产生LE 1、LE 3和LE 4的防尘片更靠近SN的防尘片形成。LE 2的延迟出现可归因于其尘埃层沿着SN和地球之间的视线有一个明显的洞。
2022-10-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Echoes from Quantum Black Holes
广义相对论最成功的预言之一是最近LIGO-Virgo探测到了双黑洞合并产生的引力波信号。然而，有人建议，异国情调的紧凑的对象，提出的量子引力模型的BH，可能会产生类似的经典GW波形，随后延迟重复“回波”。在另一篇论文[1]中，我们对量子BH视界的普遍玻尔兹曼反射率提出了不同的论点。在这里，我们调查由此产生的回声从这个处方。我们推导出相应的准正常模式（QNM）的量子黑洞解析，并显示它们的初始条件可以相关的经典黑洞的QNM。各向异性区的不稳定性被非理想反射率抑制。然后，我们实时比较回波的分析和数值预测，验证它们的一致性。特别是，我们发现，前20个回波的幅度随时间成反比衰减，而随后的回波呈指数衰减。最后，我们提出了预测的信噪比的回波旋转BH，这应该是迫在眉睫的大规模残留物检测，在BH合并的非线性初始条件的不确定性。
2019-05-30 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Quantum Black Hole Seismology II: Applications to Astrophysical Black Holes
随着引力波天文学的出现，寻找黑洞的引力波回波成为研究黑洞视界附近的量子性质的一个有趣的探索。新生的黑洞可能是强烈的回波发射体，因为它们在形成时伴随着周围时空的大扰动。利用量子黑洞地震学框架（Oshita et al. 2020），我们研究了由中子星合并和失败的超新星导致的BH形成时的预期回波。对于BH残留物从中子星合并，我们评估的一致性，这些模型与最近的索赔存在的回波以下中子星合并事件GW 170817。我们发现，在GW170817中声称的回声，如果是真的，表明泛音贡献了大量的能量在残留BH的振铃。最后，我们讨论了第二代和第三代引力波探测器从失败的超新星回波的可探测性，并发现当前（未来）的探测器约束物理反射率模型的事件发生在几个百万秒差距（几× 10百万秒差距）。探测到这样的回波信号可能会大大限制中子星的最大质量和状态方程。
2020-07-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Lighthouse in the Dust: Infrared Echoes of Periodic Emission from Massive Black Hole Binaries
活动星系核（AGN）中亚秒差距大质量黑洞双星（MBHB）的光学和紫外辐射被认为是周期性变化的，其时间尺度与双星的轨道时间相当。如果由吸积速率波动驱动，则可变性可以是各向同性的。如果由相对论性多普勒调制主导，变化性应该是各向异性的，类似于旋转的前向光束灯塔。我们认为红外（IR）混响的PC规模的环双星尘埃环的周期性发射的任何类型。我们预测的相位和振幅的IR变化的尘埃光交叉时间的源的变化周期的比率的函数，和环面的倾角和开口角。我们列举了各向同性和各向异性的情况下之间的几个差异。有趣的是，对于一个几乎面对面的二进制与倾斜的尘埃环，多普勒增强可以产生红外变化没有任何可观察到的光学/紫外变化。在对周期性活动星系核的光学搜索中，这种红外线的变化可能会被遗漏。我们将我们的模型应用于MBHB候选PG 1302-102的时域WISE IR数据，并发现在较短波长W1-W2（2.8-5.3微米）波段中各向同性发射和多普勒增强源与尘埃混响的一致性。我们将尘埃环约束为薄的（长宽比~0.1），内半径为1-5 pc。更一般地说，我们的尘埃回波模型将有助于识别新的MBHB候选者，确定其性质，并限制MBHB及其尘埃环的物理特性。
2017-07-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Compton echoes from nearby Gamma-Ray Bursts
最近在GW 170817中发现的引力波，与距离为$40$ Mpc的短伽马射线暴（GRB）有关，表明短伽玛射线暴可以以合理的速率局部发生。此外，引力波使我们能够探测到近距离的伽玛暴，即使我们是在远离喷流轴线的纬度上观测。我们在这里考虑康普顿回波，即来自即时和余辉发射的散射光。康普顿回波是一种尚未被探测到的伽马射线暴的对应物，它在X射线中达到峰值，并在爆发后的数百到数千年内保持大致恒定的通量。虽然在典型的宇宙学伽马射线暴中太过微弱而无法被探测到，但确实可以用这种方式观测到一小部分具有足够大的X射线能量输出的近距离爆发，并且周围的介质足够致密。康普顿回波的检测可以提供对突发特性和环境密度结构的独特见解。特别是，它可以潜在地确定是否有一个成功的射流突破了紧凑的二元合并喷出物。我们在这里讨论康普顿回波的属性和期望，并提出检测方法。
2018-05-07 astro-ph.HE
X-ray Scattering Echoes and Ghost Halos from the Intergalactic Medium: Relation to the nature of AGN variability
X射线明亮的类星体可能被用来通过X射线散射现象追踪环星系和星系际介质中的尘埃，这种散射现象在银河系物体周围观察到，这些物体的光穿过足够的星际气体和尘埃柱。特别令人感兴趣的是大于0.1微米的灰色尘埃的丰度，这在其他波长下很难检测到。为了计算大颗粒的X射线散射，必须放弃传统的瑞利-甘斯近似。宇宙X射线散射光学厚度的米氏解约为1%。这给从钱德拉的点源图像中区分尘埃散射光子带来了很大的困难，钱德拉的点源图像目前在成像分辨率上是无与伦比的。活动星系核的可变性质为这个问题提供了一个解决方案，因为散射光需要更长的路径，因此相对于非散射光会经历一个时间延迟。如果活动星系核由于一个主要的反馈事件而明显变暗（> 3 dex），钱德拉点源图像相对于散射晕将被抑制，X射线回波或鬼晕可能变得可见。我估计了钱德拉在整个天空中可见的散射回波的总数：N_ech ~ 10^3（nu_fb / yr^-1），其中nu_fb是能够使活动星系核迅速变暗的反馈事件的特征频率。
2015-03-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Using Infrared Dust Echoes to Identify Bright Quasi-periodic Eruption Sources
本文提出利用TDE后持续约1000天的红外尘埃再处理回波识别峰值热光度≳10^44 erg/sec的明亮QPE，并据此预测AT2020ysg可能为QPE源。
2025-02-17 astro-ph.HE
GW190521: Search for Echoes due to Stimulated Hawking Radiation from Black Holes
本研究针对GW190521双黑洞并合事件，用两套独立方法搜寻受激霍金辐射产生的引力波回声，得到与理论预期相符的初步证据，为下一代探测器验证黑洞量子结构提供依据。
2023-05-29 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Interstellar-Medium Mapping in M82 Through Light Echoes Around Supernova 2014J
我们提出了多历元测量的大小和表面亮度的光回波从超新星（SN）2014 J在附近的星暴星系M82。哈勃太空望远镜（HST）ACS/WFC图像是在滤波器F475 W、F606 W和F775 W中B波段最大值后约277天和约416天拍摄的。为了进行更完整的分析，纳入了在约216天和约365天（Crotts 2015）时使用HST WFC 3/UVIS图像进行的观测。这些图像揭示了至少两个主要的光回波分量的时间演变。第一个表现出填充环结构与位置角依赖的强度。这种径向扩展的弥散回波表明在SN的前景存在一个不均匀的星际尘埃云，范围从~100 pc到~500 pc。第二个回波分量显示为以SN为中心的未分辨的发光四分之一圆弧。在不同尘埃成分中测量的散射的波长依赖性表明，产生发光弧的尘埃有利于较小的颗粒尺寸，而引起漫射光回波的尘埃可能具有与银河系尘埃相似的尺寸。较小的颗粒可以产生一个光学深度，与以前的研究在最大光附近测量的超新星-地球视线一致。因此，产生发光弧的尘埃板也可能是SN 2014 J大部分消光的原因。由散射物质中的类银河尘埃所测得的光学厚度比由尘埃板所测得的光学厚度要小。
2016-11-07 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraining the Amount of Circumstellar Matter and Dust around Type Ia Supernovae through Near-Infrared Echoes
星周（CS）环境是理解Ia型超新星（SNe Ia）祖先的关键，也是宇宙学应用中Ia型超新星特有消光性质的起源。有人认为CS尘埃对SN光子的多次散射可以解释非标准红化规律。在本文中，我们研究的CS尘埃在红外（IR）波长范围内的SN光子再发射的效果。这种效应允许将观察到的IR光变曲线用作对CS灰尘的位置/大小和量的约束。该方法被施加到观察到的近红外（NIR）超新星Ia样本;即使在保守的假设下，CS尘埃质量的有意义的上限。因此，我们澄清了一个困难与CS尘埃散射模型作为一个特殊的红化规律的一般解释，而它可能仍然适用于一个子样本的高度红化超新星Ia。对于Ia超新星来说，星际尺度的环境似乎是造成非标准灭绝定律的原因。此外，更深的限制，可以得到使用的标准性质的超新星Ia近红外光曲线。在该应用中，对于质量损失率高达~0.01 pc的原始物质，Mdot的上限为~10^{-8}-10 ^{-7} Msun/yr（风速为~10 km/s），对于质量损失率高达~ 0.1 pc的原始物质，Mdot的上限为~10^{-7}-10 ^{-6} Msun/yr。
2015-07-09 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Time-Dependent Radiation Transport Simulations of Infrared Echoes from Dust-Shrouded Luminous Transients
该研究通过辐射输运模拟揭示尘埃遮蔽瞬变源的红外回波特性，成功解释AT2018cow的红外超量，支持FBOT周围存在不透明尘埃介质。
2025-01-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
On gravitational-wave echoes from neutron-star binary coalescences
最近，在$4.2σ$显著性水平上，对GW 170817合并后信号中的引力波回波进行了尝试性检测。据推测，该信号可能为残留的奇异物体中的近视界量子结构提供证据。我们指出，如果残留的对象是一个超紧凑的中子星，回波的对象，半径仅略小于一个普通的中子星。在~72 Hz处报告的回波与质量约为$M\in(2,3) M_\odot$、半径接近布赫达尔极限R~ 9 GM/（4c^2）的不可压缩恒星的玩具模型相一致。如果得到证实，低频引力波回波将与目前所有的中子星模型产生矛盾，并将对核物理和引力产生重大影响。
2018-06-12 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
GRB 230307A Formed No Dust or Was Not a Binary Neutron Star Merger
Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校天文学与天体物理学系）
GRB 230307A的红外光谱分析表明，其尘埃或重元素产率与中子星并合模型不符，排除了千新星起源的可能。
2025-10-17 astro-ph.HE
Detection of a Light Echo from the Otherwise Normal SN 2007af
我们在NGC 5584中发现了SN 2007 af的光回波，这是一颗正常的Ia型超新星（SN Ia）。哈勃太空望远镜（HST）在爆炸后三年拍摄的图像显示了两个独立的回声;外部回声和扩展的中心区域，我们认为这是一个未解决的内部回声。使用宽视场相机3在F160 W、F350 LP、F555 W和F814 W中获得多个图像。如果外部回波是由垂直于视线的星际尘埃层产生的，它位于SN前方约800 pc处。内回波尘埃距SN为0.45pc < d < 90 pc。内部回波颜色与典型的星际尘埃波长相关散射截面一致，而外部回波颜色与预测不符。两个尘埃层，如果在前景，是光学散射薄，与外部回波层厚度与推断消光从峰值亮度一致。内部的回声是来自星际尘埃还是来自星周尘埃还不清楚。总体而言，回波特征与先前观察到的Ia型超新星回波非常相似。
2014-10-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Boltzmann Meets Lorentz: A Surrogate Model for Black Hole Echoes
黑洞视界的存在还没有得到严格的观测证明，事实上也不可能。然而，通过观测探测可能的近地平线结构的引力波回波，可以建立替代方案。这些回声被认为是在奇异的致密天体中产生的，这些天体是没有水平线的，并且在它们的光环内有一个部分反射的“墙”，在其中产生一个引力扰动可能产生回声的空腔，同时在每次通过时通过角动量屏障泄漏出来。回波的特征信号是由几乎均匀间隔的频谱共振组成的梳状结构。虽然近似正确，但偏离这个简单的图像可能会导致严重的观测信号损失。在本文中，我们将探索这种微妙的最新结果的回声来源和几何。一个物理激励的回波模型，然后开发为洛伦兹谱线的总和，参数化的地平线帧频率和腔的大小的函数。我们最终得到的光谱只与黑洞的质量和自旋以及近视界物理学的紫外尺度有关。然后，我们将此模型应用于搜索LIGO/Virgo中具有最大振铃信号的引力波事件（即GW 190521）中的回波。我们将我们的研究结果解释为合并后回波中的分数能量的测量等于$E_{echoes} / E_{GR} = 8.9 \pm 4.5\%$，其中不确定性范围代表90%的可信区域。这个结果的鲁棒性进行了测试，对噪声背景和模拟注射，我们发现，信号持续通过修改模型和数据搜索的变化。
2021-12-31 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The WISE Detection of an Infrared Echo in Tidal Disruption Event ASASSN-14li
我们报告了使用宽视场红外勘测探测器和新发布的近地天体WISE再激活数据对最近的潮汐破裂事件（TDE）ASASSN-14 li的显著红外变化的探测。与静止状态相比，在光学发现后36天（或峰值破裂日期后$\sim110$天），在W1（$3.4μ$ m）和W2（$4.6μ$ m）带中的红外通量增亮0.12和0.16量级。$\sim170$在多天后仍可检测到通量过量。假设类似耀斑的红外辐射来自黑洞周围的尘埃，其黑体温度估计为$\sim2.1\times10^3$ ~K，略高于尘埃升华温度，表明尘埃很可能位于尘埃升华半径附近。尘埃的加热和辐射之间的平衡要求热光度为$\sim10^{43}-10^{45}$ ~ \lum，与观测到的峰值光度相当。这一结果首次证实了探测到的红外辐射尘埃回波的TDEs。
2016-09-07 astro-ph.HE
Hot springs and dust reservoirs: JWST reveals the dusty, molecular aftermath of extragalactic stellar mergers
利用JWST对四颗亮红新星进行红外观测与辐射转移建模，测量其尘埃质量与晚期性质，发现其对宇宙尘埃总量贡献可达核心坍缩超新星的约25%，并揭示含氧分子特征，凸显了红外研究的重要性。
2025-08-05 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
A dust-enshrouded tidal disruption event with a resolved radio jet in a galaxy merger
潮汐破裂事件（TDE）是恒星被超大质量黑洞（SMBH）的引力场撕裂时产生的瞬态耀斑。我们已经在合并星系对Arp 299的西核中观测到一个瞬变源，它在红外和射电中的辐射大于1.5 × 10^52尔格，但在光学或X射线波长上并不发光。我们将其解释为TDE，其大部分发射在尘埃的红外波长下重新辐射。高密度气体和尘埃的有效后处理可以解释理论预测和观测到的TDE亮度之间的差异。无线电观测解决了一个扩大和减速喷流，探测喷流的形成和演变周围的SMBH。
2018-06-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Hard X-Ray to Radio Multiwavelength SED Analysis of Local U/LIRGs in GOALS Sample with Self-consistent AGN Model Including Polar-dust Component
利用GOALS（Armus et al. 2009）中的核光谱望远镜阵列和/或Swift/Burst Alert望远镜观测到的57个本地发光和超亮红外星系（U/LIRGs），进行了硬X射线-射电多波长光谱能量分布（SED）分解。我们通过实现红外（IR）CLUMPY模型修改了最新的SED拟合程序X-CIGALE，允许自洽地使用X射线环面模型（XCLUMPY）进行多波长研究。采用通过X射线拟合（Yamada et al. 2021）获得的环面参数，我们估计了宿主星系、活动星系核（AGN）环面和极地尘埃的性质。恒星形成率随合并阶段的增加而增大，且大部分在主序以上。SFR与射电光度相关，表明星暴辐射在射电波段占主导地位。虽然极尘消光比环面消光小得多，但极尘的紫外-红外（主要是红外）光度是环面光度的$\sim$ 2倍。极地尘埃的温度降低，而由温度和尘埃升华半径估计的物理尺寸随着活动星系核的光度从几十秒差距（早期合并）到千秒差距尺度（晚期合并）而增加，其中极地尘埃可能是膨胀的（即，不断发展）的尘埃外流。SFR和内禀活动星系核光度的比较表明，星暴发生的第一次和活动星系核出现后，和整体的增长率遵循的同步协同演化关系，可以建立本地星系SMBH质量关系。我们确认共存的强烈的星爆，活动星系核，并在后期的合并大规模外流，支持一个标准的活动星系核反馈方案。
2023-01-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Optical and radio transients after the collapse of super-Chandrasekhar white dwarf merger remnants
双白矮星合并后的超拉塞卡残留物有时会坍缩成快速旋转的中子星（NS），伴随着几倍于$0.01M_{\odot}$的质量喷射。明亮的光学瞬态发射可以产生的喷出物，由于加热的放射性，特别是通过能量注入从NS。由于坍缩前的合并残留物类似于一颗恒星从渐近巨星分支阶段演化到行星状星云阶段，因此强烈的尘埃风被认为是在坍缩前大约几千年前驱动的，并以大半径包围残留物。因此，尘埃风对瞬态光辐射有一定的吸收和散射作用，从而抑制了瞬态光辐射的峰值，并在光变曲线上形成了一个散射平台。几年后，当喷出物最终赶上风物质时，它们之间的激波相互作用可以进一步引起数十天时间尺度上的可检测无线电瞬态发射。发现和观测这类尘埃影响的光学瞬变和激波驱动的射电瞬变，有助于探索超白矮星合并残留物的性质以及双白矮星系统的密度和型比，有助于评估它们的引力波贡献。
2019-05-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
The dusty aftermath of SN Hunt248: merger-burst remnant?
SN Hun 248被归类为一个非终端喷发（SN“冒名顶替者”），来自一颗直接识别和高度可变的冷超巨星。2014年的爆发达到了与历史上的亮蓝变星（LBV）Eta Car爆发相当的峰值亮度，并表现出多峰的光学光变曲线，在大约100天后迅速消失。我们报告紫外线（UV）通过光学观测SN Hunt 248与哈勃太空望远镜（HST）约1年后爆发，和中红外观测与斯皮策太空望远镜爆发前和下降。哈勃望远镜的数据揭示了一个源，它的视亮度比现有的最暗的前体恒星的测量值暗10倍。紫外光谱能量分布（SED）需要一个强大的巴耳末连续，符合热B4-B5光球衰减灰色拱消光。源的大量中红外过量与质量为10^{-6} - 10^{-5} MSun的热尘埃的热发射一致，其几何范围与2014年事件的喷出物的膨胀半径相当。SED模型表明，尘埃由相对较大的颗粒（>0.3 μ m）组成，这可能与我们推断的紫外光学对应物的灰色拱星消光有关。对前兆测光的修正分析也与星周尘埃的灰色消光一致，并表明恒星的初始质量可能是之前估计的两倍（约60 MSun）。对早期爆发数据的重新分析表明，爆发的峰值亮度和外流速度与恒星合并候选者所表现出的趋势一致，这促使人们猜测SN Hunt 248也可能源于大规模恒星合并或共同包络抛射。
2017-10-16 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
