Drifts of the marginally stable burning frequency in the X-ray binaries 4U 1608--52 and Aql X--1
我们利用Rossi X射线时间探测器（RXTE）探测了环礁中子星（NS）低质量X射线双星4U 1608- 52和Aql X-1的毫赫兹准周期振荡（mHz QPO）。从对4U 1608- 52和Aql X-1的所有RXTE观测的分析中，我们分别在49和47个观测中发现了具有显著性水平$>3σ$的mHz QPO。QPO频率被限制在$\sim$ 4.2和13.4 mHz之间。这些类型的兆赫QPO已被解释为是轻微稳定的核燃烧的结果，他在NS表面。我们还报告在4 U 1608--52的三次观测中发现了向下的频率漂移，使其成为第三个显示这种行为的来源。我们只在Aql X-1中的一个场合发现了频率漂移的有力证据，可能是因为观测时间太短，无法测量显著的漂移。最后，mHz QPO主要在两个源都处于软或中间状态时被检测到;显示频率漂移的情况仅在源处于中间状态时发生。我们的结果与NS系统4U 1636- 53和EXO 0748- 676观察到的现象是一致的，这表明所有四个源都可以达到NS表面上He的边缘稳定燃烧的条件。这些条件在所有四个系统中以相同的方式取决于源状态。
2021-02-01 astro-ph.HE
X-ray bursts and superbursts - recent developments
在过去的15年里，X射线暴研究在观测和理论上都取得了许多有趣的新进展。新的现象被发现，如爆发振荡和超级爆发，并确定了热核燃烧的新机制。在未来几年里，利用现有和未来仪器进行研究的一个重要驱动力是对中子星基本参数的追求。然而，其他几个更直接的问题也迫切需要答案。例如，超级暴是如何被点燃的，为什么暴尾中存在暴振荡？我们简要回顾了最近的发展，并讨论了MAXI可以发挥的作用。得益于MAXI的大可见度窗口和大占空比，它特别适合研究罕见的长持续时间爆发（如超级爆发）的重现。简要介绍了MAXI数据的探索性研究。
2011-02-16 astro-ph.HE
Neutrino emission of neutron-star superbursts
本文模拟中子星超级爆发，提出描述冷却中微子阶段及爆发能量数月尺度演化的方法，揭示温度分布普适关系与光变曲线、中微子热损失率的统一性。
2023-12-04 astro-ph.HE
Evidence of spreading layer emission in thermonuclear superbursts
当一颗中子星从低质量X射线双星中的伴星吸积物质时，吸积的气体通过边界/扩散层沉降到恒星表面。在极少数情况下，聚集的气体会经历一次由中子星大气层深处的碳燃烧提供动力的强大热核超级爆发。在本文中，我们应用非负矩阵分解谱分解技术，以显示在4U 1636-536的超暴期间的光谱变化可以由两个不同的组件来解释：1）以变温黑体辐射分量为特征的超暴发射，和2）具有常数$\sim$ 2.5 keV的准普朗克分量，温度在通量中以因子$\sim$ 15变化。准普朗克分量的谱在形状和特征上与中子星低质量X射线双星吸积/持续谱中观测到的频率分辨谱一致，并且与Inogamov & Sunyaev（1999）的扩展层模型的预测一致。我们的结果是另一个观测证据，表明超级爆发-也可能是正常的X射线爆发-引起盘星边界的变化。
2016-06-02 astro-ph.HE
On the impact of the carbon fusion rate over the properties of superbursts -- Numerical simulations of superbursts with MESA
Institut d’Astronomie et d’Astrophysique, Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学天体物理与天文学研究所）
通过改变碳聚变反应速率，使用MESA模拟超级爆发，发现速率变化显著影响爆发周期、衰减时间、点火深度和α核素合成。
2026-08-04 astro-ph.HE
A search for the $835\,\text{Hz}$ superburst oscillation signal in the regular thermonuclear bursts of 4U 1636-536
爆发振荡是在燃烧的海洋中产生的亮度不对称现象，发生在吸积的中子星上的热核爆发期间。它们在H/He触发的（I型）爆发和碳触发的超爆发中被观察到。其机制并非未知，但主要的爆发振荡频率通常在自旋频率的几Hz内，这是独立已知的。研究得最好的爆发振荡源之一，4U 1636-536，在其规则的I型爆发和一个超级爆发中都有$581\,\text{Hz}$的振荡。然而最近，Strohmayer \& Mahmoodifar报告在超级暴期间发现了一个更高频率的额外信号，$835\,\text{Hz}$。这种较高的频率与几种类型的全球海洋模式的预测一致，这是可能的爆发振荡机制之一。如果是这种情况，则相同的物理机制可以在该源的正常I型突发中操作。在本文中，我们报告了在规则的I型爆发中对周期信号的堆叠搜索：我们在较高频率处没有发现显著的信号，单次试验均方根（rms）分数振幅的上限为0.57（6）\%。然而，我们的分析确实揭示了占主导地位的$581\,\text{Hz}$爆发振荡信号以弱水平存在，即使在爆发样本中也不能在单个爆发中检测到。这表明爆发振荡机制中的任何截止都发生在现有X射线望远镜的检测阈值以下。
2019-03-26 astro-ph.HE
The 2020 Superburst of 4U 1608-522 and its impact on the accretion disk
本研究证实了2020年7月4U 1608-522的新超暴事件，通过多望远镜数据对比与光谱分析，发现超暴后吸积内盘温与半径有数天系统性演化，且该演化时标无法由常规黏滞机制解释。
2025-09-02 astro-ph.HE hep-ph
Superburst oscillations: ocean and crustal modes excited by Carbon-triggered Type I X-ray bursts
吸积中子星在热核X射线爆发时，其光变曲线会出现高频调制，称为爆发振荡。频率可以从NS的自旋频率偏移几Hz，并且可以漂移1-3 Hz。一种可能的解释是海洋爆发中的一种模式，其频率会随着爆发冷却而降低（在旋转框架中），从而解释了漂移。大多数爆发振荡都是在氢/氦触发的爆发期间观察到的，但是在超级爆发期间观察到了一次振荡;数小时长的I型X射线爆发是由海洋深处不稳定的碳燃烧引起的。本文计算了海洋r模在超暴期间的频率演化。在爆发期间，旋转帧频率从4-14 Hz变化，并且对背景参数，特别是海洋温度和点火深度敏感。将此计算结果与4U-1636-536上观测到的超暴振荡进行了比较。预测的模式频率（$\sim$ 10 Hz）需要$\sim$ 592 Hz的自旋频率才能与观测结果相匹配;比从海洋r模式模型中推断的H/He触发爆发振荡的自旋高6 Hz。该模型还高估了超暴期间的频率漂移90%。
2018-04-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Thermonuclear superburst of MAXI J1752$-$457 observed with NinjaSat and MAXI
本文报告了 MAXI 和 NinjaSat 对 X 射线暂现源 MAXI J1752$-$457 热核超级爆发的观测，通过光变曲线衰减分量和黑体模型分析，推断其为中子星外壳碳点火引发的事件，并估算了黑体半径与点火柱密度等关键参数。
2025-05-28 astro-ph.HE
Discovery of a strong 6.6 keV emission feature from EXO 1745$-$248 after the superburst in 2011 October
我们在超暴峰值后40小时的RXTE观测到的EXO 1745 $-$ 248的X射线谱中发现了一个不明的强发射特征。该结构以6.6 keV为中心，并以4.3 keV的大等效宽度显著加宽，对应于4.7 $\times$ 10 $^{-3}$ ph cm $^{-2}$ s $^{-1}$的线光子通量。3-20 keV的光谱成功地再现了一个幂律连续带窄和宽（2.7 keV的半高宽）高斯发射分量。或者，该特征可以由四个窄高斯描述，中心在5.5 keV，6.5 keV，7.5 keV和8.6 keV。考虑到该特征的强度和形状，它不太可能是由某些光学厚材料（如吸积盘）反射连续X射线引起的。在RXTE观测前10 h进行的INTEGRAL观测中未检测到该特征，线通量上限为1.5 $\times$ 10 $^{-3}$ ph cm $^{-2}$ s $^{-1}$。所观察到的发射结构是一致的重力红移电荷交换发射从Ti，Cr，Fe和Co。我们建议，从一个高度富集金属回落电离爆发风和吸积盘之间的电荷交换相互作用的发射结果，在距离$\sim$ 60公里的中子星。如果这种解释是正确的，那么这些结果将为理解热核X射线爆发期间的核燃烧过程提供新的信息。
2021-08-31 astro-ph.HE
NICER Observes the Effects of an X-Ray Burst on the Accretion Environment in Aql X-1
中子星周围的吸积盘经常受到恒星表面不稳定热核燃烧产生的I型X射线爆发的突然强烈照射。我们调查的影响，在第一个X射线爆发观测与中子星内部成分探测器（NICER）在国际空间站上的磁盘。在硬光谱状态期间，从Aql X-1可以看到爆发。除了中子星的热辐射外，爆发光谱还显示出超过1 keV的软X射线光子，这是NICER的灵敏度峰值。我们解释的过剩作为一个组合的再加工的强烈的光电离盘和增强的爆发前持续通量，可能是由于坡印廷罗伯逊阻力或日冕再加工。这是第一个这样的检测短亚爱丁顿爆发。由于这些爆发经常被观测到，NICER将能够研究X射线爆发如何影响一系列吸积中子星系统和盘状态的盘和日冕。
2018-08-20 astro-ph.HE
Evidence of Nuclear Urca Process in the Ocean of Neutron-Star Superburst MAXI J1752$-$457
RIKEN Pioneering Research Institute (PRI)（理化学研究所前沿研究研究院）；Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所）；School of Nuclear Science and Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学核科学与技术学院）；RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical & Mathematical Sciences (iTHEMS)（理化学研究所跨学科理论与数学科学中心）；Department of Physics, Tokyo University of Science（东京理科大学物理学系）；Graduate School of Advanced Science and Engineering, Hiroshima University（广岛大学先进理工学研究科）；Academi Support Center, Kogakuin University（工学院大学学术支援中心）；Center for Nuclear Study (CNS), The University of Tokyo（东京大学核研究教育中心）
通过观测MAXI J1752-457中子星超爆发后4天的快速冷却，研究发现核Urca过程可能在超爆发后持续主导2天，为探测超爆发残余物提供了新途径。
2026-10-14 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Testing the rotating hot spot model using X-ray burst oscillations from 4U 1636-536
对中子星质量和半径的精确测量将为超核密度下冷物质的性质提供有价值的信息。一个有希望的方法，使这样的测量涉及到分析的X射线通量振荡经常看到热核（1型）X射线爆发。这些振荡几乎肯定是由恒星表面较热区域的辐射产生的，这些辐射受到恒星旋转的调制。旋转的一个结果是，振荡在较高的光子能量下比在较低的能量下出现得更早。Ford（1999）在Aql X-1的一次1型爆发的尾振荡中发现了强有力的证据。因此，我们单独分析了在4U 1636-536的四个1型爆发的尾部观察到的振荡，当平均时，为Muno等人（2003）的分析中的软铅提供了最有力的证据。我们还分析了在该恒星的超暴期间观测到的振荡。我们发现，从这五个爆发的数据，单独和联合处理，是完全符合旋转热点模型。不幸的是，这些数据的不确定性太大，无法对这颗恒星的质量和半径提供有趣的限制。
2013-03-01 astro-ph.HE
Puzzling thermonuclear burst behaviour from the transient low-mass X-ray binary IGR J17473-2721
我们研究了IGR J17473-2721的热核爆发行为，IGR J17473-2721是一个X射线瞬变，在2008年经历了长达六个月的爆发，（不寻常地）从X射线爆发开始。我们用AGILE、Swift、RXTE和INTEGRAL在整个爆发过程中总共探测到57次热核爆发。在爆发期间，推断出的吸积率范围很广（介于爱丁顿吸积率m-dot_Edd的<1%和约20%之间），使我们能够研究核燃烧过程的变化，并确定多达七个不同的阶段。爆发率逐渐增加的吸积率，直到它下降（在一个持久的流量对应于约15%的m-dot_Edd）爆发峰值前几天，之后爆发没有检测到一个月。随着持续发射随后减少，爆发活动恢复的速度比爆发上升期间低得多。这种滞后现象可能是由于吸积对表面核燃烧过程的热效应引起的，其时间尺度与中子星壳热响应的时间尺度大致一致。另一方面，在爆发峰值附近的数据间隙内发生的未被检测到的超级爆发可能会产生类似的爆发活动淬灭。
2010-07-29 astro-ph.HE
Systematic variation in the apparent burning area of thermonuclear bursts and its implication for neutron star radius measurement
对中子星半径的精确测量可以提供一个强有力的探测器，以探测核密度以外的冷物质的性质。从20世纪70年代末开始，有人提出可以从热核（I型）X射线爆发衰变部分的表观或推断发射面积获得半径。然而，该表观面积通常不是恒定的，这妨碍了源半径的可靠测量。在这里，我们报告的第一次之间的相关性的推断面积和突发属性的变化，测量样本中的近900个突发43个来源。我们发现，衰变过程中推断面积的变化率与爆发衰变持续时间呈负相关。Spearman秩相关检验表明，对于我们的整个样本，这种关系在<10^{-45}水平上是显著的，而对于625个没有光球半径膨胀的爆发，这种关系在7 × 10 ^{-37}水平上是显著的。这种关系对于表现出宽范围爆发持续时间的单个源（例如4U 1636-536和Aql X-1）也非常重要。我们认为，颜色因子的变化，它涉及的色温所造成的散射在中子星大气中的燃烧层的有效温度，可以解释的相关性。这反过来又意味着，在持续时间长和持续时间短的爆发之间，大气成分会有很大的变化。
2009-08-28 astro-ph.GA astro-ph.HE nucl-ex
Thermonuclear burst observations for model comparisons: a reference sample
我们提出了一个样本的热核（I型）X射线暴的观测，选择与数值模型进行比较。提供了四种不同的热核点火情况的例子：混合H/He燃料中的He点火（Fujimoto等人1981年的案例1）;纯He燃料中的He点火，在稳定燃烧耗尽吸积H之后（案例2）;超紧凑系统中从演化施主积累的（几乎）纯He中的点火;还有一个超级爆发的例子，被认为是由一层碳燃料的点燃引起的，碳燃料是更频繁爆发的副产品。对于规则的爆发，我们测量了复发时间，并计算了RXTE观测的平均爆发轮廓。我们还估计了复发时间的爆发对，包括那些观察到的瞬态爆发建模使用数值点火代码。对于每一对爆发，我们列出了爆发的属性，包括复发时间，通量和峰值通量，持续通量水平（和推断吸积率）以及持续通量与通量的比率。在随附的资料中，我们提供了每一次爆发的辐射热光度曲线，由时间分辨光谱分析确定。随着推断或采用的参数为每个爆发系统，包括距离，表面重力，和红移，这些数据被建议作为一个合适的测试案例点火模型。
2017-03-22 astro-ph.HE
Anisotropy of X-ray bursts from neutron stars with concave accretion disks
低质量X射线双星中中子星和吸积盘的辐射不是各向同性的。圆盘的非球形形状以及圆盘对中子星的阻挡（反之亦然）导致观测到的通量取决于圆盘相对于视线的倾角。这对于解释I型X射线爆发具有特别重要的意义，I型X射线爆发是由中子星上物质的热核燃烧提供动力的。由于部分X射线爆发会被圆盘反射，观测到的爆发通量取决于来自中子星的直接发射和圆盘反射的各向异性。这影响了源距离的测量，质量吸积率，以及对中子星状态方程的约束。以前的研究预测的各向异性因子的总爆发通量，假设一个几何扁平的磁盘。最近，对两个异常长的爆发（所谓的超级爆发）的详细观测首次允许测量直接和反射的爆发通量，而不仅仅是它们的总和。反射通量和直接通量的比率（反射分数）远高于平坦圆盘的各向异性所能解释的。我们创建数值模型来计算不同的磁盘形状，包括凹盘的各向异性因子。我们分别给出了直接爆发通量和反射爆发通量的各向异性因子，以及持续通量的各向异性因子。当内部的吸积盘高度急剧增加时，会产生比1大得多的反射率，从而使恒星的一部分被挡住。如果X射线加热导致内盘膨胀，则这种几何形状可能由X射线爆发引起。
2015-12-14 astro-ph.HE
