Accretion Disc Wind Variability in the States of the Microquasar GRS 1915+105
继续我们的作用和在微类星体GRS 1915+105的吸积盘风的演变的研究,我们提出了高分辨率的光谱变化分析的β和γ状态的钱德拉高能透射光栅光谱仪。通过跟踪吸积盘风的吸收线的变化,我们发现了新的证据,表明辐射在一系列时间尺度上将内外吸积盘联系起来。随着中心X射线通量在高亮度伽马状态期间的上升,我们观察到风的渐进过度电离。在β状态下,我们认为,在内盘的变化,导致喷射的瞬态“婴儿喷流”也淬火高度电离风从外盘。我们的分析揭示了内部吸积盘的状态,结构和X射线光度如何共同驱动高度电离的吸积盘风的形成和变化。
2011-12-05 astro-ph.HE
Swift Spectroscopy of the Accretion Disk Wind in the Black Hole GRO J1655-40
钱德拉在2005年恒星质量的黑洞GRO J1655-40爆发期间获得了两个高能透射光栅(HETG)光谱,揭示了丰富而复杂的盘风。在它发射后不久,尼尔·盖勒斯斯威夫特天文台开始监测同样的爆发。一些X射线望远镜(XRT)的观测是在一种模式下获得的,这种模式使得不可能去除强的Mn校准线,因此光谱中的Fe K-α线区域以前被忽略了。然而,这些线使能量尺度的精确校准,促进吸收为主的盘风及其速度变化的研究。在这里,我们提出了适合15斯威夫特/XRT光谱,揭示流出的变化和演变。数据强烈地指向磁驱动的盘风:更高的速度(例如,v ~ 10^4 km/s)和较低的速度(例如,v ~ 10^3 km/s)的风分量通常比热驱动外流(v < 200 km/s)的速度快得多,光电离模型产生的吸收半径比定义热成风典型内部范围的康普顿半径低两个数量级。此外,关键的风参数之间的相关性产生的平均吸收测量分布(AMD)是一致的磁流体动力学风模型。我们讨论了我们的结果在最近的观测和理论研究的黑洞吸积盘和流出,未来的前景。
2020-03-24 astro-ph.HE
A Hybrid Magnetically/Thermally-Driven Wind in the Black Hole GRO J1655-40?
GRO J1655-40在2005年爆发期间,曾被钱德拉高能透射光栅光谱仪观测过两次;第二次观测显示光谱中富含从O到Ni的元素的电离吸收线(Miller等人,2006 a,2008; Kallman等人,2009),表明流出物密度太大,电离程度太高,无法由辐射或热压力驱动。到目前为止,这个光谱是唯一明确的证据,电离风驱动的吸积盘的磁性过程中的黑洞X射线双星。在这里,我们提出了我们的第一个钱德拉观测,近三个星期前,其中唯一的签名风是Fe XXVI吸收线的详细光谱分析。通过光电离模型比较宽带X射线光谱,我们认为,钱德拉光谱的差异不可能被解释的电离光谱的变化,这意味着风的属性不能在整个爆发是恒定的。我们探讨风的变化,我们建议可能开始作为混合MHD/热风的物理场景,但在几个星期的过程中演变成两个不同的流出具有不同的属性。我们讨论了我们的结果之间的联系的吸积流的状态和存在的瞬态盘风的影响。
2012-02-27 astro-ph.HE
Accretion disc atmospheres and winds in low-mass X-ray binaries
在过去的十年中,X射线光谱学使得大量的发现光电离吸收的X射线双星。对这种吸积盘、大气和风的研究对于理解吸积过程和可能的环境反馈机制具有根本的重要性。本文综述了低质量X射线双星中吸积盘大气和风的观测和理论研究现状,重点讨论了风的发射机制和对吸积状态的依赖性。最后,我们谈谈值得特别注意的问题。
2015-10-13 astro-ph.HE
Time-dependent global simulations of a thin accretion disc: the effects of magnetically-driven winds on thermal instability
本文通过一维全局模拟研究磁驱动风对薄吸积盘热不稳定性的影响,发现低质量外流率的风可缩短爆发周期,而高质量外流率的风能有效抑制热不稳定性。
2023-09-22 astro-ph.HE
The thermal-radiative wind in low mass X-ray binary H 1743-322; Radiation hydrodynamic simulations
在大倾角黑洞双星系统的盘主导态中观察到蓝移吸收线,表明这些能量来自赤道盘风。虽然磁风仍有可能产生一些影响,但预计会出现热风和热辐射风。我们从辐射流体动力学模拟结果表明,从原子功能(束缚自由和线)的附加辐射力是重要的,随着电子散射。这些都增加了高倾角下的风速,因此它们在数量上与H 1743-322中的观测结果相匹配,而不像纯粹的热成风那样太慢。我们强调的阴影外盘(子网格)内盘康普顿加热层所发挥的作用,并表明,增加阴影从较高的康普顿温度后,光谱过渡到硬态导致强烈的抑制风。热辐射风解释了这个最简单的风系统中的所有光谱特征(以及它们的消失),磁风只起次要作用。我们推测,热辐射风可以解释所有的光谱特征,在更复杂的(更大的磁盘大小)的二进制文件,GRO J1655-40和GRS 1915+105,而不需要磁风。
2019-08-29 astro-ph.HE
Jets, disc-winds and oscillations in general relativistic, magnetically driven flows around black hole
相对论喷流和盘风是BH-XRB和活动星系核中的典型特征。然而,许多物理细节的喷射发射和驱动盘风从底层吸积盘仍然没有完全理解。在这项研究中,我们进一步调查的磁场强度和结构在发射喷流和盘风的作用。特别是,我们探讨喷流,风和吸积盘周围的中央黑洞之间的联系。我们使用自适应网格加密进行吸积-喷射系统的轴对称GRMHD模拟。从本质上讲,我们的模拟开始与薄吸积盘平衡。通过选择不同的磁场强度和初始磁场倾角的组合进行了广泛的参数研究。我们的研究发现了由Blandford \& Znajek(BZ)机制驱动的相对论喷流和由Blandford \& Payne(BP)机制驱动的盘风。我们还发现,等离子体团的形成是由于重联事件,这些等离子体团平流与盘风。结果,由于极向磁场的张力在吸积盘的内部增强,导致盘截断和振荡。这些振荡导致射流质量流率中的燃烧活动。我们发现模拟运行与较低的等离子体- $β$的值,和较低的倾角参数更容易形成等离子体团和随后的内盘振荡。我们的模型提供了一个可能的模板,以了解BH-XRB的光谱状态转换现象。
2021-05-24 astro-ph.HE
Probing the tidal disruption event iPTF16axa with CLOUDY and disc-wind models
我们提出了一个盘风模型的光学/紫外线发射连续谱和云建模的潮汐中断事件(TDE)iPTF 16 axa的光谱线,以了解盘风发射和大气的属性,影响线光度的TDE。假设光学/紫外辐射从风由于光盘超爱丁顿阶段,我们使用稳定的结构盘风模型与球形风与恒定速度,以适应多天的观测。提取的参数是恒星质量$M_{\star} = 6.20 \pm 1.19 M_{\odot}$、盘辐射效率$\log_{\rm 10}(η) = -1.22 \pm 1.327$、风内半径$r_l = (2.013 \pm 0.551) \times 10^{14}~{\rm cm}$和速度$v_w = 18999.4 \pm 1785.1 ~{\rm km~s^{-1}}$。风辐射的光球温度为$ \sim 2 \times 10^4~{\rm K}$,圆盘单黑体温度为$\sim 0.995 \times 10^5~{\rm K}$。我们还执行云模型来解释观测到的He和H线光度,估计风的内半径$r_l = 7.07 \times 10^{14}~{\rm cm}$和速度$v_w = 1.3 \times 10^4~{\rm km~s^{-1}}$。使用云和盘风模型对iPTF 16 axa进行的独立分析显示了与观测结果一致的可比结果。云模拟发现,太阳He的超丰度和较小的He II线光学厚度是导致He II线亮度高于H $α…
2022-11-26 astro-ph.HE
Line-driven disc wind in near-Eddington active galactic nuclei: decrease of mass accretion rate due to powerful outflow
根据最近的X射线观测,来自超大质量黑洞的超快速流出物预计将有足够的能量对其宿主星系产生巨大影响,但其发射和加速机制尚未得到很好的理解。我们进行二维辐射流体动力学模拟紫外线驱动的盘风,以计算在这些模型中的质量损失率和动能。我们开发了一种新的迭代技术,减少了通过内盘的风质量损失的质量吸积率。这使得内部圆盘的紫外线亮度较低,与先前假设半径恒定的吸积率的模拟相比,风力减少。在我们的模拟中,线驱动风仍然非常强大,对于质量$10^8-$ $10^{10}\, M_\odot$在$L/L_{\rm Edd}=0.5-$ $0.9$处吸积的黑洞,大约有一半的质量吸积率被喷射到风中。我们的结果为基于线驱动盘风物理模型估算超大质量黑洞的增长率和估算向星际介质喷射的动能(活动星系核反馈)开辟了途径.
2020-04-02 astro-ph.HE
Radiation-hydrodynamic simulations of thermally-driven disc winds in X-ray binaries: A direct comparison to GRO J1655-40
基本上,所有软态的低质量X射线双星(LMXB)似乎都能驱动强大的赤道盘风。驱动这种外流的一个简单机制涉及X射线将圆盘大气的顶部加热到康普顿温度。超过康普顿半径,热速度超过逃逸速度,质量损失是不可避免的。在这里,我们提出了第一个耦合的辐射流体动力学模拟这样的热驱动盘风。在以前的建模工作的主要进步是,考虑到辐射SED的频率依赖性衰减。因此,我们可以放松风在整个过程中是光学薄的近似,这不太可能保持在流动的关键加速区。我们模拟的主要剩余限制与我们对光学厚区域的处理有关。采用代表风驱动LMXB GRO~J1655-40的参数,我们的辐射流体动力学模型产生的质量损失率是$\simeq5\times$低于建议的纯流体动力学,光学薄模型。这个流出率仍然代表了吸积率的两倍以上,并且与Chandra/HETG在GRO~J1655-40的观测中推断的质量损失率一致,当时该系统具有与我们模拟中采用的相似的光度。在这种状态下观察到的Fe XXV和Fe XXVI莱曼$\rmα~$吸收线轮廓比我们的模拟预测的略强,但观察到的和模拟的流出性质之间的定性协议意味着热驱动是一个可行的机制,为软状态LMXB中看到的盘风供电。
2018-06-13 astro-ph.HE
The thermal-radiative wind in low mass X-ray binary H 1743-322: II. iron line predictions from Monte Carlo radiation transfer
我们展示了目前最好的模拟的吸收和发射功能预测的热辐射风产生的X射线照明的外吸积盘在二进制系统。我们使用的密度和速度结构来自辐射流体动力学代码作为输入的Monte-Carlo辐射输运计算。的初始条件相匹配的黑洞的二元系统H1743-322在其软,光盘占主导地位的状态,风的功能被认为是在钱德拉光栅数据。我们的模拟很好地拟合了观测到的线轮廓,表明这些物理风模型可以是所看到的吸收特征的起源,而不需要磁驱动风。我们展示了速度结构是如何在磁风和热风之间观察到的关键。磁风在较小的半径处速度更快,而热成风在较小的半径处过渡到静态大气。来自XRISM的新数据(预计于2022年1月发射)将为风发射和加速过程的物理学提供前所未有的视图,但是小型圆盘系统中静态大气的存在已经排除了磁风,磁风假设整个圆盘的自相似磁场作为吸收特征的起源。
2020-04-06 astro-ph.HE
Simultaneous X-ray and optical spectroscopy of V404 Cygni supports the multi-phase nature of X-ray binary accretion disc winds
在大量的低质量X射线双星中,无论是在X射线还是在可见光波段,都发现了吸积盘风的观测特征。2015年天鹅座V404短暂黑洞的爆发为研究同一系统中的两种流出提供了一个独特的机会。除了硬X射线光变曲线(INTEGRAL)外,我们还使用了同时代的X射线(钱德拉天文台)和光学(加那利大望远镜,GTC)光谱学。我们表明,风的动力学性质,来自P-Cyg配置文件中检测到的光学范围内在低硬X射线通量和在一些X射线转换发光耀斑,是非常相似的。此外,严格同时在中间硬X射线通量的数据显示一致的光学和X射线发射线之间的发射线特性,这最有可能出现在同一吸积盘风。我们讨论了几种情况来解释风的属性,有利于在整个系统的爆发过程中存在一个动态的,多相的外流。这项研究,以及越来越多的风检测到相当相似的特征速度在不同的波长,表明风型X射线二元外流可能主要是多相的性质。
2022-09-16 astro-ph.HE
Accretion Disc Winds in Tidal Disruption Events: Ultraviolet Spectral Lines as Orientation Indicators
一些潮汐扰动事件(TDEs)在其静止帧紫外(UV)光谱中表现出蓝移的宽吸收线(BALs),而另一些则表现出宽发射线(BELs)。在类星体和吸积的白矮星中也观察到类似的现象,可以解释为吸积盘风中与线形成相关的取向效应。我们提出了一个国家的最先进的蒙特卡罗电离和辐射转移代码产生的光盘和风托管TDEs的合成紫外光谱。我们的模型涵盖了广泛的盘式风的几何形状和运动学。这样的风自然地复制BALs和BELs。一般来说,视线看向风锥优先产生BALs,而其他方向优先产生BELs。我们还研究了风聚集和hoc处理的丰度对观测光谱的影响。clusterical风往往会产生更强的紫外线发射和吸收线,因为聚集增加了发射措施和相关离子物种的丰度,后者通过减少流出的电离状态。采用hoc处理丰度的主要效应是光谱中C~{ \sc iv}~1550~ CN ~的减弱和N \textsc{v} ~1240~ CN ~的增强。我们的结论是线形成的吸积盘风是一个很有前途的机制,用于解释不同的紫外光谱的TDEs。如果这是正确的,那么BAL和BEL TDE的相对数量可以用于估计流出的覆盖因子。这项工作中的模型可在网上公开获取,并应要求提供。
2020-04-16 astro-ph.HE
The impact of thermal winds on the outburst lightcurves of black hole X-ray binaries
观测到的来自X射线双星的风的特征与热风大致一致,热风是由外部吸积盘的X射线辐射驱动的。热风产生的质量外流率可以超过圆盘中的吸积率。我们研究了这种质量损失对X射线二进制的稳定性和光变曲线的影响,受到热粘性不稳定性,这驱动他们的爆发。强烈的质量损失可能会提前关闭爆发,就像2015年天鹅座V404的爆发一样。我们使用热(康普顿)风质量损失的分析模型。在预期的长Porb系统的强风中的散射增强了外盘的辐射加热,使其保持稳定,以对抗热粘性不稳定性。这就很好地解释了天鹅座X-2、1 E 1740.7-2942或GRS 1758-258等具有大圆盘的持续明亮系统的存在。风的质量损失缩短了爆发,正如预期的那样,但不足以解释黑洞X射线双爆发的快速衰减时间尺度。然而,由于在风中散射而产生的不同辐射在长Porb系统(如GRO J1655-40)中产生具有平台的光变曲线。质量损失是不是一个主要的驱动程序的爆发动力学光度0.1-0.2 L_Edd。更高的光度可能会产生更强的质量损失,但由于风变得不透明,因此对其的研究很复杂。磁风似乎更有希望解释通常在黑洞X射线双星中看到的快速衰变时间尺度。热成风可以通过不同的辐射加热在爆发动力学中发挥重要作用。这可以通过将风的性质、X射线光谱或光度的变化与追踪外盘的光发射的变化联系起来来证明。模拟应该能够更准确地估计作为辐射光谱、半径和盘风特性的函数的照射到盘上的依赖性。
2019-09-30 astro-ph.HE
UV line driven disc wind as the origin of ultrafast outflows in AGN
在活动星系核(AGN)中观测到了具有蓝移和高电离Fe-K吸收特征的超快外流(UFO)。AGN通常有一个紫外线明亮的吸积流,所以紫外线驱动是一个明显的候选人发射这些风。然而,这种机制需要具有紫外线不透明性的材料,这显然与观察到的风的高电离状态相冲突。在本文中,我们合成的X射线能量谱产生不同的视线,通过一个国家的最先进的辐射流体力学紫外线驱动的磁盘风模拟。我们证明,有一些视线,只拦截高度电离和快速流出的材料。紫外线驱动加速所需的较冷材料在视线之外,靠近光盘,通过失败的风屏蔽X射线。我们将这些模拟的风谱与来自原型UFO源PG 1211+143的数据进行了拟合,并表明它们广泛地再现了所看到的铁吸收线的深度和速度。这直接表明,紫外线驱动是一种可行的机制,即使是最快的不明飞行物发射。我们模拟微热计观测这风,并表明,他们的高能量分辨率可以解决详细的结构,在风和恢复风的能量时,结合模型,正确估计线形成半径的风。来自微量热计的新数据将为在宇宙学模拟中对活动星系核风反馈的物理预测铺平道路。
2020-10-20 astro-ph.HE
The impact of r-process heating on the dynamics of neutron star merger accretion disc winds and their electromagnetic radiation
中子星合并吸积盘可以发射富含中子的$>10^{-2}\,\mathrm{M}_\odot$风。这个喷出物是r-过程核合成的主要场所,它将产生一系列放射性重核。这些原子核的衰变释放出足够的能量,使部分风加速约0.1 c。在这里,我们调查的r-过程加热盘风的动力学演化的效果。我们提取风从一个3D的广义相对论磁流体动力学模拟的磁盘合并后的系统。这用于为2D流体动力学模拟创建内部边界条件,以继续原始3D模拟。我们进行两个这样的模拟:一个包括r-过程加热,另一个不包括。我们遵循流体动力学模拟,直到风达到同源(60秒)。使用随时间变化的多频多维Monte Carlo辐射输运模拟,然后我们计算的kilonova光变曲线从风和没有动态r-过程加热。我们发现,r-过程加热可以大大改变风的速度分布,移动的质量加权的中值速度从0.06c到0.12c。动力学r过程加热的加入使得光变曲线在合并后约1 d时更亮更蓝。然而,喷出物分布的高速尾部和早期的光变曲线在很大程度上不受影响。
2021-08-09 astro-ph.HE
Thermally-Driven Disc Winds as a Mechanism for X-ray Irradiation Heating in Black Hole X-ray Binaries: The Case Study of GX339-4
黑洞X射线双星(BHXB)吸积盘的X射线辐射加热对它们的爆发周期起着重要的调节作用。然而,尽管几十年的理论和观测努力,负责照射这些光盘的物理机制仍然在很大程度上未知。我们已经建立了一个基于观测的方法来估计BHXB光盘的辐射强度相结合的多波长X射线和光学/红外数据在整个瞬态爆发。我们将此应用于银河系BHXB GX 339 $-$ 4中$\sim15$多年的活动。我们的研究结果表明,在这个系统中的光学数据所需的辐射加热是大的。直接照射外圆盘不会产生足够的辐射,但这也会产生热辐射风,通过将通量向下散射到圆盘上来增加辐射加热。然而,对风中散射的X射线照射的分析估计仍然不足以产生观测到的加热,即使与直接照射相结合。分析热辐射风模型低估了风的影响,或者有额外的散射机制在起作用,如磁驱动的外流,作用是增加光学/红外通量。虽然风驱动的辐射可能是长周期BHXB的一个共同特征,但要充分理解这种风背后的驱动机制,需要进行辐射流体动力学模拟。
2020-05-13 astro-ph.HE
X-ray polarisation properties of thermal-radiative disc winds in binary systems
本文研究了黑洞双星系统中热辐射盘风的X射线偏振性质,发现光学薄风使散射光偏振方向垂直于盘面,降低而非增强了总偏振度约2%,解释了4U 1630-472的观测异常。
2023-11-24 astro-ph.HE
Bow-shock Pulsar Wind Nebulae Passing Through Density Discontinuities
弓形激波脉冲星风星云是脉冲星风星云的一个子集,形成于脉冲星在超新星爆炸时由于出生反冲而具有高速时。快速运动的脉冲星产生的相对论风与星际介质相互作用产生弓形激波和尾迹,这在H $_α$辐射中是可以探测到的。在这样的弓形激波脉冲星风星云中,吉他星云以其独特的形态脱颖而出,它由一个突出的弓形激波头和一系列更后面的气泡组成。我们提出了一个方案,其中多个气泡可以产生脉冲星时,遇到一系列的密度不连续的ISM。我们使用2-D和3-D流体动力学模拟测试的情况下。如果脉冲星穿越一个密度下降的区域,吉他星云的形状就可以重现。我们还表明,如果一个脉冲星遇到倾斜的密度不连续,它会产生一个不对称的弓形激波头,与毫秒脉冲星J2124-3358的弓形激波的观测一致。
2016-10-09 astro-ph.HE
Ubiquitous equatorial accretion disc winds in black hole soft states
银河系黑洞(GBH)的高分辨率光谱揭示了高度电离吸收体的存在。在一个GBH中,吸积接近爱丁顿极限超过十年,观察到一个强大的吸积盘风存在于较软的X射线状态中,并且有人认为它可以带走足够的质量和能量来熄灭无线电喷流。在这里,我们报告说,这些风,这可能有质量流出率的顺序内吸积率或更高,是一个无处不在的组成部分,所有GBH的无喷流软状态。我们还证明,这些风有一个赤道几何与几十度的开放角度,所以只观察到在源中,光盘是倾斜在一个大角度的视线。Fe XXV / Fe XXVI线比随康普顿温度的降低,在软状态下观察到,表明更高的风电离和更硬的光谱形状之间的联系。虽然风、吸积流和喷流之间的物理相互作用还没有完全被理解,但这些风的质量通量和功率,以及它们在软X射线状态期间的普遍存在,表明它们是吸积现象的基本组成部分。
2012-01-19 astro-ph.HE
An ionised accretion disc wind in Hercules X-1
武仙座X-1是研究得最好的高磁化中子星X射线双星之一,拥有丰富的档案数据。我们目前的发现电离风在其X射线光谱时,源是在高状态。在大多数XMM-牛顿观测中,风的检测在统计上是显着的,速度范围从200到1000 km/s。铁K波段观测到的特征可以用风吸收或铁发射线森林来解释。然而,我们也检测到氮,氧和氖吸收线在相同的系统速度在高分辨率RGS光栅光谱。风必须从吸积盘发射,并且可能是在可比速度下观察到的紫外线吸收特征的祖先,但后者可能起源于距离紧凑物体远得多的距离。我们发现流出物质的电离水平和电离光度以及超轨道相位之间存在很强的相关性。如果光度驱动了相关性,那么风可能是由康普顿加热和辐射压力的组合发射的。相反,如果超轨道相位是变化的驱动因素,那么观测结果可能会扫描弯曲吸积盘上方不同高度的风。如果是这样的话,我们可以估计出风的质量流出率,修正为有限的发射立体角,大约是质量吸积率的70%。
2019-11-13 astro-ph.HE
The effect of thermal winds on the outbursts evolution of LMXB systems
本研究利用升级代码freddi模拟带热风的非稳态吸积盘,发现其会降低BH LMXB的α估计,并合理解释4U 1543-47的2002年爆发。
2023-10-31 astro-ph.HE
A variable magnetic disc wind in the black hole X-ray binary GRS 1915+105?
GRS 1915+105是X射线最亮的瞬态黑洞双星之一,为研究黑洞吸积和抛射机制之间的联系提供了一个独特的实验平台。特别是,这个源可以用来研究吸积盘风以及它如何依赖于BHB中的状态变化。我们的目的是研究GRS 1915+105中吸积盘风的起源和几何结构。我们使用Chandra HETGS提供的高分辨率光谱仪分析了GRS 1915+105的软$ϕ$和硬$χ$类光谱。在软状态下,我们发现了一系列的风吸收线,遵循非线性依赖的速度宽度,速度偏移和相对于电离的等效宽度,表示多个组件或分层流出。在硬态下,我们只发现一条微弱的Fe XXVI吸收线。我们使用专用的MHD风模型来研究风的磁源,并探讨两个状态之间观测到的线通量变化的原因,在这两个状态的吸收线模型。MHD盘风模型提供了一个很好的适合这两种状态,表明风的磁源的可能性。风的多个电离分量被很好地表征为相同磁流出的分层。我们发现,所观察到的软态和硬态之间的线通量的变化不能单独用光电离来解释,但它最有可能是由于风密度的大(三个数量级)增加。我们发现风的质量流出率与吸积率相当,这表明吸积和喷射过程之间存在密切联系,导致BHB的状态变化。
2020-12-16 astro-ph.HE
Non-Axisymmetric Line Driven Disc Winds II - Full Velocity Gradient
我们研究非轴对称的功能,三维线驱动风的Sobolev近似,光学深度计算使用全速度梯度。我们发现,非轴对称的密度功能,所谓的团块,主要形成在基地的风上的超索伯列夫长度尺度。团块的密度与方位角平均值相差$\sim 3$的因子,它们的速度分散的幅度与流速相当,并且它们产生柱密度的$\sim 20\%$变化。可以观察到团块,因为密度的差异产生发射和吸收轮廓的增强,或者通过它们的速度色散增强谱线加宽。
2018-02-11 astro-ph.HE
Formation of wind-captured discs in Supergiant X-ray binaries : consequences for Vela X-1 and Cygnus X-1
在超巨星X射线双星(SgXB)中,一个紧凑的物体捕获了O/B超巨星在近轨道上的一小部分风。代理存在评估质量和角动量吸积的效率,但他们如此显着地依赖于风速,鉴于目前的不确定性,他们只设置松散的约束。此外,它们通常绕过轨道和激波效应对流动结构的影响。我们研究风的动力学和角动量获得的流量是吸积。我们确定的条件,形成一个盘状结构的吸积体周围的观测结果为SgXB。我们使用最近的结果风发射机制计算三维流线,占重力和X射线电离的紧密的同伴风的影响。一旦气流进入吸积体的洛希瓣,我们就求解带冷却的流体力学方程。当气流被照射时,吸积体周围形成了一个激波区。对于轨道速度量级的风速,与纯平面均匀流的轴对称弓形激波相比,激波是高度不对称的。在净辐射冷却的情况下,当风速足够低时,气流总是循环的。尽管供体星没有填满它的罗氏瓣,但风可以因轨道效应而显着传播和弯曲。吸积流的净角动量足以形成一个持久的盘状结构。这一机制可以解释天鹅座X-1的吸积盘向外延伸的有限性,并表明船帆座X-1的中子星磁层外缘存在一个吸积盘,这对吸积体的旋转产生了巨大的影响。
2018-10-30 astro-ph.HE
Exploring accretion disc physics and black hole growth with regular monitoring of ultrafast AGN winds
15年的XMM-牛顿观测已经确定,超快,高度电离的风在无线电安静的AGN中很常见。一个简单的爱丁顿极限吸积理论正确地预测了这种风的典型速度(~0.1c)和高电离,观察到的流动能量能够喷射恒星形成气体。随着最近对原型UFO PG 1211 +143的扩展XMM-牛顿观测,揭示了更复杂的流动模式,我们建议在未来十年内进行有针对性的观测,为探测内部吸积盘结构和SMBH增长提供独特的潜力。
2017-01-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
On fan-shaped cold MHD winds from Keplerian accretion discs
我们调查在何种条件下冷,扇形风可以稳步推出薄(开普勒)吸积盘。这种风是磁离心风,从圆盘中的一个薄环发射出来,沿着圆盘上方散开的开放磁场线。原则上,这种风可以在两种情况下发现:(1)在内部喷射盘(其本身为磁离心驱动的风提供动力)和外部标准吸积盘之间的界面处;(2)在内部封闭的恒星磁层和外部标准吸积盘之间的界面处。我们将终端风或T风称为前一种,将磁层风或M风称为后一种。完整的电阻和粘性稳态MHD方程组进行了分析的磁盘(环),这使我们能够推导出适用于这两种配置的一般表达式。我们发现,在我们的分析框架下,能够为任何类型的扇形风提供动力的唯一能量来源是来自内半径以下的旋转能量的粘性传输。使用标准的本地$α$处方的异常(湍流)运输的角动量和磁场在光盘中,我们得到的强度的运输系数,需要稳定地维持全球配置。事实证明,为了使这些风是动态相关的,并解释观察到的喷流,盘系数必须远远大于预期的值从目前的知识发生在原恒星盘湍流。要么必须深刻地重新考虑目前对MHD湍流的看法,要么在自然界中永远不会实现稳态扇形风。后一种假设似乎与目前的数值模拟是一致的。
2012-09-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
The luminosity dependence of thermally-driven disc winds in low-mass X-ray binaries
我们对低质量X射线双星中的热驱动吸积盘风进行了辐射流体动力学模拟。我们的主要目标是研究这些外流的光度依赖性,并与观测结果进行比较。模拟跨越范围$\rm{0.04 \leq L_{acc}/L_{Edd} \leq 1.0}$,因此涵盖了大部分的参数空间,在其中已观察到盘风。通过对电离和辐射转移的详细蒙特卡罗处理,我们证实了在光学薄极限下进行的早期模拟中发现的两个关键结果:(i)风速--因此在风形成的吸收线中看到的最大蓝移--随光度增加;(ii)大尺度风的几何形状是准球形的,但可观测到的吸收特征优先沿高柱赤道视线产生。此外,我们发现,(iii)风的效率始终保持近似恒定在$\rm{\dot{M}_{wind}/\dot{M}_{acc} \simeq 2}$,一个行为是与观察一致。我们还提出了合成的Fe XXV和Fe XXVI吸收线轮廓,我们模拟盘风,以说明我们的结果的观测意义。
2019-01-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
Winds Can "Blow Up" AGN Accretion Disk Sizes
最近的多波段变率研究表明,活动星系核(AGN)吸积盘的大小一般比经典薄盘的预测大$2\sim 3$的一个因素。这暗示了经典薄盘理论中缺少的一些关键成分:在这里,我们提出了吸积盘风。对于给定的辐射光度,在吸积盘外部,有风情况下的有效温度高于无风情况下的有效温度,同时,有风情况下的径向温度廓线比无风情况下的径向温度廓线浅。在有风的情况下,对于给定的波段,大半径的黑体辐射对观测到的光度的贡献比无风的情况更大。因此,风箱的盘尺寸可以大于无风箱的盘尺寸。我们证明了一个吸积速率标度为$\dot{M}_0 (R/R_{\mathrm{S}})^β$的模型(即,吸积率随着半径的减小而下降)可以匹配NGC 5548的带间时间滞后和光谱能量分布。我们的模型也可以解释带间时间滞后的其他来源。因此,我们的模型可以帮助破译当前和未来的连续混响映射观测。
2018-10-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Radiation hydrodynamics simulations of line-driven AGN disc winds: metallicity dependence and black hole growth
黑洞(BH)从种子到超大质量黑洞(SMBH,$\sim\!10^9\,M_\odot$)的生长过程还不清楚,但质量吸积肯定起了重要作用。我们进行了二维辐射流体动力学模拟线驱动盘风考虑金属丰度的依赖性在很宽的范围内的BH质量,并研究了减少的质量吸积率由于风的质量损失。我们的研究结果表明,更密集和更快的盘风出现在更高的金属丰度和更大的BH质量。吸积率被抑制到$\sim\! 0.4$- $0.6$倍的质量供应率光盘的BH质量的$M_{\rm BH}\gtrsim 10^5\,M_{\odot}$在高金属丰度环境的$Z\gtrsim Z_\odot$,而风的质量损失是可以忽略不计的金属丰度时,太阳($\sim 0.1Z_\odot$)。通过建立一个半解析模型,我们发现线力的金属丰度依赖性和风发射区表面积的BH质量依赖性是质量损失率的金属丰度依赖性($\propto\! Z^{2/3}$)和BH质量依赖性($\propto\! M_{\rm BH}^{4/3}$对$M_{\rm BH}\leq 10^6\,M_\odot$和$\propto\! M_{\rm BH}$对$M_{\rm BH}\geq 10^6\,M_\odot$)的原因。我们的模型表明,在富含金属的环境$\gtrsim Z_\odot$的制度$\gtrsim 10^{5}M_\odot$中,气体吸积的BH的增长有效地减慢。这…
2021-07-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Disc atmospheres and winds in X-ray binaries
本文综述了低质量X射线双星盘状大气和风的研究现状。我们讨论了可能的风发射机制,并与现有的观测模型的预测进行了比较。我们的结论是,结合热和辐射压力(后者是相关的高光度)可以解释目前的观测大气和风在中子星和黑洞双星。此外,这些风和大气可能对在这些系统中观察到的宽铁排放线做出重大贡献。
2012-10-01 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Near-infrared emission lines trace the state-independent accretion disc wind of the black hole transient MAXI J1820+070
黑洞瞬态MAXI J1820+070在其发现爆发的硬状态期间显示了光学P-Cyg轮廓和其他与风相关的发射线特征。我们目前的近红外(nIR)光谱覆盖不同的吸积状态的系统在这一事件。我们的8个时期的数据集(VLT/X-射手)揭示了强烈的变化,在近红外发射线的属性。这包括存在吸收槽和扩展的发射线翼,其动力学特性与从光学发射线中观察到的风特征推断的动力学特性非常相似,表明它们最有可能追踪相同的吸积盘风。与光学特征不同,这些近红外特征并不排除硬态,因为它们也可以在具有类似观测特性的软态中看到。这支持了在整个系统爆发期间存在相对稳定的外流,并代表了在X射线以外的能量下首次探测到黑洞软态中的吸积盘风。我们讨论了风的可见度作为一个函数的光谱带和潜在的近红外光谱风的研究,特别是在发光吸积阶段。
2020-07-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
The critical role of clumping in line-driven disc winds
University of Southampton(南安普顿大学);CNRS, IPAG, Universit’e Grenoble Alpes(法国国家科学研究中心,天体物理学与行星学研究所,格勒诺布尔阿尔卑斯大学);Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所);Eureka Scientific Inc.(尤里卡科学公司);Department of Physics, Astrophysics, University of Oxford(牛津大学物理系天体物理组);Queen’s University Belfast(贝尔法斯特女王大学)
本文通过团块效应展示了其在辐射驱动盘风中的关键作用,通过模拟表明适度的团块可显著提升风质量损失率并解释观测结果。
2025-12-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Time-Dependent AGN Disc Winds I -- X-ray Irradiation
本文通过含时辐射流体力学研究AGN线驱动盘风,发现散射和再发射会削弱风,但吸收截面适度增加即可克服抑制,且质量外流率可达流入率的20%以上,显著影响吸积流结构。
2023-10-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
Jet formation in post-AGB binaries: Confronting cold magnetohydrodynamic disc wind wind models with observations
本文用冷自相似MHD盘风模型拟合五个后AGB双星的喷流观测,约束吸积盘参数,发现可解释多数Balmer alpha特征但仍有系统差异。
2024-06-18 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Conditions for accretion disc formation and observability of wind-accreting X-ray binaries
我们探讨了各向异性风驱动对密近双星中黑洞吸积性质的影响。我们特别关注线驱动风,这是常见的高质量X射线双星。在密近双星系统中,来自伴星的潮汐力可以以两种不同的方式改变风的结构。一个是由于有效地面重力较弱而使风终极速度减小。另一个是由于重力暗化而导致的质量通量的减少。我们将这些影响纳入所谓的CAK理论在一个简单的方式和调查的风绕吸积器的轨道尺度上的流动。当Roche瓣填充因子为$\gtrsim0.8$-0.9时,自然形成了一个类似于风Roche瓣溢出的聚集吸积流,但这只是在考虑速度降低的情况下才发生的。流的形成对于引入足够的角动量以在黑洞周围形成吸积盘是必要的。引力暗化效应减少了吸积角动量的数量,但不足以阻止圆盘的形成。基于这些结果,我们预计有一个离散的步骤,在高质量X射线双星的可观测性取决于是否施主罗氏瓣填充因子是低于或高于$\sim$ 0.8-0.9。
2021-10-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Size of discs formed by wind accretion in binaries can be underestimated if the role of wind-driving force is ignored
在天体物理学中,由次级吸积形成的双星系统和由风辐射形成的双星系统是普遍存在的。这种Bondi-Hoyle-Lyttleton(BHL)吸积物的现象是特别丰富的吸积盘周围的次级形成时。这种圆盘的外半径通常由BHL或Bondi吸积圆柱体上的材料密度变化产生的净角动量来估计,因为后者由于轨道运动而相对于主方向倾斜。但这种方法忽略了一个事实,即风经历了一个向外的驱动力,而次级没有。实际上,吸积流落向次级行星轨道上的一个延迟点,因为次级行星相对于吸积流被拉向主星。其结果是一个有限的分离或“吸积流碰撞参量“(ASIP)分离二次流和流。当轨道半径a_o超过BHL半径r_b时,ASIP估计的外盘半径与传统估计的比值a_o^{1/2}/r_b^{1/2}>1。因此,我们预测,光盘将形成在更大的半径从中学比传统的估计。这与Huarte-Espinosa等人(2013年)强调的ASIP的重要性以及实际结果一致,即在数值模拟中解决这种吸积盘的初始外半径可能比早期估计的要求要低。
2013-09-11 astro-ph.HE astro-ph.SR