Effects of the refractive index of the X-ray corona on the emission lines in AGN
从吸积盘反射的X射线产生特征发射线，使我们能够探测活动星系核的最内部区域。我们调查这些发射线的黎曼几何光学框架下，日冕的折射率为$n \neq 1$。外面的空间是一个真空与$n = 1$。克尔度规被修改，以追踪不仅由于黑洞引力而弯曲的光线，而且还取决于$n$的日冕等离子体的影响。$n$的选择改变了零测地线，产生类似于光偏转的效果。对于使用$n > 1$的日冕，日冕内远侧的圆盘在观测者的天空中覆盖了更大的区域，增强了线的蓝翼，并在蓝峰和扩展的红尾之间产生了更大的通量差。当$n < 1$ .此外，与$n > 1$和$n < 1$的电晕可以诱导额外的蓝翼（$Δg_{max}$），以更高和更低的能量，分别。当倾角为$\gtrsim 60^\circ$且日冕延伸至$\gtrsim 5r_g$时，这些效应更为显著。为了获得$Δg_{\rm max} \gtrsim 0.01$的线位移偏差，日冕的折射率与空白空间的折射率之差必须为$Δn \gtrsim 0.5%$。最后，透镜日冕可以影响光子的到达时间，这可能会影响这些发射线的观测变化
2022-02-08 astro-ph.HE
Centrally Concentrated X-ray Radiation from an Extended Accreting Corona in Active Galactic Nuclei
活动星系核的X射线发射被认为是起源于位于一个冷的、几何薄的吸积盘上方的热日冕。从观测中推断出一个高度集中的日冕位于黑洞上方的$\sim10$引力半径内。基于星际介质/风的吸积，提出了一个盘状日冕模型，其中日冕通过辐射、热传导以及质量交换\citep{Liu2015, Qiao2017}与盘状体良好耦合。这样的模型避免了人工能量输入的日冕，并已被用来解释在活动星系核中观察到的光谱特征。在这项工作中，它表明，在我们的模型中的扩展吸积流的日冕体发射的尺寸是非常小的。超过80%的硬X射线能量是从一个非旋转的黑洞周围10个史瓦西半径内的小区域发射的，对于旋转的黑洞，这个区域预计会更小。在这里，电晕发射在更高的爱丁顿比下更扩展。的紧凑性参数的电晕，$l={L\over R}{σ_{\rm T}\over m_{\rm e} c^3}$，被证明是在1-33的范围内的爱丁顿比为0.02 - 0.1。结合日冕中的电子温度，这表明电子-正电子对的产生在这一制度中并不占主导地位。紧度参数与光子指数之间存在正相关关系。通过将上述模型的预测结果与观测特征进行比较，我们发现模型与观测结果是一致的。
2017-09-28 astro-ph.HE
Revealing the accretion disc corona in Mrk 335 with multi-epoch X-ray spectroscopy
活动星系核在一个超大质量黑洞周围有一个吸积盘，其中有一个产生日冕的X射线。在明亮的光源中，如Seyfert 1星系Mrk 335，已经观察到日冕发射从吸积盘反射。反射产生的光谱特征，如铁发射线，这使得内吸积盘和日冕的属性受到限制。我们对Mrk 335的所有XMM-Newton，Suzaku和NuSTAR观测进行了多历元光谱分析，并优化了我们的拟合程序，以揭示爱丁顿比和光谱参数之间的相关性。我们发现，光盘的电离参数强烈相关的爱丁顿比：内光盘更强烈的电离在更高的流量。相关性的斜率没有以前预测的那么陡。此外，幂律谱的截止能量随着爱丁顿比的增加而增加，而反射分数则呈现出减小的趋势。我们解释这种行为作为吸积率的函数的日冕的几何变化。在爱丁顿极限的10%以下，致密且光学厚的日冕靠近内部盘，而在更高的吸积速率下，日冕可能是光学薄的，并且垂直延伸远离盘表面。此外，我们发现一个软过剩，由两个组件。除了在低电离状态下反射的贡献外，还存在第二个分量，其跟踪总通量。
2015-12-12 astro-ph.HE
Possible Coronal Geometry in the Hard and Soft State of Black Hole X-ray Binaries from MONK Simulations
通过MONK模拟研究了黑洞X射线双星硬态和软态的日冕几何，发现灯柱模型在排除极端扩展情况时与硬态不兼容，而三明治和球形模型在不同状态下光谱相似，但偏振光谱可区分两者。
2025-12-10 astro-ph.HE
Cooling of Accretion Disc Coronae by Type I X-ray Bursts
理解持续发射对于研究I型X射线爆发至关重要，I型X射线爆发提供了对中子星性质的深入了解。虽然吸积盘冠似乎是常见的许多吸积系统，其基本性质仍然没有得到充分的了解。最近的工作表明，来自吸积中子星的I型X射线爆发提供了探测日冕特征的机会。一些研究已经观察到，在X射线爆发期间，来自吸积盘的硬X射线短缺，这意味着爆发光子的强烈日冕冷却。在这里，我们使用等离子体发射程序EQPAIR来研究X射线爆发对日冕的影响，以及日冕和爆发的性质如何影响日冕电子温度和发射光谱。假设在爆发过程中的吸积率恒定，我们的模拟表明，软光子可以冷却日冕电子的$\gtrsim 10$的一个因素，并导致减少的$30$ - $50$ keV带的发射到爆发前发射的$\lesssim 1\%$。这种硬X射线降在冠状光学深度和纵横比增加时被加强。相反，根据爆发和电晕的性质，$8$ keV带中的发射可以增加$\gtrsim20$的因子，或者降低到爆发前发射的$\lesssim 1\%$。在X射线爆发过程中，增大吸积速率可以减小日冕冷却效应，而$\gtrsim60\%$可以减缓电子温度下降。这些结果表明，在X射线爆发过程中，硬X射线通量的变化探测了日冕的几何特性。
2020-10-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
X-ray properties of coronal emission in radio quiet Active Galactic Nuclei
本文综述了射电宁静活动星系核（AGN）中日冕的X射线观测性质，探讨了其在黑洞吸积中的基本作用及在超大质量黑洞附近维持的物理与能量机制。
2024-12-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
The large-scale magnetic field advected in the corona of a thin accretion disk
大尺度磁场被认为在发射和准直射流/流出中起关键作用。结果发现，对流的外部场的几何薄盘是相当低效的，而外部弱场可能会被拖向内快速径向移动稀薄或/和热气体上面的薄盘。本文研究了覆盖着热日冕的薄（冷）吸积盘中的场平流，其中湍流是吸积盘和日冕中气体角动量转移的主要原因。气体在电晕中的径向速度明显高于在薄圆盘中的径向速度。计算结果表明，外部磁通量被日冕有效地向内传输，磁力线强烈地向盘面倾斜，这有助于向外发射出流。场的结构与数值模拟中观察到的一致。磁场的强度在圆盘的内部区域显著增强（通常比外部磁场强度高几个数量级），这能够驱动电晕中的一部分气体流出。这一机制可能有助于解释X射线双星和活动星系核的观测特征。我们的研究结果可能有助于理解磁流体动力学（MHD）模拟的物理。
2021-01-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
Beyond Disk Truncation: X-ray Reverberation Signatures of an Outflowing Corona
School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）；Newcastle University（纽卡斯尔大学）；Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya（加泰罗尼亚空间研究所）
本研究通过蒙特卡洛模拟揭示外流日冕的谱与时变特征，可区分日冕外流与盘截断情景，并解释MAXI J1820+070的异常相关性。
2026-09-21 astro-ph.HE
Evidence for an expanding corona based on spectral-timing modelling of multiple black hole X-ray binaries
银河系黑洞X射线双星（BHXB）为研究吸积提供了极好的实验室，因为它们相对快速的演化使我们能够监测人类时间尺度上流入和/或流出物质的巨大变化。然而，BHXB爆发期间流入-流出耦合如何演变的细节仍然是一个活跃的辩论领域。在这项工作中，我们试图探索系统演化的物理变化，通过执行系统的分析的多波长数据的三个BHXB源：XTE J1752-223，MAXI J1659-152，和XTE J1650-500，在硬和硬中间状态。利用表征X射线变化特性的功率谱色调，我们确定了几个BHXB时期的集群，并进行联合多波长光谱建模，以测试它们与物理喷流模型的共性。在日冕与喷流底部相关的假设下，我们发现在硬中间态和硬中间态，多个BHXB的功率谱色调跟踪日冕半径（~ 10 Rg- ~ 40 Rg）的变化，并且在硬中间态，数据与适度截断的吸积盘（<25 Rg）一致。我们还发现，所有时代的低光盘反射有高色调位于附近的硬中间到软中间的状态过渡，表明在这些国家的垂直范围的电晕和/或其批量速度正在增加。我们的结果将多个BHXB源之间日冕的几何相似性与其定时特征联系起来，并探测了日冕对爆发期间硬态和中间态圆盘-喷流相互作用的响应。
2021-10-20 astro-ph.HE
Black hole X-ray spectra: notes on the relativistic calculations
这是计算黑洞周围几何薄和光学厚的吸积盘的电磁谱的笔记集。演示文稿是故意教学和大多数计算报告一步一步。在盘-日冕模型中，源的光谱有三个分量：来自盘的热分量、来自日冕的康普顿化分量和来自盘的反射分量。这些注释只回顾相对论计算。这里给出的公式适用于静止、轴对称、渐近平坦、圆形时空，因此它们可以潜在地用于一大类黑洞解。
2024-08-22 astro-ph.HE gr-qc
Accretion around black holes: The geometry and spectra
对黑洞X射线双星和活动星系核的观测表明，围绕黑洞的吸积流是由热的和冷的气体组成的，理论上可以用热的几何厚的日冕位于冷的几何薄的盘的上面和下面，或者用内平流为主的吸积流连接到外薄盘来描述。本文综述了黑洞周围的吸积流，重点讨论了决定吸积气体热态和冷态构型的物理机制，以及这种构型如何随吸积速率而变化，从而产生各种光度和光谱。
2022-01-17 astro-ph.HE
New Constraints on the Spin of the Black Hole Cygnus X-1 and the Physical Properties of its Accretion Disk Corona
我们提出了一个新的分析NuSTAR和朱雀观测的黑洞天鹅座X-1的中间状态。该分析使用了kerrC，这是一种用于分析黑洞光谱和分光偏振X射线观测的新模型。kerrC建立在X射线双星中模拟黑洞的大型库上。该模型考虑了X射线从一个几何薄，光学厚吸积盘，通过弯曲的黑洞时空的X射线的传播，反射关闭的吸积盘，和康普顿化的光子在不同的3-D形状和物理性质的日冕反射之前和之后。我们展示了使用kerrC分析2015年5月27日至28日拍摄的NuSTAR和朱雀观测档案的结果。最好的楔形冠比锥形冠更适合。虽然我们在黑洞上方和下方的漏斗区域中包括了锥形日冕，以在某种程度上类似于盘旋在黑洞上方和/或下方的紧凑灯柱日冕的常见假设，但拟合选择了一个非常大的日冕版本，使得有可能对足够大的吸积盘光子进行康普顿化，以解释观察到的幂律发射。分析表明无量纲黑洞自旋参数a在0.86和0.92之间。Kerr C模型提供了新的见解返回和日冕辐射照射的吸积盘的能量通量的径向分布。kerrC还预测，在最近发射的成像X射线偏振探测器的2-8 keV能量范围内，偏振分数约为1%。
2022-06-27 astro-ph.HE gr-qc
Impact of radiative cooling on the magnetised geometrically thin accretion disk around Kerr black hole
本文通过GRMHD模拟研究克尔黑洞磁化薄吸积盘，揭示吸积率与磁场强度共同调控盘风结构和日冕温度，从而影响X射线双星爆发中的光谱态转变。
2025-01-06 astro-ph.HE
Constraining X-ray Coronal Size with Transverse Motion of AGN Ultra-Fast Outflows
活动星系核（AGN）中的超快外流（UFOs）的典型物理性质之一是其看似非常宽的宽度（即$Δv \sim 10,000$ km~s $^{-1}$），这是X射线光谱建模经常需要的特征。虽然迄今为止还不清楚，但为了简单起见，这种情况偶尔会被解释为UFO内部的湍流。在这项工作中，我们利用一个三维的吸积盘风，非径向外流形态独特的磁流体动力学（MHD）外流的一个基本特征的横向运动。我们认为，至少有一部分的不明飞行物观测到的线宽可能反映了横向速度梯度的程度，由于多普勒展宽周围的一个假定的紧凑的X射线日冕附近的一个黑洞。在这种情况下，谱线展宽对日冕的几何尺寸$R_c$很敏感。我们计算了加宽因子作为日冕半径$R_c$和速度涂抹因子$f_{\rm sm}$在一个给定的等离子体位置的函数。作为类星体PDS~456的一个例子，我们证明了光谱分析支持$R_c /R_g \lesssim 10$的紧凑日冕尺寸，其中$R_g$是引力半径。这种紧凑的日冕是长期推测从两个X射线混响研究和灯柱模型的磁盘发射也符合微透镜的结果。这种围绕小日冕的横向加宽的组合可以直接探测大量的旋转运动，这可能对辐射驱动风的观点构成严重挑战。
2019-10-30 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-th
The Emission from Inner Disk and Corona in the Low and Intermediate Spectral States of Black Hole X-ray Binaries
最近的观测表明，对于典型的低/硬态黑洞X射线双星，冷盘可能存在于最内层稳定圆轨道（ISCO）中.该光谱的特征在于具有在2-10 keV范围内的光子指数$Γ\sim 1.5-2.1$和具有$\sim 0.2$ keV温度的弱盘分量的幂律。在这项工作中，我们重新审视了这样一个冷的，光学厚，几何薄盘在最内部区域的黑洞X射线双星在低/硬状态下的背景下的磁盘吸积美联储的热日冕凝聚。考虑到冷却过程与康普顿和导电过程中的电晕，和辐射的热电晕盘，我们计算的结构。对于粘度参数$α=0.2$，发现在吸积率为$\dot M \sim 0.006-0.03 \dot M_{\rm Edd}$时，内盘可以存在，超过该吸积率，日冕的电子温度在产生硬X射线发射的$1-5\times 10^9\ \rm K$范围内。计算了不同质量吸积率下的内盘和日冕的出射光谱。给出了粘性参数$α$和粘性参数$a$（$a$定义为从薄圆盘表面反射的辐射与来自日冕的入射辐射的能量比）对出射光谱的影响。我们的模型被用来解释最近对GX 339-4和Cyg X-1的观测，其中薄盘可能存在于ISCO区的低/硬态，亮度约为$L_{\rm Edd}$的百分之几。结果表明，我们的模型可以很好地匹配观测到的热组分的最大有效温度和硬X射线光子指数$Γ$。
2011-09-27 astro-ph.HE
The corona contracts in a black-hole transient
恒星质量黑洞周围吸积流的几何形状可以在几天到几个月的时间尺度上发生变化。当一个黑洞从静止状态中出现时（也就是说，它在吸积了来自同伴的物质后“开启”），它有一个非常硬（高能）的X射线谱，由位于它的吸积盘上方的热日冕产生，然后过渡到一个软（低能）的X射线谱，主要由几何上薄的吸积盘发射的辐射控制，它延伸到最里面的稳定圆形轨道。关于这种转变是如何发生的，以及它主要是由圆盘的截断半径的减小还是由日冕的空间范围的减小驱动的，仍然存在许多争论。对超大质量黑洞系统中X射线反射滞后的观测表明，日冕是紧凑的，并且圆盘几乎延伸到中心黑洞。然而，对恒星质量黑洞的观测揭示了相当的（质量尺度的）混响滞后，它要大得多，这就导致了这样一种假设，即恒星质量黑洞的硬X射线状态下的吸积盘在距离黑洞几百个引力半径处被截断。在这里，我们报告的X射线观测的黑洞瞬态MAXI J1820+070。我们发现，连续发射的日冕和辐射的吸积盘之间的混响时间滞后比以前看到的短6至20倍。混响滞后的时间尺度在几周内缩短了一个数量级，而加宽的铁K发射线的形状保持了显着的恒定。这表明日冕的空间范围缩小，而不是吸积盘内边缘的变化。
2019-01-12 astro-ph.HE
Investigating the Properties of the Relativistic Jet and Hot Corona in AGN with X-ray Polarimetry
本文总结了IXPE卫星对AGN的X射线偏振观测成果，揭示了耀变体喷流中的螺旋磁场与能量分层激波加速机制，以及射电宁静AGN中热日冕的板状几何结构。
2024-04-22 astro-ph.HE
Investigating disc-corona interaction in axisymmetric accretion disc models
研究扩展了盘蒸发模型，在二维轴对称流体动力学框架下模拟盘-冕相互作用，发现粘度主导蒸发强度、吸积率决定截断半径与光度，并验证了声学激波加热与温气体的存在。
2025-07-15 astro-ph.HE
Unifying the X-ray coronae and ultra-fast outflows: a PBI-enhanced outflow-based corona model for the inner accretion disc
Institute for Astronomy, School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院天体物理研究所）
本文提出一种基于喷流的增强型冠状物模型，通过Photon Bubble Instability提高能量传输，成功解释了X射线冠状物和超高速喷流的物理联系及观测特征。
2026-03-25 astro-ph.HE
New Constraints on the Black Hole Low/Hard State Inner Accretion Flow with NuSTAR
我们报告了银河系黑洞候选者GRS 1739-278在2014年爆发期间的观测结果，该观测结果是用NuSTAR获得的。源在上升的“低/硬”状态的峰值处被捕获，通量为~0.3 Crab。一个广泛的，倾斜的铁线和磁盘反射光谱揭示。适合敏感的NuSTAR光谱与一些相对论模糊的磁盘反射模型产生强大的几何约束的磁盘和硬X射线“日冕”。两个明确假设“灯柱”日冕的模型发现其底部在黑洞上方的垂直高度分别为h = 5（+7，-2）GM/c^2和h = 18 +/-4 GM/c^2（90%置信误差）;没有假设“灯柱”日冕的模型返回的发射率分布与这种大小的日冕大致一致。鉴于类星体的X射线微透镜研究和塞弗茨的混响滞后发现了类似的致密日冕，现在的观测可能表明致密日冕是整个黑洞质量尺度的基础。所有符合GRS 1739-278的模型都发现吸积盘延伸到非常靠近黑洞的地方--最不严格的约束是r = 5（+3，-4）GM/c^2。只有两个模型提供有意义的旋转约束，但a = 0.8 +/-0.2与所有拟合一致。总的来说，这些数据提供了特别令人信服的证据，证明了致密的硬X射线日冕与黑洞中相对论性射电喷流之间的联系。
2014-11-07 astro-ph.HE
XMM-Newton observation of MV Lyr and the sandwiched model confirmation
我们提出了光谱和时间分析的同时X射线和紫外线观测的VY Scl系统MV Lyr采取XMM-牛顿，包含最长的连续X射线+紫外光曲线和最高的信号噪声X射线（EPIC）光谱。RGS光谱显示发射线加上连续谱，确认模型方法是基于热等离子体模型。我们测试的三明治模型的基础上快速的变化，预测一个几何厚的日冕，围绕一个内部的几何薄盘。的EPIC光谱是一致的冷却流模型或2-T碰撞等离子体加Fe发射线，其中较热的成分可能会被部分吸收，然后将起源于一个中央电晕或部分模糊的边界层，分别。冷却流模型产生一个较低的质量吸积率比预期在明亮的状态，这表明蒸发等离子体具有低密度，从而符合电晕。定时分析证实了在X射线功率密度谱（PDS）中存在log（f/Hz）= -3左右的主导断裂频率，如在光学PDS中一样。复杂的软/硬X射线光变曲线行为与靠近白矮星的区域是一致的，在那里产生了热的成分。软部件可以连接到延伸区域。我们在log（f/Hz）= -3.4附近发现了另一个断裂频率，这也是开普勒探测到的。我们比较了不同波长的耀斑，发现峰值是同时出现的，但在X射线中上升到最大值的时间相对于紫外线是延迟的。
2017-02-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Radiatively Inefficient Accretion Flow Simulations with Cooling: Implications for Black Hole Transients
研究了光学薄辐射冷却对辐射低效吸积流结构的影响。流动结构在几何上是厚的，并且与气体密度和冷却无关，如果冷却时间长于粘性时标（即，$t_{\rm cool} \gtrsim t_{\rm visc}$）。对于更高的密度，气体可以在吸积之前冷却，形成标准的几何薄，光学厚的Shakura-Sunyaev盘。对于通常的冷却过程（如韧致辐射），我们期望内部热流和外部薄盘。对于一个短的冷却时间的吸积流分为两个阶段：一个辐射效率低下的热日冕阶段和一个冷薄盘。我们认为，有一个上限对应于一个临界值的$t_{\rm cool}/t_{\rm ff} (\sim 10-100)$，冷却时间和自由落体时间的比率的热电晕的密度。基于我们的模拟，我们已经开发了一个模型的瞬态观测黑洞X射线双星（XRB）。由于质量吸积速率的增加，处于静止热RIAF状态的XRB可以过渡到冷黑体主导状态。从薄盘到RIAF的转变是由于吸积导致的质量耗尽;当冷却时间变得比内半径处的粘性时间长时，转变发生。由于几何薄盘的粘性时间尺度相当长，高软状态预计将是长寿命的。黑洞瞬变的不同时间尺度对应着不同的物理过程，如粘性演化、冷却和自由落体。我们的模型捕捉到的XRB中观察到的状态转换的整体特征。
2013-08-03 astro-ph.HE
Accretion with two-phase gas supply and its application in black hole X-ray binaries
本文针对黑洞X射线双星的冷、热双相气体共同供积场景，采用半解析方法分析盘与冕的相互作用，解释了多态光谱成因，约束了吸积流粘滞参数范围。
2025-10-22 astro-ph.HE
A possible two-fold scenario for the disc-corona of the luminous AGN 1H 0419--577: a high-density disc or a warm corona
本研究利用XMM-Newton和NuSTAR同步观测，首次刻画了高光度AGN 1H 0419-577的盘-日冕系统，发现其2018年宽波段X射线光谱可由高密度盘相对论反射模型或温-热日冕混合模型重现，两者暗示截然不同的物理条件。
2025-06-30 astro-ph.HE
Magnetic-reconnection-heated corona in active galactic nuclei: refined disc-corona model and application to broad-band radiation
在活动星系核（AGN）研究中，一个长期存在的问题是日冕如何被加热以产生比日冕内粘性加热所产生的X射线辐射强得多的X射线辐射。本文对活动星系核的磁重联加热进行了详细的研究，特别是研究了活动星系核盘和日冕是如何与磁场自洽耦合的，以及活动星系核的出射光谱是如何依赖于活动星系核的基本参数的。结果表明，在一定的黑洞质量、吸积率和磁场强度范围内，耦合盘和日冕可以产生从光学到X射线的宽频带内的不同光谱形状和光度.相对于光学/紫外线（UV）的X射线发射的相对强度取决于磁盘中的磁场的强度，这与吸积率一起，决定了在日冕中传输和释放的吸积能量的比例。这个改进的盘冠模型，然后应用于再现宽带光谱能量分布（SED）的样品的20个明亮的本地AGN同时观察到的X射线和光学/紫外。我们发现，在一般情况下，整体观察到的宽带SED可以合理地再现，除了在一些对象中的相当硬的X射线光谱形状。辐射压力占主导地位的区域，如以前预测的标准吸积盘在活动星系核，消失的强X射线源，揭示活动星系核吸积盘确实是普遍稳定的观察。我们的研究表明，包含磁场的盘冠耦合模型是一个很有前途的方法来理解明亮的活动星系核的宽带光谱。
2020-06-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Comptonisation of accretion disc X-ray emission: Consequences for X-ray reflection and the geometry of AGN coronae
我们认为康普顿化的光子，使相对论模糊的反射，通常从吸积盘的活动星系核的高能粒子的日冕被认为是引起强大的X射线连续的逆康普顿散射的热种子光子从光盘检测。最近测量的吸积盘的发射率配置文件，以及初级X射线连续和反射之间的混响时间滞后表明，这个日冕是位于一个低的高度以上的磁盘和径向延伸，数十万的引力半径超过磁盘表面，因此也应康普顿散射反射的X射线。我们发现，从最接近最大旋转黑洞的最内层稳定圆形轨道（ISCO）的模糊反射的检测与这样的日冕是一致的，但需要日冕是不规则的，可能由整个区域的一些孤立的耀斑组成。仅考虑可能探测到ISCO反射的要求，我们发现，在任何给定时刻，日冕对吸积盘内部的覆盖率需要小于85%，尽管允许检测“反射”，其中总反射通量超过在连续谱中看到的通量的“主导”光谱需要覆盖低至50%或25%的分数。
2014-12-15 astro-ph.HE
Sustaining a Warm Corona in Active Galactic Nuclei Accretion Discs
活动星系核（AGN）吸积盘表面存在温度为$\sim 1$ keV的厚（$τ_{\mathrm{T}}\approx 10$ - $20$，其中$τ_{\mathrm{T}}$为汤姆逊深度）康普顿化区。通过与反射光谱相结合，暖日冕可能是产生活动星系核X射线光谱中所见的平滑软过剩的原因。本文研究如何温暖的日冕必须调整，以维持软过剩通过大的变化，活动星系核通量。光谱从一维恒定密度和流体静力学温暖的日冕模型计算假设照明硬X射线幂律，气体密度，汤姆逊深度和日冕加热强度变化的吸积率的变化。我们确定的模型，产生温暖的日冕与温度之间的$0.3$和$1.1$千电子伏，并测量光子指数和发射通量的$0.5$ - $2$千电子伏和$2$ - $10$千电子伏波段。这些量之间的相关性和反相关性取决于暖日冕的演化和结构。通过这些相关性追踪活动星系核所遵循的路径，将限制温暖的日冕被加热和连接到吸积盘的程度。暖日冕的密度结构和日冕加热强度的变化将导致活动星系核中各种各样的软过剩强度和形状。平均而言，较大的吸积率将导致温暖的日冕，产生更强的软过剩，与当地塞弗特星系的观测一致。
2020-06-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
Anisotropic radiation from accretion disc-coronae in active galactic nuclei
在活动星系核的统一方案中，Seyfert 1 s和Seyfert 2 s本质上是相同的，只是从不同的角度来看。然而，在先前的工作中，在给定的X射线连续发光度下，塞弗特1 s的Fe Kα发射线发光度平均约为塞弗特2s的两倍（Ricci et al. 2014）。我们建立了一个吸积盘-日冕模型，其中一部分耗散在吸积盘中的能量被提取出来加热吸积盘上方的日冕。包含康普顿散射过程的辐射传输方程是一个积分-微分方程，对平行平面几何的日冕进行数值求解。我们发现，当视角θ较小时（近正面），日冕X射线辐射的比强度随视角θ的变化很小，而当视角θ较大时（θ> 40 °），日冕X射线辐射的比强度对视角θ的变化很敏感。当θ< 40度时，来自冷盘的辐射，主要在红外/光学/紫外波段，几乎与cosθ成正比，而当θ> 40度时，由于在这种情况下日冕中的强吸收，它比cosθ下降得更快。对于Seyfert星系，Fe-K α线可能是由X射线连续辐射照射的盘状星系发出的。在Seyfert 1 s和Seyfert 2s的平均倾角为65度的条件下，观测到的Seyfert 1 s和Seyfert 2s的等效宽度（EW）之差可以通过我们的模式计算重现。
2015-02-12 astro-ph.HE
Acceleration and cooling of the corona during X-ray flares from the Seyfert galaxy I Zw 1
我们报告了NuSTAR和XMM-牛顿天文台在2020年1月从活动星系核I Zwicky 1（I Zw 1）观测到的X射线耀斑。X射线谱可以用一个模型很好地描述，该模型由日冕的连续辐射和它在快速旋转（α> 0.94）的黑洞周围的吸积盘的反射组成。为了模拟宽带光谱，有必要考虑整个光盘电离的变化。对耀斑之前、期间和之后的X射线光谱的分析揭示了与耀斑相关的日冕的潜在变化。在耀斑期间，反射分数显著下降，与日冕远离吸积盘的加速一致。我们首次发现了在X射线耀斑期间，温度从耀斑前的140（-20，+100）keV下降到耀斑期间的45（-9，+40）keV的证据。铁K线的轮廓揭示了吸积盘的发射率轮廓，表明它在耀斑之前被一个在盘上延伸不超过7（-2，+4）rg的致密日冕照亮，但有初步证据表明日冕在耀斑期间加速时膨胀。耀斑消退后，日冕坍缩到半径为6（-2，+2）rg。快速的时间尺度的耀斑表明，它们出现在黑洞的磁层，而不是在吸积盘，和日冕的变化是一致的连续性所产生的种子光子从光盘康普顿。
2022-04-04 astro-ph.HE
Probing the Physical Properties of the Corona in Accreting Black Holes
日冕是大多数明亮的吸积黑洞的关键组成部分，携带5 - 30%的能量，并在非喷射的活动星系核（AGN）中，产生所有$\simeq 1-2$ keV以上的X射线发射。它的辐射照亮了内部的吸积盘，产生了原子线丰富的反射光谱，用于诊断和绘制吸积流和测量黑洞自旋。日冕很可能是由吸积盘的强烈差异旋转提供磁力，它可能与相对论喷流密切相关。最近的工作表明，许多黑洞日冕可能由致密日冕环境中光子-光子碰撞产生的电子-正电子对所支配。尽管日冕是活动星系核和黑洞双星系统的一个组成部分，但关于日冕的性质，如它的几何形状、位置和驱动发射的物理机制，还有很多是未知的。在本白皮书中，我们探讨了我们目前对日冕性质的理解，例如从现有的硬X射线望远镜（如NuSTAR）测量获得的日冕温度，并讨论了未来十年围绕日冕性质需要解决的重要问题。硬X射线观测将继续消除日冕的神秘感，并打开类星体引擎的这一部分，以充分了解。
2019-03-12 astro-ph.HE
A Model of Magnetically Induced Disc-Corona for Black Hole Binaries
提出了一个基于大尺度磁场的黑洞与吸积盘的磁连接模型。MC引起黑洞与盘之间的能量和角动量输运，闭合场线将从盘蒸发的热物质输送到盘上方的日冕中，形成磁感应盘-日冕系统，其中日冕具有与大尺度磁场相同的位形。在Kerr度规下数值求解动力学方程，其中大尺度磁场由发电机过程和磁压与气压均分决定.这样就可以得到一个全局解，而不必事先假设大尺度磁场的分布。MC效应主要表现在三个方面。(1)快速旋转的黑洞的旋转能量可以被提取，增强了吸积盘中的耗散;（2）闭合的磁力线为日冕物质从吸积盘逃逸并最终落入黑洞提供了一个天然的通道;（3）日冕的范围可以由磁通量守恒来限定。用Monte-Carlo方法模拟了该系统的高能谱，发现谱的相对硬度随吸积率或黑洞自旋$a_*$的增大而减小.我们拟合了三个黑洞双星（GRO J1655-40，XTE 1118+480和GX 339-4）在低/硬态和很高态下的典型X射线谱。
2009-01-20 astro-ph.HE
Quasi-Periodic Oscillations due to radiative feedback mechanism between the disc and corona
本文提出吸积盘与冕之间的辐射反馈系统自然产生准周期振荡，并首次用物理模型拟合AstroSat观测的黑洞系统功率谱。
2025-07-16 astro-ph.HE
Dual-Corona Comptonization model for the Type-B Quasi-Periodic Oscillations in GX 339-4
描述黑洞低质量X射线双星（BHXB）的快速变化可以帮助我们理解这些源最内部区域的几何和物理性质。特别是，B型准周期振荡（QPO），在爆发的软中间态（SIMS）期间在BHXB中观察到，被认为与相对论性喷流的喷射有关。在SIMS中的源的X射线光谱的特征是由一个占主导地位的软黑体样组件-与吸积盘-和一个硬组件-与康普顿化区域或日冕。NICER和AstroSat在GX 339 $-$ 4 2021年爆发期间观测到了强B型QPO。我们发现，分数均方根频谱的QPO保持恒定在$\sim$ 1%的能量低于$\sim$ 1.8千电子伏，然后随着能量的增加而增加到$\sim$ 17%，在20 $-$ 30千电子伏。我们还发现，滞后谱是“U形”，从$\sim$ 1.2拉德在0.7 keV的下降到0拉德在$\sim$ 3.5 keV，并再次增加在较高的能量高达$\sim$ 0.6拉德在20 $-$ 30 keV。使用最近开发的含时康普顿化模型，我们同时拟合的分数均方根和滞后谱的QPO和GX 339 $-$ 4的时间平均能谱，以约束的物理参数的区域负责的变化，我们观察到的。我们认为，在GX 339 $-$ 4中观察到的B型QPO的辐射特性可以通过两个物理连接的康普顿化区域来解释，这些康普顿化区域通过X射线光子的反馈回路与吸积盘相互作用。
2022-11-30 astro-ph.HE
Constraining the size of the corona with fully relativistic calculations of spectra of extended corona. I - the Monte Carlo radiative transfer code
活动星系核中X射线辐射日冕的大小和几何形状还没有得到很好的限制。Dovčiak & Done（2016）提出了一种基于假设点状灯柱电晕的计算方法。为了进行更多的自洽计算扩展日冕的能谱，我们开发了Monk，一个Monte Carlo辐射转移代码，专门用于计算克尔时空中的Comptonised光谱。在Monk中，我们假设Klein-Nishina散射截面，并包括所有的广义相对论效应。我们发现，对于位于光盘上方的日冕，光谱不是各向同性的，但与更硬和更少的发光光谱朝向观察者在较低的倾角，由于种子光子的各向异性照明。如果我们假设日冕是一个位于黑洞旋转轴上的点状各向同性源，这种各向异性也会导致日冕的大小被低估，这表明了更自洽计算的必要性。我们还考察了日冕的运动和几何形状对出射光谱的影响。最后，我们讨论了各向异性日冕辐射对活动星系核和黑洞X射线双星反射谱的影响。我们发现，假设日冕辐射是各向同性的，人们可能低估了活动星系核的软过剩和BHXRB的反射连续谱和铁K荧光线通量。
2019-03-21 astro-ph.HE
Driving Extreme Variability - Measuring the evolving coronae and evidence for jet launching in AGN
吸积盘的相对论模糊反射提供了一个强有力的探测器，可以探测超大质量黑洞附近的极端环境;吸积流的内部区域和产生强烈X射线连续谱的日冕。通过它的几何形状和范围的日冕可以通过所观察到的X射线光谱测量的技术进行审查，随着在日冕的结构，被认为是伴随着在长和短的时间尺度上的X射线光度的变化的演变。对窄线Seyfert 1星系Markarian 335和1H 0707 -495的详细分析，在XMM-牛顿以及朱雀和NuSTAR近十年的观测中显示，X射线光度的增加与日冕的扩张相一致，以覆盖更大面积的内部吸积盘。在这种长时间尺度的变异性的基础上，存在着短时间尺度上更复杂的行为模式。在2013年和2014年观测到的Mrk 335低通量状态期间的X射线发射中的耀斑被发现标志着日冕的重新配置，而有证据表明耀斑是由垂直准直和日冕物质喷射引起的，让人想起中止的喷气发射事件。测量的日冕和反射吸积盘相结合，以推断的条件，导致耀斑事件的内盘。
2015-11-03 astro-ph.HE
A Phase Lag between Disk and Corona in GRMHD Simulations of Precessing Tilted Accretion Disks
在它的演化过程中，黑洞（BH）从不同的方向吸积气体。给定一个随机吸积事件，吸积盘的典型角动量将相对于BH自旋倾斜$\sim$ 60 $^\circ$。未对准导致光盘以随BH旋转和倾斜角增加的速率旋进。我们提出了第一个广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟跨越一个完整的进动周期的高度倾斜（60 $^\circ$），适度薄（$h/r=0.1$）吸积盘周围的快速旋转（$a\simeq0.9$）BH。当圆盘和喷流同相进动时，我们发现夹在两者之间的日冕滞后于$\gtrsim 10^{\circ}$。对于BH吸积的光谱模型，这意味着硬非热（日冕）发射滞后于软（盘）发射，从而可能解释在X射线双星中的C型低频准周期振荡中看到的硬能量滞后的一些特性。强喷流不受这种盘状日冕滞后的影响，而弱喷流在$r \sim 100$黑洞半径处遇到滞后日冕时会失速。这种相互作用可能会抑制大规模喷流的形成。
2023-01-29 astro-ph.HE
A physical model for the broadband energy spectrum of X-ray illuminated accretion discs: fitting the spectral energy distribution of NGC 5548
我们发展了一个新的物理模型，该模型考虑了吸积盘和X射线日冕的相互作用，包括所有相对论效应，用于计算X射线照射吸积盘的宽带谱能量分布。我们假设一个开普勒，光学厚和几何薄的吸积盘和X射线源的灯柱几何，发射各向同性的幂律谱与高能量截止。我们假设，在标准圆盘模型的最里面部分，所有由热辐射释放的能量都被传输到日冕，有效地冷却了这个区域的圆盘。我们包括由于X射线电晕对圆盘照射的吸收部分的热化而引起的圆盘加热。还包括来自盘的X射线反射。我们通过迭代计算的X射线光度和低能量的X射线截止，充分考虑之间的相互作用的X射线照明盘和由此产生的吸积盘光谱进入日冕，使能量平衡被保存。日冕半径也是根据康普顿化过程中光子数的守恒来计算的。我们讨论了模型的SED和它们对系统参数的依赖性。圆盘-日冕相互作用具有深远的影响-它限制了X射线的亮度，并改变了UV/光学蓝色凸起的形状和归一化。我们使用新的代码，以适应一个典型的塞弗特1星系，NGC 5548的宽带SED。我们推断一个高的黑洞自旋，一个中间系统的倾斜度，以及低于10%的爱丁顿吸积率。这个源中的X射线亮度可以由盘中耗散的吸积能量的45-70%来支持。新的模型，命名为KYNSED，是公开的，可用于拟合活动星系核SED内的XSPEC光谱分析工具。
2022-03-21 astro-ph.HE
Evolution of a Relativistic Outflow and X-ray Corona in the Extreme Changing-Look AGN 1ES 1927+654
1 ES 1927+654是一个典型的活动星系核，也是最奇特的X射线核瞬变现象之一。在2018年初，这个著名的活动星系核经历了一次外观变化事件，其中出现了宽的光发射线，光通量增加。然而，到2018年7月，X射线通量下降了两个数量级以上，表明内部吸积流发生了巨大变化。利用NICER、XMM-Newton和NuSTAR三年的观测资料，我们给出了1 ES 1927+654的X射线演化过程，它可以分为三个阶段：（1）早期的超爱丁顿阶段，X射线亮度和光谱参数快速变化;（2）稳定的超爱丁顿阶段，在X射线亮度峰值，（3）光度和光谱参数稳定下降到爆发前水平。我们第一次目睹了X射线日冕的形成，因为X射线光谱从热主导转变为主要的康普顿化。我们还跟踪了早期X射线光谱中突出的宽1 keV特征的演变，并表明该特征可以用蓝移反射（z = -0.33）从单温度黑体辐射光谱使用xillverTDE（xillver模型的新风味）来建模。因此，我们建议，1千电子伏的功能可能会出现从反射发射关闭的光学厚流出从几何厚，超爱丁顿内吸积流，连接内吸积流与流出在极端吸积事件（如潮汐中断事件）期间推出。最后，我们比较了1 ES 1927+654与其他核瞬变，并讨论了xillverTDE超爱丁顿吸积器的应用。
2022-06-10 astro-ph.HE
Towards modelling X-ray reverberation in AGN: Piecing together the extended corona
从广义相对论射线追迹模拟出发，建立了扩展日冕的X射线混响模型。在直接观察到的连续发射和从吸积盘反射的相关变化之间的混响滞后，是由于日冕和反射盘之间的额外光传播时间而产生的。X射线混响检测到越来越多的样本的塞弗特星系和一些共同的属性被观察到，包括从特征混响签名在高频率的连续分量内的硬滞后在低频率的过渡，以及在混响滞后在3keV的一个明显的下降。这些特征不能简单地用简单点源产生的X射线的混响来解释。因此，我们的模型混响从冠延伸到光盘的表面和垂直。因果传播通过其程度为两个简单的情况下，恒定的速度传播和传播链接到粘性时标在底层吸积盘，以及随机变化所产生的由于湍流本地光盘。我们发现，观测到的X射线混响在塞弗特星系的特点可以解释，如果长时间尺度的变化是由粘性传播的波动通过日冕。日冕在盘表面的低高度处径向延伸，但具有明亮的中心区域，在该中心区域中，由吸积流的最内部区域产生的更快速的变化驱动的波动沿着黑洞旋转轴向上传播。
2016-02-18 astro-ph.HE
Disc-corona interaction in the heartbeat state of GRS 1915+105
时序分析提供了物质吸积到中子星和黑洞上的动力学信息，因此对于研究这些物体周围的吸积流的物理特性至关重要。然而，很难将不同的变率分量与吸积流的每个光谱分量联系起来。我们采用几种新的方法，两个罗西X射线定时探测器观测的黑洞双GRS 1915+105在其心跳状态，探讨的X射线变异的起源和吸积流组件的相互作用。我们提供了一个很有前途的窗口到光盘电晕相互作用，通过分析形成区域的光盘非周期性的变化与不同的时间尺度，通过比较相应的跃迁能量的振幅比谱。在以前的论文中，我们分析了傅立叶功率密度作为能量和频率的函数，研究起源的非周期性的变化，并结合分析与相位滞后作为频率的函数，得出一个图片的盘-电晕相互作用在这个源。我们在这里，第一次，调查作为能量和频率的函数的相位滞后，并显示一些有趣的细节的盘-日冕相互作用。此外，从振幅比谱的形状和其他几个方面的结果表明，准周期振荡起源于日冕。
2017-12-12 astro-ph.HE
Probing the geometry and motion of AGN coronae through accretion disc emissivity profiles
为了更好地了解由活动星系核组成的内部盘区域，有必要了解盘被从黑洞（日冕）上方的连续源发射的X射线照射的模式（发射率分布）。通过广义相对论光线追迹模拟，探讨了各种电晕几何形状产生的发射率分布的差异。通过对模拟的几何结构的各种参数的分析，发现由点源和扩展的几何结构，如放置在吸积盘上的圆柱形板和球状冠状体产生的发射率轮廓是可区分的。由点源和圆锥形几何形状产生的轮廓没有显著不同，需要分析反射分数以区分两种几何形状。波束点和波束锥形源也模拟在努力模拟射流状日冕，虽然这里的差异是最明显的反射分数。对于一个点源，我们确定了一个近似的测量反射率与源的高度和速度。模拟光谱的发射率分布所产生的各种几何形状产生可区分的差异。在最极端的情况下，几何形状之间的总体光谱差异不超过15%。它被发现，发射率的配置文件可以是有用的，在区分点源和扩展的几何形状的高质量的光谱数据的极端，明亮的源在长时间的曝光。结合反射率、定时和光谱分析，我们可以使用发射率剖面来辨别X射线源的几何形状。
2017-08-10 astro-ph.HE
Examining the Physical Conditions of a Warm Corona in Active Galactic Nuclei Accretion Discs
吸积盘表面的暖日冕被认为是产生活动星系核X射线谱中软过剩的潜在场所。为了拟合观测数据，气体的温度必须为$\sim 1$ keV，光学深度必须为$τ_{\mathrm{T}}\approx 10$- $20$。我们提出了一维计算的物理条件和发射光谱的$τ_{\mathrm{T}}=10$或$20$气体层的照射从X射线幂律（从上面），黑体（从下面）和一个变量的内部加热。模型表明，一个温暖的电晕与$kT \sim 1$ keV可以开发，产生一个强大的康普顿软过剩，但只有当内部的加热通量是在一个相对较窄的范围内。类似地，如果层的气体密度太大，则有效的冷却将阻止热电晕的形成。来自硬X射线幂律的辐射在产生暖日冕中是至关重要的，这表明暖日冕和热日冕可能共存于活动星系核吸积盘中，它们的联合作用导致了所观察到的软过剩。强烈加热的暖日冕导致陡峭的X射线光谱与电离的Fe K $α$线，类似于在一些窄线塞弗特1星系。
2019-11-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Local models of two-temperature accretion disc coronae. II. Ion thermal conduction and the absence of disc evaporation
本文通过局部分层剪切盒模拟研究双温吸积盘冕耦合，发现离子热传导不会导致盘蒸发，净垂直磁通量的不确定性才是决定盘是否蒸发为辐射低效吸积流的关键因素。
2024-01-10 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Local models of two-temperature accretion disc coronae. I. Structure, outflows, and energetics
本文通过局部分层剪切盒模拟研究双温热力学对吸积盘冕结构的影响，发现净垂直磁通可驱动强磁离心风、形成多相冕并显著增强表面冷却，为解释明亮活动星系核冕的能量来源提供依据。
2023-10-30 astro-ph.HE physics.plasm-ph
The similarity of observed X-ray coronae associated with L* disc and elliptical galaxies
在现今的L* 星系周围存在热的、X射线发光的气体日冕，这是冷暗物质宇宙演化论中星系形成理论的一个普遍预言。虽然扩展X射线发射已经知道存在于椭圆星系周围很长一段时间，但弥散的面外发射只是最近才在盘星系周围被发现。我们收集了具有Chandra和XMM-牛顿测量的椭圆星系和盘星系的样本，并将日冕X射线光度（L_X）与K波段光度（L_K）和日冕X射线温度（T_X）的标度进行了比较。分别对分辨源和未分辨源进行空间切除和谱减法，对X射线通量测量进行非热点源污染校正。我们发现，不同形态类型星系的扩展X射线辐射的性质是相似的：椭圆星系和盘星系的L_X-L_K和L_X-T_X关系具有相似的斜率、归一化和散射。观测到的日冕X射线特性的普遍性表明，这种发射的大部分来自星系组装过程中吸积、冲击加热和压缩的气体，而恒星过程引发的外流对X射线发射的贡献很小。这种冷却气体库是形态转变的潜在来源;它为盘在所有形态类型的星系周围生长提供了新的材料供应。
2010-11-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Chandra Survey of Nearby Highly Inclined Disc Galaxies - II: Correlation Analysis of Galactic Coronal Properties
X射线观测为探索星系冕的性质及其形成过程提供了一个关键工具。在以前的论文中，我们提出了一个钱德拉数据分析的日冕附近的53个高度倾斜的盘星系。在这里，我们研究的相关性的X射线测量与其他星系的属性和比较的结果与椭圆星系。日冕光度Lx和SFR之间存在良好的相关性。但我们发现Lx和总SN机械能输入率（ESN）之间有更好的相关性，包括来自核心坍塌（CC）和Ia SNe的预期贡献。X射线辐射效率（eta=Lx/ESN）的平均值约为0.4%，rms约为0.5dex。eta还与MTF/M*（MTF是根据自转速度和塔利-费舍尔关系测量的重子质量，M* 是根据K波段光度测量的恒星质量）和CC SN率面密度（FSN，单位为SN/yr/kpc ^2）相关，其特征为：eta=0.41%MTF/M*，eta=1.4%FSN^-0.3。这些相关性反映了引力质量和能量反馈浓度在确定η中所起的作用。电晕的特征温度对总的或特定的SFR、冷气体含量或Lx的依赖性很小。盘状星系的日冕往往是更多的X射线发光，热，铁/氧丰度比低于类似质量的椭圆形的。早期型非星暴盘星系更富Fe，而星暴盘星系的Fe/O丰度比大致恒定，约为0.36太阳系。我们的结果与质量在M ~*~10^{8.7-11}Msun范围内的日冕气体主要由恒星反馈提供的结论是一致的。此外，冷/热气体界面的电荷交换等过程，以及各种环境效应，也需要解释日冕性质的多样性。
2013-08-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
