Resolving structure within the iron line profile of Serpens X-1 with XRISM and NuSTAR
Wayne State University（韦恩州立大学）；University of Michigan（密歇根大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；California Institute of Technology（加州理工学院）
利用XRISM和NuSTAR对Serpens X-1进行联合光谱分析，确定其倾角为5°±1°、内盘半径为6.6±0.6 Rg，并分析8次I型X射线暴。
2026-09-09 astro-ph.HE
Testing General Relativity with Black Hole X-ray Data
爱因斯坦的广义相对论在100多年前提出，并在弱引力场中成功地通过了大量的观测检验。相反，强场机制在很大程度上仍未被探索。天体物理学上的黑洞是测试强场引力的理想实验室。在这里，我将简要地回顾一下我们小组目前的工作，即利用NuSTAR、RXTE、朱雀和XMM-牛顿的X射线数据来测试黑洞周围的强引力场。
2020-10-08 astro-ph.HE gr-qc
Testing the Kerr metric with the iron line and the KRZ parametrization
天体物理学上的黑洞周围的时空几何被认为可以很好地近似于克尔度规，但是在一些涉及新物理学的场景中，克尔解的偏差被预测出来。宽铁K $α$线通常在黑洞的X射线谱中观察到，并且起源于内部吸积盘的X射线荧光。在强引力区，铁线的轮廓受时空几何的敏感影响，可以用来检验克尔黑洞假说。在本文中，我们扩展了以前的工作在文献中。特别是：i）作为测试度量，我们采用Konoplya，Rezzolla和Zhidenko最近提出的参数化，相对于现有方法，它具有许多微妙的优势; ii）我们对特定的X射线任务进行模拟，我们认为NuSTAR是当前观测设施的原型，eXTP是下一代X射线观测站的一个例子。我们发现NuSTAR和eXTP的约束能力之间存在显着差异。使用NuSTAR，很难或不可能限制Kerr度量的偏差。使用eXTP，在大多数情况下，我们可以获得相当严格的约束（模，我们有正确的天体物理模型）。
2016-09-05 astro-ph.HE gr-qc
Two approaches to testing general relativity in the strong-field regime
在电磁波谱中对致密物体的观测以及从它们中探测到引力波，可以通过两种截然不同的方法，在强场区对广义相对论进行定量检验。在第一种方法中，广义相对论场方程在基本水平上进行了修改，并通过与观测值的比较来限制潜在偏差的大小。在第二种方法中，致密物体的外部时空以唯象的方式参数化，各种参数通过观测测量，最后将结果与广义相对论预测进行比较。在这篇文章中，我讨论了这两种方法的现状，重点是从最近的大量调查中吸取的教训。
2009-07-16 astro-ph.HE
Testing general relativity with X-ray reflection spectroscopy of MCG-06-30-15
天体物理学上的黑洞周围的时空几何可以用克尔度规很好地近似，但是在爱因斯坦引力之外的许多场景中以及在奇异物质的存在下，偏离标准预测是可能的。在本文中，我们提出的限制可能偏离克尔解决方案使用X射线反射光谱从实际数据的分析。我们使用相对论性的X射线反射代码XHILL修改为一个通用的固定，轴对称和渐近平坦的黑洞度量。我们分析了2001年7 - 8月期间MCG-06-30-15活动星系核的350 k长XMM-Newton观测数据，并对Johannsen形变参数$α_{13}$进行了约束。
2017-09-29 astro-ph.HE
Testing a double AGN hypothesis for Mrk 273
ULIRG Mrk 273包含两个红外核，N和SW，相隔1角秒。钱德拉的观测已经确定SW核是一个吸收了nH ~ 4 e23 cm-2的X射线源，但也暗示了N核中可能存在康普顿厚度的活动星系核，根据电离气体运动学推断，N核中存在一个10^9兆太阳质量的黑洞。最近由NuSTAR测量的固有X射线光谱斜率对于Seyfert核来说是异常困难的（光子指数为~1.3），对此我们寻求另一种解释。我们假设一个强吸收的X射线源在N，其中X射线发射急剧上升超过10千电子伏，除了已知的X射线源在SW，并测试它对NuSTAR数据，假设标准的光谱斜率（光子指数为1.9）。这种双X射线源模型给出了一个很好的解释硬连续谱，深Fe K吸收边，并在此ULIRG观察到的强Fe K线，而不调用一个单一的源解释所需的不寻常的光谱斜率。发现N中的假定X射线源被nH = 1.4（+0.7/-0.4 e24 cm-2）吸收。在NuSTAR观测期间，N源的2-10 keV光度估计值为1.3e43 erg/s，比SW大2倍。朱雀和NuSTAR观测之间高于和低于10千电子伏的不相关变异似乎支持双源解释。光谱硬度和铁K线通量之间的变化与以前的X射线观测也是一致的。
2017-11-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
Testing general relativity with the reflection spectrum of the supermassive black hole in 1H0707$-$495
最近，我们将X射线反射模型relxill推广到天体物理黑洞强引力场中检验时空度规。在本信中，我们采用这个扩展模型来分析XMM-牛顿，NuSTAR，和斯威夫特数据的超大质量黑洞在1H 0707 -495和测试偏离克尔度规参数化的约翰森变形参数$α_{13}$。我们的结果与1H 0707 -495中黑洞周围的时空度规由Kerr解描述的假设是一致的。
2018-02-02 astro-ph.HE gr-qc
Black hole binary OJ287 as a testing platform for general relativity
Blazar OJ 287是最有希望的（也是唯一的）河外双星黑洞系统在引力辐射反应作用下发生螺旋运动的例子。目前，虽然不可能直接观测到双星的组成部分，但可以观测到从主黑洞发出的喷流。我们认为次级黑洞的轨道运动反映在喷流的摆动中，并证明这种摆动与轨道位置有关。Agudo等人（2012）报告的喷流的不稳定摆动通过考虑系统的二元性质进行了分析，我们发现喷流摆动的不稳定分量非常小。
2012-08-22 astro-ph.HE
BlackHoleCam -- Testing general relativity with pulsars orbiting Sagittarius A*
介绍 BlackHoleCam 项目如何结合多波段观测与理论模型，利用银心脉冲星尤其是 PSR J1745-2900 检验广义相对论并搜寻新脉冲星。
2023-06-02 astro-ph.HE
The first hard X-ray spectral catalogue of Blazars observed by NuSTAR
耀变体是一类特殊的活动星系核（AGN），它们在所有波长上照亮天空。这些源的电磁发射是射流占主导地位的光谱能量分布（SED），具有典型的双峰形状。X射线光子提供了关于每个源的物理学的丰富信息，因为在X射线带中，我们可以观察到SED第一峰的尾部、第二峰的上升或两者之间的过渡。NuSTAR由于其聚焦高达79 keV的X射线的能力，提供了宽带数据，特别适合于在光谱的一个仍然探索不足的部分计算SED。在Open Universe计划的背景下，我们开发了一个专用管道NuSTAR_Spectra，这是一个shell脚本，可以自动从存档中下载数据，生成科学产品并进行完整的光谱分析。该脚本均匀地提取高水平的科学产品的NuSTAR的望远镜和光谱表征进行测试两个现象学模型。从数据最佳拟合导出了相应的X射线特性，并计算了SED。对NuSTAR公共档案馆的所有blazar观测的系统处理使我们能够发布第一个blazar（NuBlazar）的硬X射线光谱目录。该目录更新至2021年9月30日，包括对126个不同耀变体的253次观测，其中30个已被多次观测。
2022-05-10 astro-ph.GA astro-ph.HE
Testing general relativity with accretion onto compact objects
中子星和黑洞的X射线辐射提供了丰富的现象学，可以引导我们更好地理解它们的性质，并解决更多的一般物理学问题：广义相对论适用于强引力体系吗？黑洞周围的时空可以用克尔度规描述吗？本白皮书考虑了我们如何通过研究混响映射和吸积系统中的准周期振荡来研究这些问题，并结合高光谱和高时间分辨率。在不久的将来，我们将能够以一种新的方式研究X射线中的紧凑物体：过渡边缘传感器（TES）技术的进步将允许电子伏分辨率光谱学与纳秒精度计时相结合。
2019-03-15 astro-ph.HE
Testing general relativity with supermassive black holes using X-ray reflection spectroscopy
本文回顾了我们目前通过研究超大质量黑洞的反射谱在强场区检验广义相对论的努力。到目前为止，我们已经分析了11个来源的观测NuSTAR，朱雀，雨燕，和XMM-牛顿。我们的结果与广义相对论是一致的，根据广义相对论，天体物理黑洞周围的时空度规应该很好地近似于Kerr解。我们讨论了我们的模型中的系统的不确定性，我们提出了一个初步的研究，其中一些对测量的时空度规的影响。
2019-05-20 astro-ph.HE gr-qc
NuSTAR/XMM-Newton monitoring of the Seyfert 1 galaxy HE 1143-1810. Testing the two-corona scenario
我们测试的情况下，'裸'塞弗特1星系HE 1143-1810的活动星系核的两个日冕吸积的情况。我们进行了详细的研究的宽带紫外-X射线光谱特性和短期的变化。我们介绍了XMM-Newton和NuSTAR联合监测源的结果，包括5x 20 ks观测，每个观测间隔2天，于2017年12月进行。在不同的观测中，源的通量是可变的，并且在UV和X射线发射之间观察到相关性。在软带中观察到中等光谱变化。时间平均的X射线光谱在$\sim 100$ keV处显示出与热康普顿化一致的截止。我们检测到铁K $α$线一致，在运动过程中是恒定的，并起源于轻度电离介质。这条线伴随着一个温和的，电离的反射分量。一个软过剩是明显存在低于2千电子伏，以及描述了热康普顿在一个“温暖”的电晕与温度的$\sim 0.5$千电子伏和汤姆逊光学深度的$\sim 17-18$。对于热硬X射线发射日冕，我们得到的温度为$\sim 20$ keV和光学深度$\sim 4$假设一个球形的几何形状。假设热日冕的喷流发射盘（JED）也提供了一个很好的宽带光谱的描述。在这种情况下，数据是一致的吸积率之间变化的$\sim 0.7$和$\sim 0.9$爱丁顿单位和过渡之间的外部标准盘和内部JED在$\sim 20$引力半径。宽带高能量数据同意吸积流模型由两个阶段组成：一个外部标准吸积盘与温暖的上层，负责光学-UV发射和软X射线过剩，和内部超薄JE…
2019-12-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Testing General Relativity with the Event Horizon Telescope
事件视界望远镜是一个毫米VLBI阵列，旨在拍摄银河系中心黑洞和M87星系的第一张照片，具有视界尺度分辨率。测量黑洞投射在周围辐射上的阴影的形状和大小可以检验宇宙审查猜想和无毛定理，并可能找到黑洞量子结构经典效应的证据。对吸积流中相干结构的观测可能会导致对黑洞自旋及其时空其他性质的精确测量。对于银河系中心的黑洞Sgr A*，恒星轨道岁差的测量和轨道恒星的定时监测为事件视界望远镜的引力测试提供了补充途径。
2018-06-26 astro-ph.HE
Massive Pulsars and Ultraluminous X-ray Sources
NuSTAR J095551+6940.8的1.37 $\, $ s脉冲的探测暗示了吸积脉冲星的存在，这对超亮X射线源的传统认识提出了挑战。本文提出这类源为大质量双稳源。考虑到广义相对论效应，大质量恒星的引力越强，其最大光度也就越大，这就是爱丁顿光度。用伪牛顿势模拟广义相对论中的引力场，计算了自束缚星（夸克星和夸克团星）和Tolman IV解的爱丁顿光度.结果表明，对于一颗半径接近于Schwarszchild半径的大质量脉冲星，其爱丁顿光度可高达$2\times10^{39} \, {\rm erg\, s}^{-1}$。该方法能够合理地解释NuSTAR J095551+6940.8的X射线光度。也有人认为，大质量脉冲星状致密星可以通过这种超爱丁顿阶段的超亮X射线源形成。
2015-08-03 astro-ph.HE
Testing General Relativity with black hole X-ray data: a progress report
爱因斯坦的广义相对论是现代物理学的支柱之一。几十年来，该理论主要在弱场状态下通过太阳系实验和双星观测进行测试。由于新一代的观测设施，过去5年在这一领域发生了显著变化，现在正在作出许多努力，使用不同的技术在强场状态下用黑洞和中子星检验广义相对论。在这里，我将回顾我所在的复旦大学研究组致力于用黑洞X射线数据检验广义相对论的工作。
2021-06-08 astro-ph.HE gr-qc
Testing the performance and accuracy of the RELXILL model for the relativistic X-ray reflection from accretion disks
反射光谱模型XHILL是研究黑洞周围吸积盘的相对论X射线反射的常用模型。我们提出了一个系统的研究模型的能力，约束无量纲的自旋和电离参数$\sim$ 6,000 NuSTAR模拟明亮的X射线源采用灯柱几何形状。我们采用高计数谱来显示模型中的限制，而不会与信噪比中的限制混淆。我们发现，这两个参数都恢复良好，在90%的置信度与改善约束，在较高的反射率，高自旋，低源高度。我们测试光谱在一个广泛的范围内-首先在10 $^6-$ 10 $^7$，然后$\sim$ 10 $^5$总源计数在整个有效的3-79 keV的NuSTAR带，并发现一个很强的依赖性的结果如何拟合周围的起始参数，由于模型本身的复杂性。选择盲拟合而不是携带实际参数值的一些估计值的方法可能导致模型参数的显著更差的恢复。我们进一步强调了跨越空间的非线性行为的参数，如$log~ξ$仔细和彻底的模型，以避免误导性的结果的重要性。在选择拟合程序的光，我们回顾的必要性，要注意选择的数据分箱和拟合统计用于测试拟合优度，通过证明光子指数$Γ$的影响。我们再次强调并恳求需要考虑探测器的分辨率，同时合并X射线数据，并使用泊松拟合统计，而不是分析泊松数据。
2017-11-07 astro-ph.HE
Reflection features in the X-ray spectrum of Fairall 9 and implications for tests of general relativity
X射线反射光谱是探测天体物理黑洞周围时空几何和检验强场区广义相对论的有力工具。然而，只有当我们采用正确的天体物理模型并且我们能够限制系统的不确定性时，广义相对论的精确测试才是可能的。因此，至关重要的是选择最适合这些测试的源和观测。在这项工作中，我们分析了同时观测的XMM-牛顿和NuSTAR的超大质量黑洞在Fairall 9。这个源具有许多特性，使其成为使用X射线反射光谱测试广义相对论的有希望的候选者。然而，我们发现，现有的数据并没有一个独特的解释的频谱的费尔奥9，这阻止了，目前，使用这个来源的强大的测试广义相对论。这个问题可能会通过未来的X射线任务得到解决，这些任务在铁谱线附近具有更高的能量分辨率。
2020-04-24 astro-ph.HE gr-qc
Testing pseudo-complex general relativity with gravitational waves
我们展示了如何使用来自凝聚致密物体的引力波信号来测试伪复广义相对论模型。该模型在弱场极限下与爱因斯坦引力一致，但在近视界区域显著发散，某些参数范围排除了黑洞的存在。我们表明，简单的限制，可以放置在模型中的inspiral和ringdown阶段合并紧凑的对象。我们将进一步讨论这些界限如何与目前的观测极限。特别是，对于以前在文献中考虑的最小场景，引力波观测能够将伪复广义相对论参数约束到需要存在黑洞视界的值。
2017-08-10 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with black hole X-ray data: recent progress and future developments
广义相对论成功地通过了大量的观测检验。这个理论已经在弱场区域得到了广泛的检验，包括太阳系的实验和双星的观测。在过去的五年里，强场机制的研究取得了重大进展，现在可以用引力波、X射线数据和毫米甚长基线干涉测量观测来检验强场机制。本文综述了用黑洞X射线数据检验广义相对论的研究现状，讨论了其最新进展和未来发展。
2021-03-21 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with Gravitational Waves
引力波源为我们提供了独特的测试平台，用于探测引力的强场、动力学和非线性方面。在本章中，我们对利用引力波检验广义相对论的现状和前景做了简要的概述。特别是，我们专注于三个理论不可知论的测试（参数化测试，inspiral-merger-ringdown一致性测试，和引力波传播测试），并解释如何可以应用这些测试的例子修改引力理论。最后，我们给出了一些悬而未决的问题，需要解决进行更精确的测试重力与引力波。
2021-11-11 astro-ph.HE gr-qc
Testing Relativity with High-Energy Astrophysical Neutrinos
最近对高能天体物理中微子的观测可以用来限制从引力的量子理论中出现的对洛伦兹不变性的违反。我们执行阈值和切伦科夫分析，通过约100万至10^{20}的因子改进现有边界。
2013-08-29 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Testing General Relativity with black hole X-ray data
本文是一篇简洁的教学性综述，介绍了广义相对论通过诸多观测检验的背景，以及强场检验领域的进展，重点梳理了利用黑洞X射线数据检验广义相对论的前沿现状。
2023-12-10 astro-ph.HE gr-qc
Testing general relativity with the stellar-mass black hole in LMC X-1 using the continuum-fitting method
用电磁辐射测量黑洞自旋的两种主要方法是铁线法和连续拟合法。它们可以被自然地扩展，用于探测黑洞周围的时空几何和在强场区检验广义相对论。在过去的几年里，有一些重要的工作是使用铁线法来测试黑洞的性质。在这封信中，我们使用连续拟合的方法，我们展示了它的能力，约束周围的时空几何黑洞通过分析17 RXTE数据的X射线双星LMC X-1。
2020-07-06 astro-ph.HE gr-qc
Comment on "A limit on the variation of the speed of light arising from quantum gravity effects" aka "Testing Einstein's special relativity with Fermi's short hard gamma-ray burst GRB090510"
最近，费米GBM和LAT合作组织报告了他们的新观测数据，这些数据不利于相当多的量子引力理论，包括对量子波动方程进行非线性（对数）修正的理论。我们发现，后者仍然远远没有被排除：它不仅能够解释新的数据，而且其现象学意义比以前预期的更广泛（更有趣）。
2009-11-30 astro-ph.HE physics.gen-ph
High-energy monitoring of NGC 4593 II. Broadband spectral analysis: testing the two-corona model
人们普遍认为活动星系核的初级X射线发射是由于来自热电子日冕的光紫外光子的康普顿化，而“软过剩”的起源仍然不确定，并且存在争议。第二个康普顿化成分，称为暖日冕，因此被提出来解释软过剩，并发现与塞弗特星系样本的光学紫外到X射线发射一致。在此背景下，我们利用宽带XMM牛顿和NuSTAR同步观测的塞弗特星系NGC 4593，以进一步测试所谓的“双冠模型”。NGC 4593的光谱被模型很好地再现，从光学/UV到硬X射线。此外，数据显示，在我们的监测活动期间，热和暖日冕参数之间存在显着的相关性。
2018-12-07 astro-ph.HE
Testing the Boundary-to-Bound Correspondence with Numerical Relativity
本研究通过大量双黑洞数值相对论模拟，在非微扰区域检验B2B对应关系，发现该关系在广泛偏心率范围内不成立，明确了其适用限制，并近似给出束缚与非束缚相对论相遇的分界线。
2024-09-12 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity's No-Hair Theorem with X-Ray Observations of Black Holes
尽管广义相对论在弱引力领域取得了成功，但它在强引力领域还有待验证。在本文中，我们提出了详细的射线跟踪模拟的结果，旨在澄清，如果合并的信息从X射线光谱，定时，恒星质量和超大质量黑洞的偏振观测可以用来测试GR的无毛定理。后者指出，静态天体物理学的黑洞描述的克尔族的度量与黑洞的质量和自旋是唯一的自由参数。我们使用四个“非克尔度量”，一些现象学的性质和其他动机的替代引力理论，并研究观测签名的偏离克尔度量。特别注意的情况下，当所有的指标设置为给相同的最内稳定圆轨道（ISCO）在准Boyer Lindquist坐标。我们给出了一个详细的讨论的相似性和差异的观测签名预测的黑洞的克尔度规和非克尔度规。我们强调，即使某些区域的参数空间几乎是简并的，即使当结合来自所有观测通道的信息时，非常快速旋转的黑洞的X射线观测可以用来排除替代度规的参数空间的大区域。虽然在参数空间的某些部分很难区分克尔度规和非克尔度规，但对像天鹅座X-1这样旋转非常快的黑洞的观测可以用来排除几个黑洞度规的大区域。
2016-01-09 astro-ph.HE
A Gaussian process framework for testing general relativity with gravitational waves
Monash University（莫纳什大学）；OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery（引力波发现ARC卓越中心）
本文提出一种高斯过程框架，用于在二进制黑洞并合引力波信号中检测广义相对论的偏离，通过局部化时间与特征频率约束，对GW190701_203306的引力波应变偏离限制在7%以内。
2026-05-08 astro-ph.HE gr-qc
Testing quantum-spacetime relativity with gamma-ray telescopes
对伽马射线暴的观测被用来测试光子速度的动量依赖性，部分原因是一些量子时空情景分析中报告的初步结果。用于这些目的的到达时间、光子动量和源的红移之间的关系假设相对论对称性的“崩溃”，这意味着它是一个不满足相对性原理的优选框架方案。相对论对称性的“变形”的备择假设，通过采用观测者之间相对论变换的变形定律来保持相对性原理，到目前为止还不能在伽马射线暴观测中得到检验，因为还不知道如何在膨胀的时空中用公式表达它。我们在这里提供了这样一个配方，我们发现，也为变形的情况下，伽玛射线暴数据的分析，使我们非常接近所需的“普朗克尺度的灵敏度”。
2010-07-05 astro-ph.HE gr-qc
Testing Regular Black Holes with X-ray data of GX 339-4
本文利用 NuSTAR 和 Swift 对 GX 339-4 在 2015 年爆发期间的同步高质量 X 射线数据，通过同时分析热光谱与相对论性反射特征，将规则黑洞正则化参数约束提升至 $l/M < 0.44$（90% 置信水平）。
2025-03-12 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with X-ray reflection spectroscopy: The Konoplya-Rezzolla-Zhidenko parametrization
X射线反射光谱学是强场区检验广义相对论的一种很有前途的技术，因为它可以用来检验克尔黑洞假设。在这种情况下，Konoplya，Rezzolla \& Zhidenko（Phys. Rev. D93，064015，2016）提出的参数变形黑洞度量形成了一类重要的非克尔黑洞。我们实现这一类的黑洞度量在\textsc{relxill\_nk}，这是一个框架，我们已经开发的非克尔黑洞使用X射线反射光谱测试。我们进行了定性分析的效果的领导阶强场变形参数的典型观测，如最内层的稳定圆轨道和反射谱。我们还提出了第一个X射线约束的一些变形参数的度量，使用\textit{Suzaku}数据从超大质量黑洞在方舟564，并比较它们与获得（或预期）从其他观测技术，如引力波和黑洞成像。
2021-01-12 astro-ph.HE gr-qc
Comparing Bayes factors and hierarchical inference for testing general relativity with gravitational waves
在用引力波测试广义相对论的背景下，用多个事件获得的约束通常通过分层形式主义或通过组合的乘法贝叶斯因子来组合。我们发现，众所周知的依赖贝叶斯因子的分析先验的参数空间的区域中没有似然支持可能会导致强的信心，有利于不正确的结论时，采用乘法贝叶斯因子。贝叶斯因子$\mathcal{O}(1)$是矛盾的，因为它们敏感地依赖于分析先验，而分析先验很少以原则性的方式设置;此外，当许多$\mathcal{O}(1)$贝叶斯因子相乘时，特别是当先验比基础总体宽得多时，可以获得组合贝叶斯因子$>\mathcal{O}(10^3)$，以支持取决于分析先验的错误结论。而层次分析推断的是超越广义相对论约束的个体的系综分布，它不会受到这个问题的影响，并且一般会收敛以支持正确的结论。而不是一个天真的乘法，一个更可靠的贝叶斯因子可以计算从分层分析。我们提出了一些玩具模型，表明乘以贝叶斯因子的做法可能会导致不正确的结论。
2022-04-22 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with Black Hole X-Ray Data and ABHModels
本文回顾了利用黑洞X射线数据检验广义相对论强场特性的当前研究工作，并详细介绍了ABHModels平台上提供的公开代码。
2024-04-23 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Testing Einstein's special relativity with Fermi's short hard gamma-ray burst GRB090510
伽马射线暴（GRB）是宇宙中最强大的爆炸，也是极端条件下的探测物理。伽马射线暴分为两类，短持续时间和长持续时间，被认为起源于不同类型的祖系统。在它们被发现40多年后，人们对它们的伽马射线发射物理学仍然知之甚少，但可以通过它们最高能量的光子来探测。在这里，我们报告的第一个检测到的高能辐射从一个短的GRB测量红移，GRB 090510，使用费米伽玛射线空间望远镜。我们第一次检测到一个伽玛射线暴提示光谱与带函数的显着偏差。这可以解释为两个不同的光谱分量，这挑战了流行的伽马射线发射机制：同步加速器-同步加速器自康普顿。在第一秒内探测到31 GeV的光子，为伽玛暴外流洛伦兹因子设定了最高下限，即>1200，这表明短伽玛暴的外流至少与长伽玛暴的外流一样具有高度的相对论性。更重要的是，这个光子限制了光子传播速度的可能线性能量依赖性（洛伦兹不变性破坏），这是第一次要求量子引力质量标度显著高于普朗克质量。
2009-08-13 astro-ph.HE
Testing General Relativity with X-ray Reflection Spectroscopy of a 'Bare' Active Galactic Nucleus
爱因斯坦的引力理论已经在弱场体系中得到了广泛的验证，主要是在太阳系中的实验和对双星的观测，目前的数据与理论预测吻合得很好。另一方面，强引力在很大程度上是未被探索的，并且有许多超越爱因斯坦引力的理论对弱场做出了相同的预测，并且只有当引力变强时才会出现偏差。测试强引力的最佳实验室是天体物理学黑洞周围的时空。X射线反射光谱学是探测天体物理学黑洞周围强引力区和检验这些天体性质的有力工具。在本文中，我们将介绍XHILL_NK，这是第一个XSPEC反射模型，以测试爱因斯坦的引力在强场区，我们将提出的限制可能偏离爱因斯坦的引力，我们已经通过分析朱雀数据方舟564。
2018-06-26 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity in the Strong-Field Regime with Observations of Black Holes in the Electromagnetic Spectrum
广义相对论已经被许多实验所验证，然而，这些实验几乎只探测弱时空曲率。在这篇论文中，我创建了两个框架，通过使用当前或不久的将来的仪器在电磁波谱中观测黑洞来检验强场区域中的广义相对论。在本论文的第一部分，我设计测试的无毛定理，唯一的特点，在广义相对论的黑洞的性质，在他们的质量和自旋，并指出，这些紧凑的对象描述的克尔度规。我研究了一个准克尔度规，并构造了一个类克尔时空，这两个时空除了质量和自旋外，还包含一个独立的参数。如果无毛定理是正确的，那么克尔度规的任何偏差都必须为零。我表明，已经温和的变化的偏差参数在任何度量导致显着修改所观察到的信号。我应用这个框架的成像超大质量黑洞使用非常长的基线干涉测量以及准周期性的变化和相对论性扩大的铁线观察银河系和超大质量黑洞。在论文的第二部分，我设计了一种方法，通过黑洞X射线双星的轨道演化来检验Randall-Sundrum型膜世界引力中预测的黑洞蒸发，并从A0620-00和XTE J1118+480中得到额外维大小的约束。
2012-09-13 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity using Quasi-Periodic Oscillations from X-ray Black Holes: XTE J1550-564 and GRO J1655-40
我们使用相对论性岁差模型（RPM）（Stella et al. 1999 a）和Rossi X射线定时探测器的准周期振荡（QPO）观测结果来推导对这些源的黑洞性质的约束，并在强场区域测试广义相对论（GR）。我们扩展了Motta等人（2014 a，b）概述的技术，使用同时测量的QPO对，而不是三胞胎，并扩展了基础时空度量，以限制对天体物理学黑洞的GR预测的潜在偏差。为了做到这一点，我们修改RPM模型的Kerr-Newman-deSitter时空和模型的径向，黄道和垂直频率的变化。我们比较我们的模型与XTE J1550-564和GRO J1655-40的X射线数据，使用强大的统计技术来约束黑洞的参数和GR的偏差。对于这两个源，我们约束特定的GR偏差小于千分之一。
2021-09-15 astro-ph.HE gr-qc
RELXILL_NK: A Black Hole Relativistic Reflection Model for Testing General Relativity
本文简要介绍了黑洞吸积盘的相对论反射谱的第一个也是目前唯一可用的模型--XHILL_NK，它包含了黑洞时空的非Kerr解，从而允许检验Kerr假设和GR。XHILL_NK利用广义相对论射线追踪程序计算了任何行为良好的、静止的、轴对称的、和渐近平坦的黑洞时空，而磁盘物理是通过非相对论性的X射线反射代码XILLVER处理。许多不同的口味是可在XHILL_NK，我们总结和比较这些口味使用的黑洞时空的约翰森度量。
2019-08-27 astro-ph.HE gr-qc
Towards precision tests of general relativity with black hole X-ray reflection spectroscopy
天体物理学上的黑洞系统是在强场状态下检验爱因斯坦引力理论的理想实验室。我们最近开发了一个框架，它使用黑洞系统的反射光谱进行精确的测试广义相对论的克尔黑洞假设的测试。本文利用我们的盘反射模型分析了XMM-Newton和NuSTAR对塞弗特1星系MCG-06-30-15中超大质量黑洞的观测。我们认为约翰森度量与变形参数$α_{13}$和$α_{22}$，量化偏离克尔度量。对于$α_{22} = 0$，我们得到了黑洞的自旋$0.928 < a_* < 0.983$和$-0.44 < α_{13} < 0.15$ .对于$α_{13} = 0$，我们得到$0.885 < a_* < 0.987$和$-0.12 < α_{22} < 1.05$。恢复了$α_{13} = α_{22} = 0$的克尔解。因此，我们的结果包括统计不确定性的克尔解决方案。系统的不确定性是很难解释的，我们讨论了这方面的一些问题。
2019-04-17 astro-ph.HE gr-qc
Can the second time-derivative of the orbital frequency of binary pulsars be used for testing general relativity?
本文提出估计轨道频率二阶导数广义相对论贡献的形式体系，并通过真实与合成脉冲星计算发现该贡献远小于观测值，难以用于检验广义相对论。
2024-05-20 astro-ph.HE gr-qc
Testing Source Dependence in Gravitational-Wave Tests of General Relativity with Mutual Information
Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）
该研究提出一个基于互信息的非参数框架，用于检验引力波广义相对论检验中的偏差参数是否依赖于源性质，并在模拟和真实数据中验证了其有效性。
2026-09-10 astro-ph.HE gr-qc
Testing general relativity via direct measurement of black hole kicks
本文提出通过直接测量双黑洞并合中残余黑洞的反冲效应来检验广义相对论，利用多普勒频移信号和数值相对论推断的差异构建零变量检验，发现未来探测器可高精度约束该效应。
2024-10-16 astro-ph.HE gr-qc
Testing general relativity with gravitational-wave catalogs: the insidious nature of waveform systematics
对双黑洞的引力波观测，使得对广义相对论的新检验可以在强的、动态的引力场上进行。这些测试需要引力波信号的精确波形模型，否则波形误差可能会错误地暗示新物理的证据。现有的波形通常被认为是足够准确的当前的观测，和每一个事件观察到的日期似乎是单独符合广义相对论。在不久的将来，有了更大的引力波星表，就有可能通过一起分析大量的事件来进行更严格的引力检验。然而，波形误差可能会在事件之间累积的危险：即使波形模型对每个单独的事件都足够准确，但当应用于大型目录时，它仍然可能为新物理学提供错误的证据。本文提出了一个简单的线性化分析，在一个Fisher矩阵计算的风格，揭示了条件下，由于波形误差的新物理学的明显证据的增长，随着目录大小的增加。我们估计，在最坏的情况下，偏离广义相对论的证据可能会出现在一些测试中，使用的目录包含10 - 30个事件以上的信噪比为20。这接近于当前目录的大小，并强调了在进行这类实验时需要谨慎。
2021-06-28 astro-ph.HE gr-qc
Testing general relativity using golden black-hole binaries
恒星质量的黑洞双星通过螺旋、合并和衰荡的合并是地基引力波（GW）探测器最有希望的来源之一。如果观测到的GW信号具有足够的信噪比，那么黑洞的质量和自旋就可以从信号的螺旋部分估计出来。使用这些估计的初始参数的二进制，质量和自旋的最终黑洞可以唯一地预测利用广义相对论数值模拟。此外，最终黑洞的质量和自旋可以从合并信号的振铃部分独立估计。如果双黑洞动力学是正确的描述广义相对论（GR），这些独立的估计必须是相互一致的。我们提出了一个贝叶斯实现这样一个测试的广义相对论，它允许我们结合多个观测的约束。使用组装修改的GR波形，我们证明了这个测试可以检测到足够大的偏差GR，并概述了预期的约束，从即将到来的GW观测使用第二代地面GW探测器。
2016-09-14 astro-ph.HE gr-qc
Testing General Relativity with the Shadow Size of Sgr A*
在广义相对论中，黑洞阴影的角半径主要由它的质量与距离之比决定，只微弱地取决于它的自旋和倾角。然而，如果违反了广义相对论，阴影的大小也可能强烈地依赖于克尔度规的参数偏差。基于七站事件视界望远镜（EHT）阵列模拟一天观测的人马座A*（Sgr A*）的重建图像，我们采用马尔可夫链蒙特卡罗算法证明了这样的观测可以测量Sgr A* 阴影的角半径，其不确定度为~1.5 uas（6%）。我们表明，现有的质量和距离测量可以显着改善时，结合即将到来的EHT测量的阴影大小和严格的限制，从克尔度量的潜在偏差可以得到。
2016-01-19 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Testing relativistic reflection models with GRMHD simulations of accreting black holes
X射线反射光谱是目前研究黑洞周围吸积盘内部、测量黑洞自旋、甚至测试强引力场中基础物理的主要技术之一。然而，这些测量的准确性取决于用于光谱分析的反射模型，这有时会受到质疑。在这项工作中，我们使用广义相对论磁流体动力学（GRMHD）程序在克尔时空中产生一个薄的吸积盘，并使用光线追迹技术计算其相对论展宽的反射谱。我们模拟NuSTAR观测，我们测试的能力，目前的反射模型的基础上Novikov-Thorne磁盘恢复正确的输入参数。我们的研究表明，我们可以测量正确的输入参数的情况下，大倾角的源，而我们发现一些微小的差异时，磁盘的倾角是低的。
2022-10-13 astro-ph.HE gr-qc
Testing general relativity using binary extreme-mass-ratio inspirals
已知$10^{5-7}\,M_\odot$的大质量黑洞（MBH）可以捕获小型致密天体形成极质量比吸气（EMRI）。这种系统在激光干涉仪空间天线（LISA）的波段发射引力波（GW），是MBH时空几何的理想探测器。最近，我们已经表明，MBH也可以捕获恒星质量的双黑洞（约$10\,M_\odot$），形成二元EMRI（b-EMRI），有趣的是，大部分的二元合并由于潮汐扰动的MBH。在这里，我们进一步表明，聚结可以检测到LISA作为在EMRI信号的毛刺。我们提出了一个实验，使用多波段（$10^2$和$10^{-3}$ Hz）毛刺信号来测试重力理论。我们的模拟表明，该实验可以测量通过GW辐射损失的质量和线性动量，并将引力子的质量限制在比当前限制高一个数量级的精度。
2019-03-28 astro-ph.HE gr-qc
Testing the Weak Equivalence Principle near black holes
今天，我们通过比较不同组成的试验体在地球引力场中的加速度，对可能违反弱等效原理的情况有相当严格的限制。本文提出在黑洞的强引力场检验弱等效原理。我们构造了一个相对论反射模型，在这个模型中，吸积盘中气体的大质量粒子或吸积盘发射的光子都可能不遵循时空的测地线。我们采用我们的模型来分析的NuSTAR光谱的黑洞二进制EXO 1846-031的反射功能，我们限制两个参数，量化可能违反弱等效原理的大质量粒子和X射线光子，分别。
2021-08-02 astro-ph.HE gr-qc
Testing f(R) gravity using gravitational-wave signals from binary mergers
Università degli Studi di Milano（米兰大学）
本研究利用引力波作为探针，考察f(R)引力这类修正引力理论对双致密天体并合引力波辐射的预言，并评估下一代引力波探测器检验广义相对论扩展理论的能力。
2026-08-25 astro-ph.HE gr-qc
Testing the Kerr black hole hypothesis with GRS 1716-249 by combining the continuum-fitting and the iron-line methods
连续拟合和铁线法是目前测量吸积黑洞自旋的两种主要方法。在过去的几年里，这两种方法已经被开发用于测试基础物理。在目前的工作中，我们采用最先进的模型通过连续拟合和铁线方法来测试黑洞，并分析了黑洞双星GRS 1716-249在2016-2017年爆发期间的三次NuSTAR观测。在这三次观测中，源处于硬中间态，光谱显示出强烈的热分量和突出的相对论反射特征。我们的分析证实了GRS 1716-249中黑洞的克尔性质，并对可能偏离广义相对论的预测提供了相当严格的限制。
2022-01-13 astro-ph.HE gr-qc
Testing the Kerr Black Hole Hypothesis with GX 339-4 by a combined analysis of its thermal spectrum and reflection features
我们分析同时观测与NuSTAR和雨燕的黑洞的二进制GX 339-4，我们清楚地检测到一个强大的热分量和突出的相对论反射功能。我们采用NKBB和NKXILL_NK，这是最先进的，分别是热模型和反射模型来测试克尔黑洞假设。我们获得前所未有的精确测量约翰森变形参数$α_{13}$：$α_{13} = -0.012_{-0.039}^{+0.011}$（灯柱冠状几何）和$α_{13} = -0.010_{-0.018}^{+0.024}$（打破幂律发射率配置文件）在90%的置信水平，其中克尔度量对应于$α_{13} = 0$。我们通过用不同的模型拟合数据来研究系统的不确定性。
2021-01-22 astro-ph.HE gr-qc
Constraining the Konoplya-Rezzolla-Zhidenko deformation parameters II: limits from stellar-mass black hole X-ray data
天体物理学上的黑洞被认为是广义相对论预言的克尔黑洞，但是从一些涉及新物理学的场景中可以预期克尔解的宏观偏差。在论文I中，我们研究了星系MCG-06-30-15中心超大质量黑洞在NuSTAR和XMM-牛顿谱中的反射特征，并约束了Konoplya，Rezzolla和Zhidenko（Phys. Rev. D93，064015，2016）提出的一组变形参数。在目前的工作中，我们分析的X射线数据的恒星质量的黑洞在同一理论框架内，以探测不同的曲率制度。我们考虑NuSTAR在2019年爆发期间对X射线二进制EXO 1846-031的观测。与论文I的情况一样，我们的拟合结果都符合Kerr黑洞假设，但有些形变参数不能很好地约束。
2021-10-05 astro-ph.HE gr-qc
Constraints on Einstein-Maxwell dilaton-axion gravity from X-ray reflection spectroscopy
Einstein-Maxwell介子-轴子引力模型是从杂化弦论的低能有效作用量出发提出的一个弦模型，是替代广义相对论的重要候选模型。近年来，一些作者在吸积黑洞的光谱中探索了它的天体物理意义，并推导出了$r_2 < 0.1$约束，其中$r_2 \ge 0$是荷上黑洞的引力，对$r_2 = 0$恢复了广义相对论。本文研究了非零黑洞对电荷盘反射谱的影响。通过对黑洞双星EXO 1846-031的NuSTAR光谱的分析，我们发现了$r_2 < 0.011$（90%CL）的约束，这是一个更严格的数量级。
2021-07-01 astro-ph.HE gr-qc
