本文提出 LS I+61° 303 的超轨道调制源于 Be 星盘的进动,并通过解析模型重现了 X 射线轨道双峰和长时标调制,同时约束了中子星轨道偏心率和近星点相位,指出盘进动由中子星潮汐力矩驱动。
摘要:
伽马射线双星 LS I+61° 303 由一颗中子星和一颗 Be 星组成,轨道周期为 P_orb≈26.5 天。除了轨道调制之外,该双星在几乎所有波段都表现出长时标流量变化,其超轨道周期为 P_sup≈4.6 年。这种超轨道调制的起源目前仍不清楚。在脉冲星星风与恒星外流相互作用的图像下,我们提出 LS I+61° 303 的超轨道调制可能由 Be 盘的进动引起。假设 X 射线来自双星间激波的同步辐射,我们建立了一个解析模型来计算轨道相位和超轨道相位上的预期流量调制。在进动盘图像下,轨道光变曲线中的不对称双峰轮廓和类似正弦的长时标调制均得到了重现。观测到的 X 射线峰值轨道相位漂移以及我们对长时标 X 射线数据的拟合表明,中子星很可能以较小的偏心率绕 Be 星运动,且近星点相位约为 Φ_p∼0.6。我们将 LS I+61° 303 的 Corbet 图与其他 Be/X 射线双星进行比较,P_sup–P_orb 图中的线性相关性表明,LS I+61° 303 中 Be 盘的进动是由其中子星伴星的潮汐力矩引起的。
英文摘要:
Gamma-ray binary LS I+61$^{\circ}$ 303 consists of a neutron star orbiting around a Be star with a period of $P_{\rm orb}\simeq26.5\ {\rm d}$. Apart from orbital modulations, the binary shows long-term flux variations with a superorbital period of $P_{\rm sup}\simeq4.6\ {\rm yrs}$ as seen in nearly all wavelengths. The origin of this superorbital modulation is still not well understood. Under the pulsar wind-stellar outflow interaction scenario, we propose that the superorbital modulations of LS I+61$^{\circ}$ 303 could be caused by the precession of the Be disk. Assuming X-rays arise from synchrotron radiation of the intrabinary shock, we develop an analytical model to calculate expected flux modulations over the orbital and superorbital phases. The asymmetric two-peak profiles in orbital light curves and sinusoidal-like long-term modulations are reproduced under the precessing disk scenario. The observed orbital phase drifting of the X-ray peak and our fitting of long-term X-ray data indicate that the neutron star is likely orbiting around the star with a small eccentricity and periastron phase around $Φ_{\rm p}\sim0.6$. We compare the Corbet diagrams of LS I+61$^{\circ}$ 303 with other Be/X-ray binaries and the linear correlation in the $P_{\rm sup}-P_{\rm orb}$ diagram suggests that the precession of the Be disk in LS I+61$^{\circ}$ 303 is induced by the tidal torque of its neutron star companion.
Superorbital modulation at GeV energies in the gamma-ray binary LS I +61 303
我们报告的结果,从我们的分析8年的数据的伽马射线双星LS I +61 303,获得了大面积望远镜上的费米伽马射线太空望远镜。在超轨道光变曲线中,我们发现双星的近星点附近有一个明显的下降,通过用正弦函数拟合光变曲线,得到了明显的相移。在双星中看到的超轨道调制早已为人所知,并提出了不同的方案。根据我们的研究结果,我们认为,该双星的Be伴星周围的星周盘具有椭圆形的形状和磁盘的长轴旋转的超轨道周期为1667天。结果,双星中致密星周围的环境物质密度在超轨道周期内沿双星轨道变化,导致调制中的相移,在近星点附近,致密星可能进入盘,导致倾角的出现。为了研究详细的物理过程和验证我们的建议,可以进行数值模拟。
A Precessing Jet Scenario for the Multi-Wavelength Long-Term Modulation of LS I +61$^\circ$303
高质量X射线双星LS I +61 $^\circ$ 303在从无线电直到非常高能量伽马射线状态的电磁波谱上被检测到。发射不仅在许多时间尺度上高度可变,而且在所有观测到的波长上都是周期性的。在不同的时间尺度上观察到周期性调制,从几个小时,几个月到几年。本文的主题是一个超轨道,长期调制~4.6年。我们回顾了这种周期性调制在多个波长的观察,并探讨它们之间的系统关系。特别是,无线电观测表明,长期调制是源的一个非常稳定的特征。在其他波长下的观测导致调制模式的相移,该相移是能量的系统函数。这个周期的稳定性有利于这样一种情况,即长期调制是旋进喷流引起多普勒因子周期性变化的结果,与吸积率的轨道调制一起跳动。我们解释了在较短的波长起源更接近的基础上的presessing射流的情况下,跨能带的相移。TeV发射与这一趋势的显着偏离可能需要与磁重联事件相关的不同解释。
Evidence of coupling between the thermal and nonthermal emission in the gamma-ray binary LS I +61 303
伽玛射线双星LS I +61 303由一颗Be星和一颗紧伴星组成,它们的轨道是偏心的。从射电到甚高能伽马射线都探测到了轨道周期为~26.5 d的可变通量调制。此外,该系统还表现出射电爆发相位和振幅的超轨道变化,周期约为4.6年。我们提出了LS I +61 303的光学光度观测跨度约1.5年和同期的H α等效宽度(EW H α)数据。光学光度学表明,第一次,已知的轨道调制遭受一个积极的轨道相移和增加的流量获得的数据1年分开。这种行为类似于无线电波段已知的行为,表明光通量也遵循超轨道变化。EW H α的轨道调制呈现出已知的超轨道通量可变性,但也首次显示出正的轨道相移。此外,光学光度测量显示,在轨道相位的滞后约0.1 - 0.2相对于EW H α测量在类似的超轨道相位,并提出了一个滞后约0.1和约0.3轨道相位的非共时射电和X射线爆发,分别。在热指示器的轨道调制中检测到的相移,如光通量和EW H α,与观察到的非热指示器的行为一致,如X射线或无线电发射。这表明,在γ射线双星LS I +61 303中,热辐射和非热辐射过程之间存在着很强的耦合。光通量和EW Halpha之间的轨道相位滞后自然地解释考虑不同的发射区域在拱星盘,而长期的演变可能是由一个移动的单臂螺旋密度波在磁盘中的存在。
VERITAS monitoring of LS I +61$^\circ$ 303 in conjunction with X-ray, and GeV observation campaigns
LS I +61 $^\circ$ 303是最神秘的TeV双星系统之一,它在双星系统的单个轨道上表现出从射电到TeV波长的高度通量调制,每$\sim$ 26.5天一次。该双星系统还表现出$\sim4.5$年超轨道调制的无线电,X射线和GeV的排放,这是尚未看到TeV的伽马射线。LS I +61 $^\circ$ 303已经被VERITAS在TeV能量范围和多波长伙伴(光学- GeV)观测到。同期的多波长数据集,使搜索之间的相关性X射线和TeV的排放,以及GeV和TeV的排放。这些关联研究可以进一步阐明该双星系统的天体物理性质。我们提出了从2014-2015年赛季的VERITAS最近的观测结合Swift-XRT(0.3-10 keV)和费米-LAT(0.3-300 GeV)观测分析的初步结果。
Biased parameter inference of eccentric, spin-precessing binary black holes
Cardiff University(卡迪夫大学);Indian Institute of Technology Madras(马德拉斯印度理工学院);Penn State University(宾夕法尼亚州立大学);Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所)
Radio pulsations from a neutron star within the gamma-ray binary LS I +61$^{\circ}$ 303
LS I +61 $^{\circ}$ 303是罕见的伽马射线双星之一,其大部分亮度都是能量超过100 MeV的光子。$\sim$ 26.5 d的轨道周期在许多波长下都能清楚地探测到。其多频率行为的其他方面使其成为该类中最有趣的示例。高分辨率射电图像的形态随着轨道相位的变化而变化,显示出一个指向远离大质量恒星的彗星尾巴。LS I +61 $^{\circ}$ 303也显示出超轨道可变性。几个高能的($\sim 10^{37}$ erg的$^{-1}$),短的,类似磁星的爆发已经被合理地归因于它。LS I +61 $^{\circ}$ 303的现象学已经在理论上仔细研究了几十年,但是缺乏确定性的性质,在双星中的紧凑对象阻止了我们对源的理解。在这里,使用500米口径球面射电望远镜(FAST)进行的观测,我们报告了来自LS I +61 $^{\circ}$ 303方向的瞬态射电脉动的存在。我们发现一个周期$P=269.15508 \pm 0.00016$ ms在$> 20σ$的意义。这是第一个在任何频率下都有来自这个源的脉动的证据,并且强烈地论证了在LS I +61 $^{\circ}$ 303中存在旋转的中子星。
The Cost of Circularity: Quantifying Eccentricity-Induced Biases in Binary Black Hole Inference
University of Wisconsin–Milwaukee(威斯康星大学密尔沃基分校);The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);University of Florida(佛罗里达大学)
Unified remnant models for aligned-spin, precessing, and eccentric binary black hole mergers
Kavli Institute for Theoretical Physics, University of California Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校卡弗里理论物理研究所);Weinberg Institute, University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校温伯格研究所);Department of Physics and Institute for AI & Computational Research, University of Rhode Island(罗德岛大学物理与人工智能及计算研究院);Department of Physics and Center for Scientific Computing & Data Science Research, University of Massachusetts, Dartmouth(马萨诸塞大学达特茅斯分校物理与科学计算及数据科学研究中心)
Horizon absorption in eccentric precessing binary black hole inspirals and its importance for gravitational wave data analysis
Instituto de Física Teórica UAM/CSIC, Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学理论物理研究所);Atmospheric Research and Instrumentation Branch, National Institute for Aerospace Technology (INTA)(国家航空航天技术研究院大气研究与仪器分支);Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)(马克斯·普朗克引力物理学研究所(爱因斯坦研究所))
Fast gravitational waveform models for quasi-circular coalescences of neutron star--black hole binaries
Universitat de les Illes Balears(巴利阿里群岛大学);Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)(马克斯·普朗克引力物理研究所(爱因斯坦研究所));Universität Potsdam(波茨坦大学);CNRS/IN2P3, Laboratoire de Physique Corpusculaire (LPC) UMR6534(法国国家科学研究中心/法国国家核与粒子物理研究所,核物理实验室);University of Canterbury(坎特伯雷大学)