超大质量黑洞最内层轨道附近的毫赫兹振荡

观测与理论的对抗：X射线双星中的高频QPO、潮汐破裂事件和活动星系核

Confrontation of Observation and Theory: High Frequency QPOs in X-ray Binaries, Tidal Disruption Events, and Active Galactic Nuclei

我们汇编观测的高频准周期振荡（QPO）周围的黑洞，恒星和超大质量，并比较它们的位置在参数空间的黑洞质量，自旋和振荡频率。我们发现，超大质量黑洞占据一个单独的区域的参数空间比恒星，并进一步，QPO看到周围的潮汐破裂事件，而不是Seyfer-type活动星系核占据一个完全不同的空间。然后，我们比较这些结果的轨道共振，diskoseismic，翘曲盘，和磁盘喷流耦合理论模型的起源，高频QPO。我们发现，虽然恒星质量黑洞周围的振荡通常与上述模型一致，但超大质量黑洞显然不是。在潮汐扰动事件中看到的振荡与最内层稳定圆轨道（ISCO）频率附近的振荡一致，而活动星系核中的QPO没有被考虑的任何物理模型所解释。这表明，尽管QPO频率和黑洞质量之间数十年的相关性暗示了吸积过程的尺度不变性，但任何高频QPO理论都必须将频率与质量和自旋联系起来。

2020-11-10astro-ph.HE

Blazar星周期信号的研究

Study of periodic signals from blazars

寻找耀变体的周期信号是近年来研究的热点。这是因为周期性信号给我们带来了关于耀变体最内部区域附近发生的过程的信息，这些区域大多是我们无法直接观察到的。这些信号提供了对发生在超大质量黑洞附近的一些极端条件的深入了解，这些极端条件导致了相对论性喷流的发射。此外，对耀变体光变曲线特征时间尺度的研究揭示了耀变体物理学中一些具有挑战性的问题，包括盘喷流连接，快速旋转超大质量黑洞附近的强引力和双超大质量黑洞系统的引力波释放。然而，与blazar中的搜索准周期振荡（QPO）相关的许多问题，例如，红噪声优势、检测的适度重要性、仅持续几个周期的周期性调制以及它们的瞬态特性使得难以估计检测的真实重要性。因此，也很难对正在进行的过程的性质做出有意义的推断。本文总结了在blazar多频光变曲线中寻找类星体的研究成果。对耀变体长期观测的时间序列分析表明，在OJ 287（光学）、Mrk 501（伽马射线）、J1043+2408（射电）和PKS 0219-164（射电）等源中存在年时标的类星体。作为可能的解释，我们讨论了一些方案，包括二进制超大质量黑洞系统，Lense-Thirring进动，喷流进动。

2020-02-10astro-ph.HE

接近合并的超大质量双星黑洞的电磁特征

Electromagnetic Signatures from Supermassive Binary Black Holes Approaching Merger

我们提出完全相对论性的预测电磁辐射产生的吸积盘周围的旋转和非旋转的超大质量的二进制黑洞合并的边缘。我们使用代码Bothros后处理数据从三维广义相对论磁流体动力学模拟通过射线追踪计算。这些模拟对环联星盘和迷你盘的动力学进行了建模，这些迷你盘围绕两个质量相等的黑洞以20个引力半径的初始间距绕着彼此运行，并使系统在螺旋区域中演化超过10个轨道。我们模型的排放量的总和的热黑体辐射的光学厚吸积盘和幂律谱延伸到硬X射线发射的热光学薄日冕。我们产生的随时间变化的光谱，图像和光变曲线在不同的频率调查固有的周期性信号的排放，以及黑洞自旋的影响。我们发现，由于较小的最内层稳定圆轨道角动量需要更多的耗散之前，物质暴跌到地平线上的黑洞自旋使迷你磁盘更明亮。然而，与具有旋转黑洞的较大分离双星中的迷你盘相比，我们的迷你盘不那么明亮：与那些系统不同，它们的质量吸积率低于环双星盘，并且它们的辐射效率较低，因为它们的流入时间较短。与质量和吸积率匹配的单个黑洞系统相比，这些双星在紫外线下的光谱明显较弱且较软。最后，我们讨论了这些系统的潜在的可观测性，我们的研究结果的影响。

2022-04-15astro-ph.HE

工作中的彭罗斯

Penrose At Work

如果一个超大质量黑洞有一些物质在接近它的最内层稳定圆轨道（ISCO）的地方绕着它运行，那么当它坠入第二个超大质量黑洞时，绕着它运行的物质的速度色散大约是它的宿主黑洞的轨道速度的光速量级。这似乎是合理的，一些轨道物质将“弹射”到第二个黑洞的负能量能层轨道。这可能提供了一种天体物理学上可行的方法来从黑洞中提取能量，最初是由彭罗斯提出的。

2014-01-15astro-ph.COastro-ph.HEgr-qc

M87超大质量黑洞附近的喷流发射结构

Jet Launching Structure Resolved Near the Supermassive Black Hole in M87

大约有10%的活动星系核呈现出相对论性喷流，这种喷流是由物质吸积到超大质量黑洞上而产生的。虽然在大尺度上测得的这种喷流的宽度分布与磁准直理论相一致，但在喷流发射点的吸积盘尺度上的预测结构尚未被检测到。我们报告在1.3毫米波长的椭圆星系M87的射电干涉观测，在空间上解决了这个源的喷流的基础。推导出的5.5 +/- 0.4史瓦西半径的大小明显小于逆行吸积盘的最内边缘，这表明M87喷流是由一个吸积盘在一个旋转的黑洞周围的椭圆轨道上提供动力的。

2012-10-23astro-ph.COastro-ph.HE

围绕超大质量黑洞Sgr A*运行的非热热点

Nonthermal hotspot orbiting the supermassive black hole Sgr A*

Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文研究所）；Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica（墨西哥国家天文学、光学和电子学研究所）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学李政道研究所）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）

本研究提出吸积盘中轨道运行的热团块解释Sgr A*的三个热点和低光变，通过系统参数探索，确定优选模型为自旋0.5、磁 arrested 盘、热点大小2M、振幅10、轨道半径6M、倾角20度。

2026-10-01astro-ph.HE

有效光学薄吸积流及其在超大质量黑洞中的含义

The effectively optically thin accretion flow and its implication in supermassive black holes

本文发现了发生在 Eddington 吸积率附近的有效光学薄吸积流，其产生多色 Wien 谱，为 AGN 软 X 射线过剩提供新解释，并约束粘性参数 $α\sim 0.03$。

2025-06-28astro-ph.HE

射电星系PKS 2251+11中吸积超大质量黑洞的X射线分析

X-ray analysis of the accreting supermassive black hole in the radio galaxy PKS 2251+11

本文研究了喷流和非喷流活动星系核（AGN）的二分法，着重讨论了这两类活动星系核对中心超大质量黑洞（SMBH）吸积物理的根本区别。我们的目标是研究和约束的结构，运动学和物理状态的宽线射电星系（BLRG）PKS 2251+11的核环境。活动星系核的高X射线亮度和相对接近性使其成为详细分析射电星系吸积区的理想候选者。利用XMM-Newton对PKS 2251+11在X射线波段的$\sim$ 64 ks观测数据进行了光谱和时间分析。我们模拟的光谱考虑叠加到反射分量的吸收功率定律。我们进行了时间分辨光谱分析，以寻找X射线通量和各个光谱成分的变化。我们发现，幂律有一个光子指数$Γ=1.8\pm 0.1$，吸收的电离部分覆盖介质的柱密度$N_H=(10.1\pm 0.8) \times 10^{23}$ cm $^{-2}$，电离参数$\logξ=1.3\pm 0.1$ erg s $^{-1}$ cm和覆盖因子$f\simeq90\%$。考虑到宽线区域（BLR）典型的吸收体的密度，其距中心SMBH的距离为$r\sim 0.1$ pc的量级。一个铁K $α$发射线被发现在6.4千电子伏，其强度显示的时间尺度上的变化小时。我们推导出反射材料位于距离$r\gtrsim600r_s$处，其中$r_s$是史瓦西半径。关于X射线性质，我们发现PKS 2251+11与非喷流活动星系核没有显著差异，证实了统一…

2019-07-17astro-ph.HE

关于CTA 102中超大质量黑洞的位置

On the location of the supermassive black hole in CTA 102

活动星系核中的相对论喷流是宇宙中最强大的现象之一。它们形成于超大质量黑洞的周围，是活跃星系中中心黑洞吸积的副产品。射流中的流动以接近光速的速度传播。在射电图像中可见的喷流的第一部分（核心）和黑洞之间的距离仍然是一个争论的问题。只有非常长的基线干涉测量观测解决了无线电喷流的最内部的紧凑区域。这些可以访问射流基础，并结合不同波长的数据，解决其排放流出的物理参数。我们已经对blazar CTA 102的多波长图像集的VLBI核心位置的频率依赖性偏移进行了精确的分析，包括从6 cm到3 mm的数据。对blazar CTA 102中质量为$\sim 10^{8.93}\,M_\odot$的中心黑洞的位置的测量揭示了$\sim 8\times10^4$引力半径到86 GHz核心的距离，与其他耀变体和遥远的射电星系获得的类似测量结果一致，并与最近对附近射电星系的结果形成对比，后者显示黑洞和射电核心之间的距离可以小两个数量级。

2014-12-03astro-ph.GAastro-ph.HE

MOCCA-SURVEY数据库I. Milky Way球状星团中的中等质量黑洞及其与超大质量黑洞的联系

MOCCA-SURVEY Database I. Intermediate mass black holes in Milky Way globular clusters and their connection to supermassive black holes

在本文中，我们探讨了中等质量黑洞（IMBHs）和他们的护理球状星团（GC）之间的相互作用，利用超过2000蒙特卡罗GC模型。我们发现，IMBHs的影响球的平均密度可以唯一地连接到主机GC的亮度和半光半径通过一个基本平面。我们提出了一种统计方法来系统地确定潜在的银河系GC窝藏IMBH或恒星BH组成的大规模子系统。我们的模型表明，IMBH往往是绑定到一个恒星伴星或恒星BH，这可能会导致潮汐破裂事件或低频引力波。我们表明，GC轨道接近银河系中心有一个更大的概率见证IMBH形成在其早期的演变。这些低轨道GC可以将几个IMBH送入星系最内部区域，对电磁和GW发射都有潜在影响。我们讨论了IMBHs和SMBHs居住在星系核之间的潜在联系，探索在某些情况下，它们共享类似的形成途径的可能性。

2019-05-02astro-ph.GAastro-ph.HEastro-ph.SR

黑洞X射线双星的吸积几何：来自X射线观测的洞察

Accretion Geometry of Black Hole X-ray Binaries: Insights from X-ray Observations

Institut für Astronomie und Astrophysik, Eberhard-Karls Universität Tübingen（蒂宾根大学天文与天体物理研究所）

本文通过X射线观测研究了黑洞X射线双星的吸积几何，探讨了吸积盘结构与喷流之间的联系，并总结了当前对吸积过程的理解及未解问题。

2026-03-10astro-ph.HE

区分具有轨道热点的黑洞和虫洞

Distinguishing black holes and wormholes with orbiting hot spots

每个正常星系中心的超大质量黑洞候选者可能是早期宇宙中产生的虫洞，连接我们宇宙的两个不同区域或多元宇宙模型中的两个不同宇宙。事实上，这些超大质量物体的起源还没有得到很好的理解，像虫洞这样的拓扑非平凡结构在广义相对论和其他引力理论中都是允许的，而且目前的观测不能排除这种可能性。几年后，VLTI仪器重力将有能力对银河系中超大质量黑洞候选者SgrA $^*$最内侧稳定圆形轨道附近的等离子体斑点进行成像。围绕虫洞运行的热点的二次图像与围绕黑洞运行的热点的二次图像有很大的不同，因为虫洞的光子捕获球要小得多。光子捕获球的半径与热点模型无关，因此它的可能探测，在观测上具有挑战性，但并非遥不可及，可以明确地测试我们银河系的中心是否藏有虫洞而不是黑洞。

2014-07-25astro-ph.HEgr-qc

超大质量黑洞的自旋

The Spin of Supermassive Black Holes

黑洞自旋是物理学家和天体物理学家都非常感兴趣的一个量。综述了超大质量黑洞自旋测量的现状。到目前为止，每一个强大的SMBH自旋测量使用X射线反射光谱，所以我们几乎只专注于这种技术适用于中等亮度的活动星系核（AGN）。在描述了该方法的基础和不确定性之后，我们总结了该领域的现状。在撰写本文时，XMM-牛顿、朱雀和NuSTAR的观测已经对22个SMBH给出了稳健的自旋约束。我们发现了大量的快速旋转的SMBH（无量纲自旋参数a>0.9），尽管，特别是在更高的质量（M>4* 10^7 Msun），也有一些SMBH具有中间的自旋参数。这可能是我们在质量相关的自旋分布的第一个提示，反过来，这将提供有趣的限制模型SMBH的增长。我们还讨论了最近发现的相对论性X射线混响，我们可以用它来“回声地图”的吸积盘的最里面的区域。这些混响技术的最终发展，当应用于未来的高通量X射线天文台，如LOFT，ATHENA+，和AXSIO的数据，将允许测量黑洞自旋的表征强场夏皮罗延迟。最后，我们简要讨论了其他电磁方法，已经尝试或正在开发的限制SMBH自旋。

2013-09-04astro-ph.HEgr-qc

利用引力微透镜解析超大质量黑洞周边区域

Resolving the Vicinity of Supermassive Black Holes with Gravitational Microlensing

本研究针对LSST巡天将发现的大量强透镜类星体焦散线微透镜事件，构建考虑相对论效应的内吸积盘模拟，证明可通过光变曲线拐点约束ISCO尺寸，且卷积神经网络能更可靠预测ISCO尺寸、还原源取向，为探测超大质量黑洞周边提供方法支撑。

2024-06-11astro-ph.GAastro-ph.HE

活动星系喷流观测对超大质量黑洞自旋的约束

Constraints on supermassive black hole spins from observations of active galaxy jets

我们讨论了低能截止（LEC）的起源，它出现在许多河外喷流的射电光谱中，并将其与可能为它们提供动力的超大质量黑洞的自旋联系起来。π介子衰变通过质子-质子碰撞是一种可能的机制，以提供一个次级正电子人口与低能量限制。我们预期π介子的产生将发生在平流主导的吸积流或ADAF中。在辐射效率低的ADAF中，吸积气体的热能不能在小于吸积时间内辐射，并且粒子温度可以足够高，使得热质子可以产生这样的π介子产物。强星爆是将截断的粒子群注入喷流的另一种选择。这两种机制的作用进行了讨论相对于黑洞自旋估计。产生π介子衰变过程所需的能量涉及相互作用质子的动能的最小阈值。因此，流中的平均质子速度可以确定是否产生LEC。在ADAF中，质子的随机速度可以超过流的最内部的射流发射区域周围的π介子产生的最小速度限制。最后，我们总结了额外的工作，需要把模型的假设更严格的基础上。

2013-12-16astro-ph.HEgr-qchep-ph

IRAS 09149-6206超大质量黑洞的完全刻划

A Full Characterisation of the Supermassive Black Hole in IRAS 09149-6206

我们介绍了2018年使用$XMM$ - $Newton$，$NuSTAR$和$Swift$拍摄的I型塞弗特星系IRAS 09149-6206的新宽带X射线观测。这个来源是非常复杂的，显示了一个经典的“温暖”X射线吸收体，来自高度电离铁的额外吸收，来自最内层吸积盘的强烈相对论反射以及更遥远物质的进一步再加工。通过结合X射线计时和光谱学，我们已经能够完全确定这个系统中的超大质量黑洞，第一次限制了它的质量和自旋。质量主要由功率谱中所见的断裂频率上的X射线定时约束确定，并且被发现是$\log[M_{\rm{BH}}/M_{\odot}] = 8.0 \pm 0.6$（1 $σ$不确定度）。这与之前基于H $α$和H $β$谱线宽度的估计非常一致，这意味着IRAS 09149-6206的辐射亮度接近（但仍低于）其爱丁顿光度。通过对相对论反射的详细建模，自旋被限制，并且被发现是$a^* = 0.94^{+0.02}_{-0.07}$（90%置信度），将IRAS 09149-6206添加到越来越多的无线电安静活动星系核名单中，这些活动星系核拥有快速旋转的黑洞。各种吸收成分的流出速度都相对适中（$v_{\rm{out}} \lesssim 0.03c$），这意味着它们不太可能驱动显著的星系尺度活动星系核反馈。

2020-09-22astro-ph.GAastro-ph.HE

利用自洽的电子温度假设计算超大质量黑洞成像

Supermassive black-hole imaging with a self-consistent electron-temperature prescription

Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文学研究所）；Institut für Theoretische Physik, Goethe Universität（歌德大学理论物理研究所）；Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Universität Würzburg（维尔茨堡大学理论物理与天体物理研究所）；Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）；Tsung-Dao Lee Institute and School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学李政道理论与粒子物理研究所及物理与天文学院）；Dipartimento di Fisica, Università della Calabria（卡塔尼亚大学物理系）；Research Center for Astronomy and Applied Mathematics, Academy of Athens（雅典科学院天文学与应用数学研究中心）；Mullard Space Science Laboratory, University College London（伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室）；CERN, Theoretical Physics Department（欧洲核子研究中心理论物理部）；School of Mathematics, Trinity College, Dublin（都柏林三一学院数学学院）

本文提出了一种基于微观模拟的电子温度方法,用于改进超大质量黑洞成像中的喷流形态和光谱辐射描述。

2025-12-16astro-ph.HEgr-qc

用事件视界望远镜探测M87核心的暗物质

Unique probe of dark matter in the core of M87 with the Event Horizon Telescope

我们展示了前所未有的能力的事件视界望远镜（EHT）图像的最里面的暗物质配置文件附近的超大质量黑洞在M87射电星系的中心。我们提出了第一个模型的同步辐射诱导的暗物质湮灭从一个尖峰的轮廓在附近的超大质量黑洞，占强引力透镜效应。我们的研究结果表明，EHT应该很容易解决暗物质尖峰，如果存在。此外，在尖峰辐射中，围绕着黑洞轮廓的光子环清晰可见，这将可观察到的小尺度结构引入到信号中。我们发现，暗物质引起的发射提供了一个足够的适合现有的EHT数据，这意味着除了喷流，一个暗物质尖峰可能占相当大的一部分毫米发射从最里面的（subparsec）区域的M87。无论如何，我们的结果表明，EHT可以探测非常弱的湮灭暗物质。目前的EHT观测已经限制了非常小的截面，对于10 GeV的候选者，通常低至几个10^{-31} cm^{3} s^{-1}，接近p波抑制湮灭的特征值。未来的EHT观测将进一步改善对DM情景的约束。

2018-01-30astro-ph.COastro-ph.GAastro-ph.HE

揭开活动星系核中亚秒差距超大质量黑洞双星候选者的面纱

Unveiling sub-parsec supermassive black hole binary candidates in active galactic nuclei

难以捉摸的超大质量黑洞双星（SMBHB）被认为是星系合并的倒数第二个阶段，在最后的合并阶段之前。SMBHB是连续引力波的来源，可能被脉冲星定时阵列探测到;候选者的识别可以帮助进行有针对性的引力波搜索。由于它们起源于活动星系核（AGN）的最内部，X射线是一种很有前途的工具，可以通过双Fe K $α$发射线或光变曲线的周期性来揭示SMBHB的存在。在这里，我们报告了一种新的方法来选择SMBHB的手段存在的周期性信号，在他们的Swift-BAT 105个月的光变曲线。我们的技术是基于Fisher的精确g-检验，并考虑到可能存在的有色噪声。在我们选择的553个活动星系核中，只有Seyfert 1.5 Mrk 915是SMBHB的可能候选者;从随后对其光变曲线的分析中，我们发现其周期为$P_0=35\pm2$个月，并且在$3.7σ$置信水平下拒绝了零假设。我们还提出了一个详细的分析BAT光变曲线的唯一以前的X射线选择的二元候选源在文献中，塞弗特2星系MCG+11-11-032。我们发现$P_0=26.3\pm0.6$个月，从以前报道的双铁K $α$发射线推断一致。

2020-09-14astro-ph.GAastro-ph.HE

来自超大质量黑洞后面的光弯曲和X射线回波

Light bending and X-ray echoes from behind a supermassive black hole

黑洞附近的高度可变的致密日冕发射出的X射线强烈地照射着黑洞周围的吸积盘的最内部区域。从圆盘反射的X射线和时间延迟，因为X射线发射回波或反射离开圆盘的变化，提供了刚好在事件视界之外的环境的视图。I Zwicky 1（I Zw 1）是一个窄线塞弗特1星系。先前对X射线从其吸积盘反射的研究表明，日冕由两部分组成：一部分是内部吸积盘表面上的缓慢变化的扩展部分，另一部分是准直的核心，光度波动从其底部向上传播，主导着更快的变化。在这里，我们报告的观测X射线耀斑发射的超大质量黑洞在I Zw 1。吸积盘的X射线反射是通过X射线发射光谱中相对论展宽的铁K线和康普顿峰来探测的。对X射线耀斑的分析揭示了光子的短暂闪光，这与黑洞后面重新出现的辐射一致。这些光子的能量移动可以确定它们来自圆盘的不同部分。这些光子反射到圆盘的远端，在黑洞周围弯曲，并被强大的引力场放大。观测到黑洞周围弯曲的光子证实了广义相对论的一个关键预测。

2021-07-28astro-ph.HEgr-qc

暂态相对论性铁发射线来自一个X射线耀斑超大质量黑洞

Transient Relativistic Iron Emission Line from an X-ray Flaring Supermassive Black Hole

California Institute of Technology（加州理工学院）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Clemson University（克莱姆森大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Università di Bologna（博洛尼亚大学）；INAF, Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（意大利国家天体物理研究所博洛尼亚天文与空间科学观测站）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）

发现首个暂态相对论性铁发射线，揭示X射线耀斑对吸积盘的影响，为探测黑洞和盘物理提供新方法。

2026-02-09astro-ph.GAastro-ph.HE

通过时间变异性探究黑洞吸积

Probing black-hole accretion through time variability

本章探讨了黑洞吸积系统中的快速X射线流量变异性，将其作为研究吸积流最内层区域的诊断工具，概述了X射线变异性分析方法及非周期与准周期现象的观测模型。

2022-09-27astro-ph.HE

由宽线区谱线照亮的超大质量黑洞周围的爱因斯坦环指纹

Einstein ring fingerprint around supermassive black holes illuminated by broad line region spectral lines

Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）；Academy of Athens（雅典科学院）

本文提出利用宽线区谱线作为背景照明源，以获得不受ISCO附近辐射干扰的SMBH光环清晰图像，并指出由此产生的爱因斯坦环可作为强引力透镜效应的确凿信号，在可分辨源中还可辅助测量黑洞质量。

2026-10-07astro-ph.HEgr-qc

活动超大质量黑洞的冷凝聚吸积

Cold, clumpy accretion onto an active supermassive black hole

星系中心的超大质量黑洞可以通过气体的吸积而成长，释放出的能量可能会在星系范围内调节恒星的形成。然而，推动黑洞成长的气体燃料库的性质在很大程度上不受观测的约束，而是通常被简化为非常热的气体的平滑球形流入。最近的理论和模拟预测，吸积可以由随机的，cluerous分布的非常冷的分子云-偏离“热模式”吸积模型-虽然明确的观测支持这一预测仍然难以捉摸。在这里，我们报告的意见，揭示了一个寒冷的，clusional吸积流到一个超大质量黑洞燃料水库的核心的Abell 2597布里渊星系团星系（BCG），附近（红移z=0.0821）巨大的椭圆形星系周围的致密晕的热等离子体。在适当的条件下，热不稳定性可以从这种热气体中沉淀出来，产生一场落向星系中心的冷云雨，在居住在其核心的千秒差距分子星云中维持恒星的形成。观测结果显示，这些冷云也为黑洞吸积提供了燃料，揭示了分子云以每秒约300公里的速度向内移动时投下的“阴影”，朝向星系中心活跃的超大质量黑洞，这是一个明亮的背光。先前在极高的空间分辨率下观测到的较温暖的原子气体的确凿证据，以及基于几何和概率的简单论点，表明这些云位于黑洞最里面的一百秒差距内，并且更接近它。

2016-06-10astro-ph.GAastro-ph.HE

NGC 2617超大质量黑洞内部吸积流的直接探测

Direct probe of the inner accretion flow around the supermassive black hole in NGC 2617

NGC 2617是一个邻近的（$z\sim 0.01$）活跃星系，最近从塞弗特1.8转变为塞弗特1.0。与此同时，相对于档案测量，它的X射线通量大幅增加了一个数量级。为了研究外观变化的活动星系核（AGN）的物理性质，我们测量了NGC 2617的X射线光谱和时间特性。我们对间隔一个月的两个XMM-牛顿定点观测进行了全面的时间和谱分析，并辅以存档的准同步积分观测。我们发现，一阶，NGC 2617看起来像一个1型活动星系核的X射线波段，并增加了一个适度的反射组件，其连续可以建模以及与幂律加上一个唯象黑体，一个部分覆盖的幂律，或双康普顿模型。与所采用的连续体无关，在所有三种情况下，数据要求覆盖连续体源的20- 40%的中性气体的几个$10^{23}$ cm $^{-2}$的柱密度。最有趣的是，吸收结构，由于高度电离铁已被检测到在这两个观测与红移约$0.1c$相对于系统的主机星系的红移。红移的吸收体可以归因于失败的风/中止喷流组件，引力红移效应，和/或直接向中央超大质量黑洞下降的物质。无论哪种情况，我们都在探测NGC 2617中心超大质量黑洞周围最里面的吸积流，甚至可能观察到物质直接流入黑洞本身。

2017-01-24astro-ph.GAastro-ph.HE

直接追踪超大质量黑洞吸积盘的再变亮

Directly tracking the re-brightening of a supermassive black hole accretion disk

INAF Osservatorio Astronomico di Roma（意大利国家天体物理研究所罗马天文台）；INAF – Osservatorio Astrofisico di Arcetri（意大利国家天体物理研究所阿切特里天文台）；Centre for Extragalactic Astronomy, Department of Physics, University of Durham（杜伦大学物理系河外星系研究中心）；Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Firenze（佛罗伦萨大学物理与天文系）；Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”（罗马第二大学物理系）；Dipartimento di Matematica e Fisica, Università degli Studi Roma Tre（罗马第三大学数学与物理系）；Quasar Science Resources SL for ESA, (ESAC), Science Operations Department（欧洲空间局科学操作部门夸克科学资源有限公司）；NASA（美国国家航空航天局）

研究通过六年同时监测近邻活跃星系ESO 511-G030的紫外和X射线数据，发现吸积盘辐射的显著变化，揭示了高吸积率下紫外和X射线数据之间的非线性相关性，以及低吸积率下吸积盘可能蒸发为几何厚、光学薄热流的机制，提示超大质量黑洞吸积状态的转变。

2026-05-18astro-ph.GAastro-ph.HE

高红移耀变体gamma-ray 1520+31光变曲线中准周期振荡的探测

Detection of a quasi-periodic oscillation in gamma-ray light curve of the high redshift blazar B2 1520+31

在高红移平谱射电类星体B2 1520+31的0.1 - 300 GeV γ射线Fermi-LAT光变曲线中，我们探测到了一个可能的约71天的准周期振荡（QPO）。通过Lomb Scargle周期图（LSP）和加权小波z变换（WWZ）分析，我们识别并确认了准周期。利用这个QPO周期，并假设它起源于最内侧稳定圆形轨道上的吸积盘波动，我们估计中心超大质量黑洞的质量范围在非旋转黑洞的~ 5.4 * 10 $^{9}$ M $_{\odot}$和最大旋转黑洞的~ 6.0 * 10 $^{10}$ M $_{\odot}$之间。我们简要地讨论了其他可能的射电大声活动星系核的排放模型能够产生这样一个时期的耀变体的伽马射线QPO。

2018-10-30astro-ph.HE

真空双折射与黑洞吸积盘的X射线偏振

Vacuum birefringence and the X-ray polarization from black-hole accretion disks

在下一个十年，X射线偏振测量将打开一扇关于高能宇宙的新窗口，因为目前正在开发包括X射线偏振计在内的几项任务。观测来自恒星质量和超大质量黑洞的吸积盘的x射线的偏振是新偏振计的主要目标之一。在本文中，我们表明，这些观察可以受到真空双折射的量子电动力学（QED）效应：后X射线光子从吸积盘发射，其偏振变化的光子通过吸积盘的磁层，作为一个结果，真空成为双折射的存在下，磁场。我们表明，这种效应可以是重要的黑洞在即将到来的偏振计的能带，并考虑到在一个完整的模型的X射线偏振，我们希望从黑洞吸积盘，恒星质量和超大质量黑洞检测。我们发现，对于盘中的混沌磁场，QED可以显着降低边缘光子的线偏振分数，这取决于空穴的自旋和磁场的强度。这种效应可以首次提供一种直接的方法来探测黑洞吸积盘最内层稳定轨道附近的磁场强度，并研究磁场在一般天体物理吸积中的作用。

2018-04-04astro-ph.HE

Kerr黑洞周围最内层稳定圆轨道粒子的碰撞

Collision of an innermost stable circular orbit particle around a Kerr black hole

导出了两个静止质量相同的粒子在Kerr黑洞赤道面上近视界碰撞的质心能量的一般公式。然后，我们将这个公式应用于一个从最内层稳定圆轨道（ISCO）坠落并与视界附近的另一个粒子碰撞的粒子。发现对于一个近最大旋转的黑洞，CM能量$E_{\rm cm}$的最大值由$E_{\rm cm}/(2m_{0})\simeq 1.40/\sqrt[4]{1-a_{*}^{2}}$给出，其中$m_{0}$是每个粒子的静止质量，$a_{*}$是无量纲Kerr参数.这与已知的粒子的上限相一致，该粒子在无穷远处开始静止，其系数为2。此外，我们还考虑了一个粒子与另一个粒子在ISCO上的碰撞，发现最大CM能量由$E_{\rm cm}/(2m_{0})\simeq 1.77/\sqrt[6]{1-a_{*}^{2}}$给出。鉴于ISCO的天体物理意义，这一结果意味着，如果我们可以采取黑洞自旋或$a_{*}\to 1$的最大极限，粒子可以碰撞周围的旋转黑洞具有任意高的CM能量，没有任何人为的微调在天体物理学的背景下。另一方面，即使我们考虑到索恩对自旋参数的限制，高度或中度相对论性碰撞预计会很自然地发生，因为$E_{\rm cm}/(2m_{0})$在视界附近需要6.95（最大）和3.86（一般），而在ISCO上$a_{*}=0.998$需要4.11（最大）和2.43（一般）。这意味着，在快速旋转的超大质量黑洞周围，紧…

2011-01-05astro-ph.HEgr-qchep-th

活动星系核热吸积流的X/ gamma-ray辐射

X/gamma-ray emission from hot accretion flows in AGNs

本文介绍了强引力效应对超大质量黑洞吸积流中产生的高能辐射性质影响的初步研究结果。我们完善了一个模型的X射线发射从一个热的光学薄流相结合的一个完整的广义相对论（GR）流体动力学描述的流量与一个完整的GR描述康普顿。我们发现，从一个快速旋转的黑洞周围的流的辐射是由最里面的几个引力半径，克尔度规的影响是强的区域内产生的辐射为主。来自这样的流的X射线谱取决于视线到对称轴的倾斜角，其中更高的角度的特征在于更硬的斜率和更高的截止能量。下（合理）假设旋转超大质量黑洞的赤道面与周围的环面对齐，这些预测的性质可能提供活动星系核统一模型的重要扩展，允许协调模型与系统的趋势，在一些研究的X射线光谱特性的活动星系核（表明类型2物体比类型1更硬，并且在后者中反射辐射的相对量更大）。另一方面，具有快速旋转的黑洞的模型预测了在更高视角下观察到的物体的更大的表观光度，而在积分数据中揭示了相反的性质（即类型1物体比类型2更亮）。

2010-02-09astro-ph.HE

OJ 287中的短时标周期性

Short time-scale periodicity in OJ 287

我们已经研究了耀变体OJ 287的短期变化，怀疑它拥有一个超大质量黑洞双星。在这项研究中，我们使用了2004- 2006年的两季光学R波段数据集，其中包括来自OJ 287观测活动的3991个数据点。它有密集的时间覆盖部分，并且在很大程度上独立于以前发布的数据。我们发现，这些数据证实了一个约50天的周期分量的存在，大概与半周期的最内层的稳定圆轨道（ISCO）的主要黑洞。此外，我们发现了几个伪周期的成分在1至7天的范围内，最突出的是在3.5天，这可能是洛伦兹收缩喷流再发射的50天的组件。典型的50天周期在新周期开始之前表现出亮度的缓慢上升和快速变暗。我们解释这是由于螺旋波的吸积盘饲料的中央黑洞以这种方式。

2013-07-03astro-ph.HE

非均匀吸积流的Fe Kα线轮廓

The Profiles of Fe Kα Line From the Inhomogeneous Accretion Flow

非均匀吸积流被用来解释吸积黑洞系统的性质。然而，观察证据仍有待探索。本文利用射线追迹技术计算了非均匀吸积流中Fe Kα线的轮廓，以寻找可能观测到的团簇信号。与连续标准吸积盘的斜双峰轮廓相比，当发射率指数不是很陡时，谱线呈现多峰结构。峰和翼受冷团的位置和大小的影响。当团簇很小并且位于最里面的区域时，由于显著的引力红移，蓝翼可以与外部冷盘/团簇的红翼重叠，形成假峰或大大增强红峰。在足够高的分辨率下，由于热多普勒效应的存在，超大质量黑洞周围的团块比恒星质量黑洞中的团块更容易被约束。

2018-02-13astro-ph.HE

扰动环面的拟周期振动

Quasi-periodic oscillations of perturbed tori

我们进行了轴对称流体动力学模拟振荡环面轨道的非旋转黑洞。在平衡环面构造与一个恒定分布的角动量在一个伪牛顿势（Klu{\displaystyle {\frac {通过添加亚音速速度场来触发环面的运动：径向、垂直和对角于处于平衡状态的环面。随着扰动环面随时间的演化，我们测量了密度的$L_{2}$范数，得到了表征环面模本征频率的$L_{2}$范数的功率谱。由准随机扰动在环面中激发的最突出的振荡模式是呼吸模式以及径向和垂直周转模式。如果环面距离最里面的稳定圆形轨道有几个史瓦西半径，那么径向和正模式，以及垂直和呼吸模式的频率将近似为3：2。我们的模拟结果可能是感兴趣的背景下，观察到的恒星质量黑洞双星，以及在超大质量黑洞的高频准周期振荡（HF QPOs）。

2016-02-08astro-ph.HE

活动星系核硬X射线光子指数$Γ$与反射标度因子$\Re$相关的日冕凝聚

The condensation of the corona for the correlation between the hard X-ray photon index $Γ$ and the reflection scaling factor $\Re$ in active galactic nuclei

观测发现，活动星系核中的硬X射线光子指数$Γ$与康普顿反射标度因子$\Re$之间存在很强的相关性。在本文中，我们提出的$Γ-\Re$相关性可以解释的框架内的凝聚的热日冕到冷吸积盘周围的超大质量黑洞。在该模型中，它被假定为，最初，垂直延伸的热气（日冕）被提供给中央的超大质量黑洞通过捕获的星际介质和恒星风。在这种情况下，当初始质量吸积速率为$\dot M/ \dot M_{\rm Edd} \gtrsim 0.01$，在临界半径$r_{\rm d}$时，部分热气开始凝聚到黑洞的赤道盘平面上，形成内部冷吸积盘。然后，物质以盘冠结构的形式被吸积，这种结构向下延伸到黑洞最里面的稳定圆形轨道。内盘的大小由初始质量吸积率决定。随着初始质量吸积率的增大，内盘尺寸增大，导致康普顿反射标度因子$\Re$增大，硬X射线光子指数$Γ$增大.通过与具有良好拟合的X射线谱的Seyfert星系样本的比较，发现我们的模型可以大致解释观测结果。最后，我们讨论了将我们的模型应用于高质量X射线双星的可能性，这被认为是由来自伴星的热风提供燃料。

2017-01-16astro-ph.HE

吸积流动力学对人马座A $^{*}$黑洞阴影的影响

The Effects of Accretion Flow Dynamics on the Black Hole Shadow of Sagittarius A$^{*}$

辐射低效吸积流（RIAF）是银河系中心超大质量黑洞人马座A $^{*}$的一种理想吸积模型，它具有次开普勒性质.为了研究RIAF的可观测特征，我们比较了三种流动模型的建模阴影图像、vibrium和光谱，其动力学特征为：（i）开普勒壳，其在最内层稳定圆轨道（ISCO）外刚性旋转，并在ISCO内以恒定角动量下落，（ii）亚开普勒运动，以及（iii）在无穷远处以零角动量自由下落运动。在近毫米波长的发射是由几个史瓦西半径内的流量占主导地位。由于流动动力学的能量转移变得重要和可区分的，这表明流动动力学是一个重要的模型参数解释毫米/亚毫米甚长基线干涉观测与即将到来的，完全组装的事件视界望远镜（EHT）。作为一个例子，我们证明了人马座A $^{*}$在事件视界尺度上的结构变化可以用RIAF的非平稳动力学来解释。

2016-08-10astro-ph.HE

利用 X 射线功率谱约束星系团中的黑洞反馈

Constraining black hole feedback in galaxy clusters from X-ray power spectra

通过 Perseus 星系团反馈模拟与 X 射线功率谱对比，研究 AGN 喷流如何驱动大气涨落和湍流，并据此约束黑洞反馈历史。

2021-05-28astro-ph.HE

为极大规模比 inspirals 构建引力波分析流程

Constructing a gravitational wave analysis pipeline for extremely large mass ratio inspirals

Sun Yat-sen University (Zhuhai Campus)（中山大学（珠海校区））；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Beijing Institute of Mathematical Sciences and Applications（北京国际数学研究中心）；Peking University（北京大学）；Hebei University（河北大学）

本文提出了一种针对极大规模比inspirals的分层半相干搜索流程，结合F统计量与粒子群优化，实现了高精度参数估计，为未来空间引力波探测提供了基础。

2026-07-28astro-ph.HEastro-ph.IMgr-qc

恒星动力学与增长中的超大质量黑洞自洽演化中的恒星碰撞

Stellar Collisions from Self-consistent Stellar Dynamics Around Growing Supermassive black Holes

Guangzhou University（广州大学）；Key Laboratory for Astronomical Observation and Technology of Guangzhou（广州市天文观测与技术重点实验室）；Astronomy Science and Technology Research Laboratory of Department of Education of Guangdong Province（广东省教育厅天文学科学与技术研究实验室）；Universitat Politècnica de València（瓦伦西亚理工大学）；Max-Planck-Institute for Extraterrestrial Physics（马克斯·普朗克地外物理研究所）；Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics（卡弗里天体物理学研究所）

本研究利用GNC蒙特卡洛代码模拟核星团，发现恒星碰撞会平坦化密度尖峰，且与黑洞增长协同作用，使大质量星系成为观测破坏性恒星碰撞瞬变事件的主要目标。

2026-09-25astro-ph.GAastro-ph.HE

NGC 5506活动星系核X射线谱的多历元分析

Multi-epoch analysis of the X-ray spectrum of the active galactic nucleus in NGC 5506

我们提出了一个多历元X射线光谱分析附近的窄线塞弗特I星系NGC 5506。第一次，Chandra，XMM-Newton，Suzaku和NuSTAR拍摄的光谱-涵盖2000-2014年的时间跨度-同时进行分析，使用最先进的模型来描述活动星系核环境中光学厚物质对主连续谱的再处理。我们研究的主要目标是确定超大质量黑洞的自旋。核X射线光谱被柱密度为$\simeq 3 \times 10^{22}$ cm $^{-2}$的物质光电吸收。软过剩存在于低于光电截止的能量处。光致电离和碰撞电离分量都需要用来拟合它，这个分量在我们的数据所探测的时间尺度上是恒定的。能量高于2keV的光谱是可变的。我们提出，它的演变可能是由流量依赖的变化的几何形状的最里面的区域的吸积盘。NGC 5506中的黑洞自旋被限制为0.93 $\pm _{ 0.04 }^{0.04}$，在90%的置信水平上的一个有趣的参数。

2018-06-13astro-ph.HE

M87中喷气发动区的大小

The size of the jet launching region in M87

M87中心的超大质量黑洞候选者驱动着一个在千秒差距尺度上可见的超相对论性喷流，它的大质量和相对接近允许在毫米波长上用甚长基线干涉测量法（毫米VLBI）进行事件视界尺度的成像。最近，相对论磁流体动力学（MHD）模拟的黑洞吸积流已被证明能够发射磁占主导地位的喷流。我们构建的时间依赖的磁盘/喷流模型的最内部的M87核进行相对论辐射转移计算从这样的模拟。我们确定了两种类型的模型，射流为主或光盘/射流，可以解释M87的光谱特性，并使用它们来预测当前和未来的毫米VLBI观测。在目前的毫米VLBI望远镜上，大尺度喷流观测到的有利天空方向和倾角的高斯源大小为33-44微弧秒（约4-6史瓦西半径），与现有的Sgr A* 观测非常相似。黑洞阴影是事件视界的直接证据，在未来的测量中，使用夏威夷和墨西哥之间的基线应该是可见的。这两种模式都表现出在毫米波长的变化与因子的2年的时间尺度上的振幅。对于M87的低倾角，反喷流主导了来自喷流形成区的事件视界尺度毫米波长发射。

2012-02-02astro-ph.HE

坠入克尔黑洞热点的偏振模式

Polarization Patterns of the Hotspots Plunging into a Kerr Black Hole

本研究探讨了克尔时空中ISCO内非圆周运动热点的偏振特征，通过开发引力透镜近似函数和简化同步辐射模型，分析了坠入轨道的偏振图像及Stokes参数。

2025-04-04astro-ph.HEgr-qc

引力波进入巨人号

Gravitational waves from plunges into Gargantua

解析计算了非自旋致密天体进入超大质量近极值Kerr黑洞的极端质量比吸气的最后阶段产生的时域引力波形。共形对称通过复杂的共形变换将测地线近似中的所有共转赤道轨道与圆轨道联系起来。我们用它来获得的时域Teukolsky扰动一般赤道共转暴跌在封闭的形式。由此产生的重力波形包括一个中间多项式衰荡阶段，其中衰减率取决于碰撞参量，其次是指数准正常模式衰减。当轨道角动量趋于由最内层稳定圆轨道确定的最小值时，波形振幅表现出临界行为。我们表明，无论是近临界或大的角动量导致一个显着的扩展的LISA观测体积的引力波源的这种。

2019-10-16astro-ph.HEgr-qchep-th

用ALMA探测230 GHz时Sgr A* 通量密度的时间变化

Time Variations in the Flux Density of Sgr A* at 230 GHz Detected with ALMA

银河系中心Sgr A* 的射电源是一个主要的超大质量黑洞候选者，因此是我们了解它们的关键。在阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）第5周期观测中发现了Sgr A* 230 GHz波段通量的时间变化。在217.5、219.5和234.0 GHz的1分钟快照中测量Sgr A* 的通量密度，我们获得了10个70分钟周期的光变曲线。光变曲线显示了几十分钟和小时尺度的变化。较短的时间尺度类似于围绕$4\times 10^{6}$ $M_{\odot}$黑洞的最内层稳定圆形轨道的轨道周期，这表明这种变化起源于Sgr A* 的紧邻。我们还检测到没有时间滞后之间的217.5和234.0 GHz和依赖的光谱指数的通量密度。

2020-03-19astro-ph.GAastro-ph.HE

作为广义相对论检验的黑洞图像：时空几何的影响

Black Hole Images as Tests of General Relativity: Effects of Spacetime Geometry

超大质量黑洞的图像被光学薄的、辐射效率低的吸积流所包围，就像用事件视界望远镜观察到的那样，其特征是黑洞阴影周围有一个明亮的发射环。在克尔时空中，这个明亮的环，当狭窄时，紧密地跟踪阴影的边界，并且可以通过适当的校准作为它的代理。本文通过考虑两种特殊的时空几何来扩展这一说法的有效性：一种是修正引力理论的场方程的解，另一种是参数偏离克尔但当其偏离参数消失时恢复克尔时空的解。一个协变的，轴对称的分析模型的吸积流守恒定律的基础上，跨越了广泛的等离子体条件的计算合成的非克尔黑洞图像，然后进行分析和表征。我们发现在所有时空中：（i）在确定黑洞图像中观察到的环的直径时，起关键作用的是引力透镜不稳定光子轨道，而不是事件视界或最里面的稳定圆形轨道，（ii）这些图像中的亮环的大小与黑洞阴影的边界成比例，并包围黑洞阴影的边界，即使在明显偏离克尔时，以及（iii）吸积等离子体的物理性质的不确定性对图像的直径和黑洞阴影的直径之间的关系引入次优势修正。这些结果为利用黑洞图像探测和检验超大质量黑洞的时空提供了新的理论依据。

2022-12-08astro-ph.HEgr-qc

AGN吸积盘中致密天体的最后一个迁移陷阱

The last migration trap of compact objects in AGN accretion disc

激光干涉引力波天文台（LIGO）和室女座探测器探测到的许多黑洞（BH）的质量比X射线双星中的黑洞大好几倍。一种可能性是，一些黑洞在超大质量黑洞（SMBH）的几个史瓦西半径内合并，使得引力波（GW）高度红移，导致从GW信号推断的质量似乎高于实际质量。这种情况的困难在于BBH到SMBH的距离如此之小。在这里，我们回顾了活动星系核（AGN）的吸积盘中的紧凑对象（CO）的迁移的理论模型。我们发现，当吸积率很高，使光盘是最好的描述由薄盘模型，在光盘中的CO可以迁移到一个半径接近最内稳定圆轨道（ISCO），并被困在那里的AGN的剩余寿命。准确的捕获半径与细长盘的次开普勒旋转和超开普勒旋转之间的过渡区域相吻合。我们称这个区域为“最后的迁移陷阱”，因为在它里面，CO不再能被长时间地捕获。我们查明的参数空间，可能会导致这样的陷阱，我们估计，最后的迁移陷阱贡献了百分之几的LIGO/处女座事件。我们的结果意味着LIGO/Virgo发现的几个BBH可能具有较小的固有质量。

2021-04-15astro-ph.HE

引力替代理论中缓慢旋转的黑洞

Slowly rotating black holes in alternative theories of gravity

我们提出，在封闭的分析形式，一般静止的，缓慢旋转的黑洞，这是解决一大类替代理论的引力在四维空间。在这些理论中，爱因斯坦-希尔伯特作用量被所有可能的二次代数曲率不变量补充到一个标量场。这个解是作为广义相对论中史瓦西度规的变形而得到的。我们显式地推导出最内层稳定圆轨道和光环处轨道频率的变化。这些结果在将广义相对论与其他理论进行比较时可能很有用，比如通过测量吸积盘中的X射线发射，或者通过恒星围绕超大质量黑洞的运动。当引力波天文学开始生效时，原则上可以对耦合参数进行严格的约束。

2011-10-26astro-ph.HEgr-qchep-th

银心作为跨空间和时间尺度的连接生态系统

Traversing the Galactic Centre in space and time

Masaryk University（马萨里克大学）；Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论物理中心）；International Center for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所国际理论科学中心）；Mendel University in Brno（布尔诺门德尔大学）；Brno Observatory and Planetarium（布尔诺天文台和天文馆）

本文通过IAU研讨会综述，将银心描述为跨时空尺度的连接生态系统，强调其作为近邻高红移星暴系统模拟体的独特地位。

2026-09-16astro-ph.GAastro-ph.HE

吸积黑洞的多时间尺度X射线反射映射

Multi-timescale X-ray reverberation mapping of accreting black holes

吸积中的黑洞在其X射线光谱中显示出特有的反射特征，包括铁K $α$线，这是由硬X射线连续光子照射吸积盘而产生的。由直接辐射和反射辐射之间的路径长度差所产生的混响滞后为探测恒星质量和超大质量黑洞周围的最内部区域提供了一个强有力的工具。在这里，我们提出了第一次混响映射形式主义，使建模的能量依赖的时间滞后和变化幅度的变化范围很广的时间尺度，考虑到完整的信息的交叉频谱。我们使用一个旋转的幂律模型占主导地位的混响滞后较长的时间尺度的变化的连续谱的光谱变化。我们使用的解析近似自洽帐户的非线性效应所造成的连续谱的变化，这已被忽略了所有以前的混响研究。我们发现，忽略这些非线性效应可以偏置混响滞后的测量，特别是在低频。由于我们的模型是解析的，我们能够同时适合广泛的傅立叶频率，而无需高昂的计算费用。我们还介绍了一种形式主义的拟合我们的互谱统计的实部和虚部，这自然避免了一些错误/不准确以前常见的文献。我们进行了符合罗西X射线定时探测器数据的天鹅座X-1的原理证明。

2018-01-09astro-ph.HE

热点围绕SgrA $^*$的一类非Kerr度量的检验

Testing a class of non-Kerr metrics with hot spots orbiting SgrA$^*$

SgrA $^*$，银河系中心的超大质量黑洞候选者，在X射线，近红外和亚毫米波段表现出耀斑，可以在热点模型中解释。黑洞的光变曲线和热点图像受到许多特殊和广义相对论效应的影响，它们可以用来检验物体是否是广义相对论的克尔黑洞。然而，在以前的研究中，我们已经表明，相对论的功能通常是次显性的背景噪声和模型相关的热点属性，并最终它是在最有可能估计的频率最内稳定的圆形轨道。在这种情况下，克尔度规的测试只能与其他测量相结合。在目前的工作中，我们考虑一类非克尔时空中的热点轨道可能是在赤道平面之外。这些度量很难从吸积盘的研究中得到限制，事实上，目前对恒星质量和超大质量黑洞候选者的X射线观测无法给出有趣的界限。在这里，我们表明，不久的将来的观测SgrA $^*$可能做到这一点。如果热点是足够接近的大质量的对象，多普勒蓝移的影响的图像是比其他一个更明亮，这提供了一个特定的观测签名在热点的质心轨道。我们的结论是，准确的天体测量观测SgrA $^*$与仪器，如重力应该能够测试这类指标，除了在更不可能的情况下，一个小的视角。

2014-12-19astro-ph.HEgr-qc

解开自然与养育：追踪种子黑洞的起源

Disentangling nature from nurture: tracing the origin of seed black holes

目前，黑洞种子的起源和性质是不受约束的，这些黑洞种子生长以产生被检测到的超大质量黑洞。尽管在高红移宇宙中存在几个潜在可行的产生初始种子的通道，但由于即使是活跃生长的种子在这些时期也无法直接观察到，因此区分模型仍然具有挑战性。近年来，人们提出了几个新的观测值，它们包含了关于种子的信息，这些观测值为未来几年真正揭开黑洞种子的本质提供了令人兴奋的前景。这项任务的关键挑战之一在于问题的复杂性，需要解开吸积物理和合并的混淆效应，因为合并和宇宙时间内的吸积事件会消除这些初始条件。尽管如此，一些独特的播种签名确实存在，仍然存在于：在低质量的黑洞和它们的星系宿主之间的局部标度关系;吸积黑洞的高红移光度函数;并在合并的双黑洞的引力波合并事件的总数和质量函数。种子模型最清晰的判别式之一是这些高红移的引力波探测到的合并从空间检测到的毫赫兹范围。这些预测的事件率提供了最直接的约束的性质的初始黑洞种子。提高我们对黑洞动力学和吸积的理论理解也将是结合广泛的多信使数据约束播种模型的关键。

2019-04-19astro-ph.COastro-ph.HE

活动星系核的反射映射：从X射线日冕到尘埃环

Reverberation mapping of Active Galactic Nuclei: from X-ray corona to dusty torus

活动星系核（AGN）的中心引擎是由吸积的超大质量黑洞提供动力的，虽然AGN在星系演化中扮演着重要的角色，但关键的物理过程发生在太小的尺度上，无法在空间上分辨（除了少数例外情况）。混响映射是一种强大的技术，它通过使用光的回声来确定中心区域的几何形状和运动学来克服这种限制。来自接近黑洞的可变电离辐射驱动周围气体/尘埃的相关变化，但由于区域之间的光传播时间而具有时间延迟，允许混响映射有效地用时间分辨率代替空间分辨率。混响映射被用来测量黑洞质量和探测最里面的X射线发射区、紫外/光学吸积盘、宽发射线区和尘埃环。在这篇文章中，我们提供了一个概述的技术及其各种应用。

2021-05-14astro-ph.GAastro-ph.HE

暗物质晕环绕的黑洞周围脉动星的混沌轨道动力学

Chaotic orbital dynamics of pulsating stars around black holes surrounded by dark matter halos

本文利用Melnikov方法证明了脉动星在被暗物质晕环绕的黑洞时空中轨道呈现同宿混沌，该混沌特性印记在红移时间序列中，原则上可通过光变曲线和引力波信号观测。

2024-12-20astro-ph.HEgr-qcnlin.CD

用X射线反射光谱检验广义相对论：Konoplya-Rezzolla-Zhidenko参数化

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。

2021-01-12astro-ph.HEgr-qc

非热粒子对M87光谱和结构性质的影响

Impact of non-thermal particles on the spectral and structural properties of M87

事件视界望远镜（EHT）最近的230 GHz观测能够对M87的最内部结构成像，并显示出与围绕超大质量黑洞的环面中产生的热同步辐射一致的环状结构。然而，在较低的频率下，M87的特征是大规模和边缘增亮的射流，具有明显的非热发射特征。为了弥合这些尺度之间的差距，并提供这些观测的理论解释，我们进行广义相对论磁流体动力学模拟吸积到黑洞和喷气发动机。M87一直是在整个电磁波谱中进行多次观测的目标。在这些VLBI观测提供了独特的细节上的准直轮廓喷流下降到几个引力半径。在这项工作中，我们的目标是模拟所观察到的宽带光谱的M87从无线电到近红外制度，并在同一时间适合喷流结构，所观察到的全球毫米VLBI在86 GHz。我们利用广义相对论磁流体力学，模拟了磁化等离子体对Kerr-黑洞的三维吸积。这些模拟的辐射签名计算考虑到不同的电子分布函数，并进行详细的参数调查，以匹配的意见。我们的模拟结果表明，围绕快速旋转黑洞的磁制动盘（$a_\star\geq0.5$）以及热粒子和非热粒子的混合分布能够同时模拟M87的宽带谱和最内部的喷流结构

2021-11-03astro-ph.GAastro-ph.HEgr-qc