快速的黑洞自旋或来自坠入区域的辐射?
高能天体物理现象
2025-11-26 v1
摘要
来自黑洞吸积流坠入区域内部的辐射最近在两个X射线二元系统中被检测到。此外,推断自旋的引力波和电磁学探测到的黑洞之间存在可能的偏差。此两项结果激发我们进行理论计算、数值模拟和观测数据分析,证明在最内层稳定圆轨道(ISCO)内包含辐射后,一个低自旋的黑洞可产生的热力学连续X射线光谱,能够模拟由快速旋转的黑洞及其周围无ISCO区域辐射的黑洞产生的光谱。我们明确地使用了典型软状态高质量X射线二元系统M33 X-7的观测X射线光谱进行了验证。需要ISCO温度为零的模型要求黑洞具有较高自旋,这与已在文献中发现的类似。然而,在包含坠入区域辐射且ISCO应力与数值模拟中看到的相符时,一个位于Schwarzschild黑洞的盘可以同样(实际上更好地)描述数据。随后我们对另外两个软状态X射线二元系统(MAXI J1820+070和MAXI J0637-430)进行了分析,这些二元系统在统计显著性较高时需要ISCO内辐射的存在。这两个源位于M33 X-7所显示的低自旋中等应力区域的退化曲线上,表明当高质量数据可用时,高自旋低应力参数空间的区域将被排除。我们讨论了在数值模拟和数据建模方面的未来进步对于确定X射线二元黑洞的自旋至关重要,这些黑洞的自旋可能低于当前连续光谱拟合方法所暗示的水平。
引用
@article{arxiv.2505.13119,
title = {A rapid black hole spin or emission from the plunging region?},
author = {Andrew Mummery and Jiachen Jiang and Adam Ingram and Andrew Fabian and Jake Rule},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.13119},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 10 figures. Submitted to MNRAS, comments welcome