简化方法用于再现 X 射线双星系统的完全相对论光谱:以 Cygnus X-1 为例
高能天体物理现象
2025-01-08 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
X 射线双星系统中,靠近黑洞的区域存在强大的相对论效应,对 innermost 盘区域释放的总能量有显著影响。我们的目标是在保持标准盘模型简单性的基础上,完全包含黑洞的自旋及其对观测光谱的全部相对论效应。这可以通过合适地偏移盘的 inner 半径来实现。我们采用一些针对 Kerr 黑洞最有效的伪牛顿势,并推导两种广义盘温度轮廓,从而纳入自旋对热光谱的贡献。随后,我们将观察到的辐射效率与包含 Kerr 模型中所有相对论效应的发射模式关联起来,得到关于修改后盘 inner 半径的表达式。此外,我们将此方法应用于 Cygnus X-1,对其在 high/soft 和 hard/low 光谱态下的观测数据进行拟合。完全相对论光谱以 0.03-4% 的误差范围内得到很好的近似再现。该盘由修改后的 innermost 半径参数化,范围为 ,取决于观测视角和黑洞自旋。靠近黑洞的相对论效应使视角 的标准吸积盘看起来被截断至更大的半径;而边缘视角下则似乎被拉向更靠近中心物体。我们还展示了,仅通过采用合理简单的 lepto-hadronic 喷流模型、混合热/非热型腰 corona 以及 Kerr 调整后的标准吸积盘,就能对 Cygnus X-1 的观测数据获得令人满意的拟合效果。
引用
@article{arxiv.2408.02415,
title = {A simplified approach for reproducing fully relativistic spectra in X-ray binary systems: Application to Cygnus X-1},
author = {Th. V. Papavasileiou and O. Kosmas and T. S. Kosmas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.02415},
year = {2025}
}
备注
11 pages, 13 figures, published in A&A