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Lense-Thirring 进动能否在超声速吸积流中产生 QPOs?

高能天体物理现象 2021-01-20 v1

摘要

X 射线双星的计时特性仍未被理解,特别是其 X 射线功率谱中存在准周期振荡 (QPOs) 的现象。Lense-Thirring 进动的刚体模式是用于解释最常见 QPO 类型(C 型)的一种突出模型。然而,刚体进动需要特定的结构,而该结构尚未在受约束的吸积流特性下进行检验。如刚体进动所要求的那样,我们在本文中假设盘在过渡半径 rtr_t 处分为两股流动:冷的外流和热的内流(扮演日冕的角色)。我们使用吸积参数的模型无关估计来探索两股流动的物理结构。我们表明,为了重现明亮硬态期间观测到的 X 射线谱,热流必须以声速到超声速吸积,这是典型的粘滞力矩无法达到的。由于这种极端的吸积速度(或高 α\alpha 参数),在这些状态下盘的任何区域都不处于刚体进动所需的“类波”状态。此外,我们预期流动会在半径 rbreak>rtr_{\rm break}>r_t 内通过 Bardeen-Petterson 效应与黑洞自旋轴对齐。因此,在明亮硬态期间,热内流无法像文献中目前描绘的那样表现出刚体进动。由于 C 型 QPOs 在这些状态下普遍存在,我们得出结论:该机制不太可能是产生恒星级黑洞周围 C 型 QPOs 的原因。

关键词

引用

@article{arxiv.2011.09032,
  title  = {Can Lense-Thirring precession produce QPOs in supersonic accretion flows?},
  author = {G. Marcel and J. Neilsen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2011.09032},
  year   = {2021}
}

备注

7 pages, 2 figures, accepted in ApJ