相对论光线弯曲模型能否解释 Seyfert 星系的 X 射线能谱变化？
高能天体物理现象
2018-04-18 v2
摘要
已知许多 Seyfert 星系在其 X 射线能谱中表现出 Fe-K 宽发射线特征。观测到的谱线具有三个明显特征：(1) 线形偏斜并呈现显著的低能拖尾；(2) Fe-K 能段变异性低，在均方根（rms）谱中产生宽而深的凹陷；(3) 该能段光子相对于相邻能段光子具有时间滞后，振幅为若干 ，其中 为引力半径。为解释这些观测特征提出了“相对论光线弯曲模型”，其中极端 Kerr 黑洞上方的致密 X 射线源（灯柱）照亮吸积盘最内区。本文中，当灯柱沿黑洞自旋轴垂直运动时，我们利用光线追踪技术计算 rms 谱与滞后特征，从而严格检验相对论光线弯曲模型。结果我们发现，观测到的深 rms 凹陷要求铁极度超丰（ 太阳丰度），而观测到的滞后振幅与正常铁丰度一致。此外，高流量态中滞后的消失要求源高度高达 ，这与相对论性宽发射线特征矛盾。我们的模拟与数据中回响特征随源高度增大移向低频相符，然而若此情形正确，模拟预言在低频处探测到清晰的 Fe-K 滞后，而数据未对此给出限制。因此我们得出结论：相对论光线弯曲模型可能无法解释 Seyfert 星系中特征的 Fe-K 能谱变化。
引用
@article{arxiv.1802.07554,
title = {Can the relativistic light bending model explain X-ray spectral variations of Seyfert galaxies?},
author = {Misaki Mizumoto and Kotaro Moriyama and Ken Ebisawa and Shin Mineshige and Norita Kawanaka and Masahiro Tsujimoto},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.07554},
year = {2018}
}
备注
17 pages, 15 figures, accepted by PASJ