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黑洞盘内坠入区域的连续辐射

高能天体物理现象 2024-05-16 v1 广义相对论与量子宇宙学

摘要

来自吸积黑洞在 X 射线波段的热连续辐射,有潜力作为探测中心黑洞质量和自转参数的强大工具。目前大多数“连续拟合”模型忽略了来自黑洞 innermost 稳定圆轨道 (ISCO) 及其内部的辐射。然而,数值模拟发现来自这些区域的非零辐射。在本工作中,我们通过包括来自坠入区域内部的辐射,扩展了现有技术,利用新的解析模型再现数值吸积模拟的特性。我们显示,一般而言,被忽略的 intra-ISCO 辐射产生一个热且小型的准黑体成分,亦可为更极端参数区域产生弱功率律尾部。类似的热且小型黑体成分已被人为方式添加于对 X 射线二元星系光谱的先前分析中。我们显示,MAXI J1820+070 在软状态外涨中的 X 射线光谱被完整的 Kerr 黑洞盘极好地描述,而常规模型忽略 intra-ISCO 辐射无法复现数据。我们认为这是文献中首次稳健检测到 intra-ISCO 辐射的证据,允许对 MAXI J1820+070 黑洞的自旋参数施加额外约束,必须低于 a<0.5a_\bullet < 0.5 才能允许可检测的 intra-ISCO 区域。在 6 到 10 keV 之间的 MAXI J1820+070 光谱中,来自 ISCO 内部的辐射占主导成分,凸显了必须包括该区域的必要性。我们的连续拟合模型已公开发布。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.09175,
  title  = {Continuum emission from within the plunging region of black hole discs},
  author = {Andrew Mummery and Adam Ingram and Shane Davis and Andrew Fabian},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.09175},
  year   = {2024}
}

备注

20 pages, 20 figures, 2 tables. Version to be published in MNRAS. X-ray spectral model available at: https://github.com/andymummeryastro/fullkerr