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黑洞双星中的吸积盘日冕半径与准周期振荡频率:检验Lense-Thirring进动起源

高能天体物理现象 2024-01-09 v4

摘要

恒星级黑洞双星系统在其明亮的X射线态中,其康普顿化辐射显示出强烈的准周期振荡(QPO)。该特征的频率与吸积盘辐射和康普顿化辐射的比值相关,而非与总光度相关。因此,它在硬态与软态之间的能谱跃变期间发生显著变化。其振幅在这些中间态中也最强,使其成为检验QPO模型的重要测试。然而,这些态具有复杂能谱,通常需要一个吸积盘和两个独立的康普顿化分量,因而难以唯一地推导出能谱参数。我们构建了一个能量守恒的吸积流新模型,即SSsed模型,其假设固定的径向发射率但具有变化的发射机制。该模型类似于xspec中的agnsed模型,但经过调整以更适用于恒星级黑洞。它利用吸积盘光度与温度的组合来约束(色温修正的)黑体吸积盘的内半径,将其与在该半径内侧发射的更复杂的康普顿化能谱区分开。我们展示了将该模型拟合到黑洞双星XTE J1550-564的数百个RXTE能谱的初步研究。我们表明,推导出的吸积盘半径与同一观测中探测到的低频QPO中心频率紧密反相关。对于假定的系统参数,该关系与整个内康普顿化区域的Lense-Thirring进动的定量预测一致。这支持了低频QPO由Lense-Thirring进动引起的情形。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.08314,
  title  = {Disc corona radii and QPO frequencies in black hole binaries: testing Lense-Thirring precession origin},
  author = {Aya Kubota and Chris Done and Kazuki Tsurumi and Ryuki Mizukawa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.08314},
  year   = {2024}
}

备注

17 pages, 12 figures, accepted for publication for MNRAS