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恒星级与超大质量黑洞是否具有相似的进食习惯?

高能天体物理现象 2020-07-01 v1

摘要

多年来,人们多次尝试以尺度不变的方式将恒星级与超大质量黑洞的质量吸积现象与物理联系起来。本文通过比较两类源中吸积盘与日冕光度之间的关系,在辐射高效(且无喷流)的吸积模式一端探讨这一联系。我们分析了X射线双星(XRB)GX339-4的458次RXTE-PCA存档观测,重点关注软态与软中介态,这些状态被认为类似于辐射高效的活动星系核(AGN)。GX339-4的logLdisklogLcorona\log L_{disk}-\log L_{corona}关系观测散射较大(0.43dex\sim0.43\,\text{dex}),显著大于一个有代表性的辐射高效、无喷流或弱喷流AGN样本(0.30dex\sim0.30\,\text{dex})。表面上看,这似乎与系统仅随质量标度变化的假设相悖。另一方面,我们也发现GX339-4与我们的AGN样本呈现出不同的m˙\dot{m}Γ\Gamma分布,后者的分布在GX339-4中更宽(弥散为0.16\sim0.16,而AGN为0.08\sim0.08)。GX339-4还表现出整体更软的斜率,均值约为2.202.20,而AGN样本约为2.072.07。值得注意的是,一旦选取了相似宽度的Γ\Gammam˙\dot{m}分布,AGN样本在质量归一化的logLdisklogLcorona\log L_{disk}-\log L_{corona}平面上与GX339-4的观测很好地重叠,散射为0.300.33dex\sim0.30-0.33\,\text{dex}。这表明质量标度性质可能终究成立,我们的结果与AGN和XRB中的盘-日冕系统展现相同物理过程一致,尽管处于不同条件下,例如日冕温度、光学深度和/或电子能量分布、加热-冷却平衡、日冕几何和/或黑洞自旋方面。

关键词

引用

@article{arxiv.2004.07258,
  title  = {Do stellar-mass and super-massive black holes have similar dining habits?},
  author = {R. Arcodia and G. Ponti and A. Merloni and K. Nandra},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2004.07258},
  year   = {2020}
}

备注

Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics