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我们能多精确地测量超大质量黑洞自旋?

天体物理仪器与方法 2016-03-16 v1 高能天体物理现象

摘要

作为黑洞仅有的两个基本属性之一,超大质量黑洞(SMBH)的自旋对于理解吸积过程和星系演化极具意义。然而,在自旋测量的早期阶段,自旋约束的一致性和可重复性一直是一项挑战。在此我们聚焦于活动星系核(AGN)的X射线光谱建模,考察在标准条件下我们究竟能在多大程度上准确返回已知的反射参数(如自旋)。我们创建并拟合了超过4000个模拟的Seyfert 1型光谱,每个具有375±\pm1k计数。我们评估了反射分数RR = 1以及反射主导的AGN(RR = 5)的拟合。我们还检验了允许拟合搜索逆行自旋的后果。总体而言,我们发现当光谱学限制在2.5 - 10.0 keV波段时,大多数参数被高估,且模型对内部发射指数和电离度不敏感。当带宽扩展到70 keV时,参数估计更准确。对RR = 5重复该过程降低了我们测量光子指数能力(约3%至8%误差且被高估),但提高了所有其他参数的精度——最显著的是电离度,其约束更好(±45 erg cm s1\rm{s^{-1}}),对于低电离参数(ξ\xi<<200 erg cm s1\rm{s^{-1}})。在所有情况下,我们发现自旋参数仅对旋转最快的超大质量黑洞(即 aa >> 0.8 至约 ±\pm0.10)测量良好,且内部发射指数从未被很好约束。允许我们的模型搜索逆行自旋并未改善结果。

关键词

引用

@article{arxiv.1602.09080,
  title  = {How well can we measure supermassive black hole spin?},
  author = {K. Bonson and L. C. Gallo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1602.09080},
  year   = {2016}
}

备注

Accepted for publication in MNRAS. 13 pages, 7 figures