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具有致密内冕的黑洞吸积盘的大且复杂X射线时间滞后

高能天体物理现象 2023-12-14 v1

摘要

黑洞X射线双星在其硬态和硬中间态显示出宽带噪声变化之间的硬滞后和软滞后(高能辐射滞后于低能辐射,反之亦然),这可用于约束这些系统中的吸积盘和康普顿化日冕的几何结构。基于光行时延迟的康普顿化和反响滞后模型,可能暗示日冕非常大(数百到数千引力半径,RgR_{g})并且与X射线光谱建模和偏振测量的约束相冲突。在这里,我们展示观测到的大而复杂的X射线时间滞后可以通过一个模型解释:涨落产生并传播通过黑体辐射吸积盘到达相对致密的(\sim10 RgR_{g})内冕。该模型自然地解释了为什么盘涨落引导日冕涨落,在频率 <1<1 Hz 处具有依赖于傅里叶频率的滞后,因为更长的变长时间尺度起源于更大的盘半径。传播涨落还依次调制来自盘的日冕种子光子、通过黏性耗散对日冕的加热以及由此产生的反响信号。这些不同效应的相互作用导致了观测到的盘与幂律辐射之间以及不同幂律能带之间滞后行为的复杂模式、功率谱形状的能量依赖性,以及光谱-计时性质对日冕几何的强烈依赖。因此,观测到的光谱-计时复杂性是盘-冕系统对传播通过吸积盘的吸积质量涨落响应的自然结果。

关键词

引用

@article{arxiv.2312.08302,
  title  = {Large and complex X-ray time lags from black hole accretion disks with compact inner coronae},
  author = {Phil Uttley and Julien Malzac},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.08302},
  year   = {2023}
}

备注

24 pages, 12 figures. Submitted to MNRAS