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X射线双星中的下双峰准周期振荡相干性及被潮汐拉伸并落向致密天体的物质

高能天体物理现象 2018-11-14 v1

摘要

低质量X射线双星(LMXBs),无论是含中子星(NS)还是黑洞,在其功率谱中均显示准周期振荡(QPOs)。频率最高的那些以成对形式出现,被称为双峰高频QPO(HF QPOs)。其中心频率典型地对应于致密天体附近轨道运动的时间尺度。HF QPOs被认为携带着关于在致密天体周围极端引力场中运动物质的独特信息。在先前工作中,我们强调了吸积盘中轨道运行的等离子体团块所受强潮汐作用,是产生HF QPOs的合适机制。我们指出,在NS LMXBs中看到的双峰HF QPO的上峰可能源于团块相对论轨道的潮汐圆化,而下HF QPO可能来自螺旋运动并损失轨道能量的团块。本文关注磁化等离子体团块在潮汐向其加载能量后的潮汐形变。研究了轨道潮汐圆化后团块形状的可能演化及其随后的轨道演化。在atoll NS LMXBs(一类比Z型NS LMXBs光度更低的NS LMXBs子类)中,下HF QPO显示出其相干性 QQ 随中心频率 ν\nu 变化的特征行为。QQ 在频率 ν\nu\sim 600-850 Hz范围内持续增加,然后在 ν\nu\sim 900 Hz处突然下降。我们首次注意到,这种行为可由被强潮汐拉伸并在不稳定轨道上落向NS的磁化等离子体团块所重现。我们强调下HF QPO相干性的整体行为可作为揭示强场 regime 下广义相对论预言的最内稳定束缚轨道的候选标志。

关键词

引用

@article{arxiv.1810.12426,
  title  = {Lower-twin-peak quasiperiodic oscillation coherence in x-ray binaries and matter stretched by tides falling onto a compact object},
  author = {C. Germanà},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1810.12426},
  year   = {2018}
}

备注

11 pages, 5 figures. Accepted for publication in Physical Review D