通过连续谱拟合法测量黑洞自旋：偏离Novikov-Thorne盘模型的影响
高能天体物理现象
2015-05-27 v2
摘要
迄今为止，已使用热连续谱拟合法分析了八个恒星质量黑洞吸积盘的X射线光谱，并利用光谱拟合估计了黑洞的自旋参数。然而，这种自旋估计方法所依据的底层模型是Novikov和Thorne的广义相对论薄盘模型，该模型仅对极薄盘有效。因此，我们预期由于理论模型的不足，测量的自旋值会存在误差。我们通过计算围绕黑洞的薄吸积盘的数值模拟模型的光谱来研究这一问题，这些光谱是通过三维广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟获得的。我们将连续谱拟合法应用于这些计算光谱，以估计黑洞自旋，并检查这些值与GRMHD模拟中使用的实际自旋的匹配程度。我们发现，对于非自旋黑洞，无量纲自旋参数的误差可达约0.2，具体取决于倾角。对于自旋为0.7、0.9和0.98的黑洞，误差分别可达约0.1、0.03和0.01。这些误差与当前观测不确定性水平引起的误差相当或更小。此外，我们估计，获得这些误差估计的GRMHD模拟盘对应的有效盘光度约为0.4-0.7爱丁顿光度，而对于连续谱拟合法中使用的光度为0.3爱丁顿光度或更低的盘，误差会更小。因此，我们得出结论，目前使用Novikov-Thorne薄盘模型并不限制连续谱拟合法测量黑洞自旋的精度。
引用
@article{arxiv.1102.0010,
title = {Measuring Black Hole Spin by the Continuum-Fitting Method: Effect of Deviations from the Novikov-Thorne Disc Model},
author = {Akshay K. Kulkarni and Robert F. Penna and Roman V. Shcherbakov and James F. Steiner and Ramesh Narayan and Aleksander Sadowski and Yucong Zhu and Jeffrey E. McClintock and Shane W. Davis and Jonathan C. McKinney},
journal= {arXiv preprint arXiv:1102.0010},
year = {2015}
}
备注
13 pages, 7 figures, accepted for publication in MNRAS. v2: fixed typo in author name, updated acknowledgments