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黑洞X射线双星MAXI J1348$-$630减速喷流的运动学建模

高能天体物理现象 2022-02-16 v1

摘要

黑洞低质量X射线双星(BH LMXBs)可以以离散抛射物的形式发射强大的外流。观测这些抛射物的完整轨迹使我们能够极其精确地建模其运动,这对于测量其物理属性至关重要。特别是,观测通常采样稀少的最终减速阶段,对于获得喷流能量的可靠估计是基础性的。在其2019/2020爆发期间,BH LMXB MAXI J1348-630发射了单侧射电发射喷流,该喷流在与星际介质(ISM)相互作用强烈减速后于大尺度上被探测到。我们成功地用动力学外激波模型建模了喷流运动,从而约束了喷流初始洛伦兹因子Γ0=1.850.12+0.15\Gamma_0 = 1.85^{+0.15}_{-0.12}、倾角θ=29.33.2+2.7\theta = 29.3_{-3.2}^{+2.7}度和抛射日期tej=21.53.0+1.8t_{\rm ej} = 21.5_{-3.0}^{+1.8}(MJD - 5850058500)。在对喷流张开角和外部ISM密度作简单假设下,我们发现喷流具有巨大的初始动能E0=4.63.4+20.0×1046E_0 = 4.6^{+20.0}_{-3.4} \times 10^{46} erg,远大于通常从喷流同步辐射发射所测得的LMXB值。这意味着离散抛射物仅辐射掉其总能量的一小部分,其余则转移给环境。喷流功率估计大于同时可用的吸积功率,我们提出了若干缓解此差异的方案。我们推断MAXI J1348-630很可能嵌入于内部密度n=0.00100.0003+0.0005n = 0.0010^{+0.0005}_{-0.0003} cm3^{-3}、半径Rc=0.610.09+0.11R_{\rm c} = 0.61^{+0.11}_{-0.09} pc的ISM空腔中,这可能由该系统先前的活动产生,正如其他BH LMXB所提出的那样。

关键词

引用

@article{arxiv.2202.01514,
  title  = {Modeling the kinematics of the decelerating jets from the black hole X-ray binary MAXI J1348$-$630},
  author = {F. Carotenuto and A. J. Tetarenko and S. Corbel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2202.01514},
  year   = {2022}
}

备注

17 pages, 6 figures. Accepted for publication in MNRAS