观测黑洞事件视界在 X 射线能谱上的印记

中子星（NS）与黑洞（BH）的一个根本区别在于后者缺乏物理表面。因此，吸积到 BH 上的物质的任何剩余动能都被平流进入其事件视界内。相反，在 NS 情形下，吸积物质在 NS 表面减速，其动能最终被辐射出去。NS 表面产生的大量软光子会影响硬态 X 射线双星能谱中占主导的康普顿化成分的性质。因此，康普顿化能谱的参数——电子温度 $kT_{\rm e}$ 与康普顿 $y$ 参数——可作为区分 BH 与 NS 的重要工具。本文为此系统分析了迄今最大的硬态 BH 与 NS X 射线双星能谱样本，使用 RXTE/PCA 与 RXTE/HEXTE 档案观测。我们发现 BH 与 NS 在 $y-kT_{\rm e}$ 平面上占据明显不同区域，NS 的特征为系统性的更低 $y$ 参数值与电子温度。由于 BH 与 NS 在 $y-kT_{\rm e}$ 平面上的边界形状，它们的一维 $y$ 与 $kT_{\rm e}$ 分布存在部分重叠。X 射线双星中致密天体性质的更清晰单参数诊断由康普顿放大因子 $A$ 给出，BH 与 NS 的边界位于 $A\approx 3.5-4$。这是迄今为止对稳定恒星级质量 BH 事件视界在 X 射线能谱上印记的最显著探测。