探测黑洞 X 射线二元星系 GRS 1915+105 中的心跳振荡：谱计时分析

GRS 1915+105 是一颗表现出约 50-100 秒周期的准周期 ρ 类（'心跳'）振荡的黑洞 X 射线双星系统，这些振荡被认为源于靠近 Eddington 亮度下的内盘中由辐射压驱动的不稳定性。对这一不稳定性循环中盘-冠的耦合响应缺乏同步的宽带相位分辨观测约束。我们采用 24 项 Swift XRT 观测（2014-2016 年，1-10 keV）和 AstroSat SXT+LAXPC 数据（2017 年，0.8-30 keV），将每个循环分为五个相位（三个上升相、两个下降相），进行相位分辨谱和时分析。我们发现内盘温度（$T_{\rm in}$）和 apparent 内半径（$R_{\rm in}$）之间存在系统性反相关：$T_{\rm in}$ 从约 1.7 keV 降至约 1.5 keV，同时 $R_{\rm in}$ 从约 22 km 增至约 38 km（随后在第 4 相（脉冲峰）降至约 23 km，第 5 相（脉冲后）降至约 18 km）。宽带拟合显示冠层电子温度 $kT_{\rm e}$ 从约 10.5 keV 增至约 14.5 keV（随后在脉冲后降至约 6 keV），而硬度-强度图和颜色-颜色图显示出明显的谱学滞后，第 3 相在 XRT/SXT 中呈最软谱，但在 LAXPC 中约 10 keV 以上呈最硬谱。这种演化符合辐射压不稳定性驱动 $T_{\rm in} - R_{\rm in}$ 循环变动的预测，冠层加热可通过 Haardt-Maraschi 机制中种子光子的饿死自然解释——当 $R_{\rm in}$ 增大时。我们的 0.8-30 keV 覆盖范围首次对单个 ρ 循环中同时表征热力学盘和康普顿冠，直观揭示了驱动心跳振荡的盘-冠耦合机制，此现象仅凭窄带观测无法实现。