旋转黑洞周围随机X射线爆发的准周期振荡
高能天体物理现象
2009-11-13 v1
摘要
我们继续早期对吸积快速旋转黑洞功率谱中准周期振荡(QPOs)的研究，这些振荡源于黑洞能层内X射线耀发的几何“光回波”。本研究将先前的处理扩展到三维光子发射和轨道，允许遥远观测者和X射线源的位置具有任意纬度，取代了早期考虑中主要位于赤道面的位置和光子轨道。通过追踪大量光子的轨迹，我们计算了给定几何构型的响应函数，并利用它们生成模型光变曲线，随后分析这些曲线以计算其功率谱和自相关函数。在光学薄环境（适用于径移主导吸积流）中，对于恒星质量黑洞候选体，我们一致发现频率约为千赫兹量级的QPOs；而对于典型的活动星系核（约10^7太阳质量），在观测视角30°至80°的广泛范围内，频率约为毫赫兹量级，且X射线源主要集中于能层内的赤道面附近。与先前的处理一样，这里的QPO信号是由快速旋转黑洞对光子的参考系拖曳效应产生的，这导致光子“束”被恒定的时间延迟分隔开，这是光子围绕黑洞多次轨道运动的结果。我们的模型预测，对于各种源/观测者构型，存在一类稳健的新型QPOs，这不可避免地是旋转黑洞系统中弯曲时空结构的普遍特征。
引用
@article{arxiv.0901.2858,
title = {QPOs from Random X-ray Bursts around Rotating Black Holes},
author = {Keigo Fukumura and Demosthenes Kazanas and Gordon Stephenson},
journal= {arXiv preprint arXiv:0901.2858},
year = {2009}
}
备注
26 pages, 8 b/w figs, accepted to ApJ