黑洞X射线双星天鹅座X-1中致密喷流的射电频率计时分析

我们展示了利用卡尔·G·央斯基甚大阵列（Karl G. Jansky Very Large Array）和核光谱望远镜阵列（Nuclear Spectroscopic Telescope Array）对黑洞X射线双星天鹅座X-1（Cygnus X-1）进行的同步多波段射电与X射线观测。利用这些数据，我们探测到清晰的流量变率，与变化的致密喷流辐射相符。为探究变率信号如何沿喷流向下游传播，我们对数据进行了详细的计时分析。我们发现射电喷流辐射在傅里叶频率 $f\gtrsim0.03$ Hz（低于约 $\sim30$ 秒时标）处无显著功率，且较高频率射电波段（9/11 GHz）在一系列时标上强相关，显示出随傅里叶频率变化为数十秒量级的近似恒定时间滞后。然而，在较低频率射电波段（2.5/3.5 GHz）中，我们发现相同时间尺度范围内相干性显著丧失。此外，我们探测到X射线与射电辐射之间的关联，测得X射线与射电波段间的时间滞后为数十分钟量级。我们利用这些滞后求解致密喷流速度，发现天鹅座X-1喷流比通常假设的致密喷流更具相对论性，其中 $\beta=0.92^{+0.03}_{-0.06}$（$\Gamma=2.59^{+0.79}_{-0.61}$）。最后，我们约束了喷流尺度随频率的变化，发现其关系（$\propto \nu^{-0.4}$）比简单喷流模型预言的（$\propto \nu^{-1}$）更平缓，并估计喷流张开角为 $\phi\sim0.4-1.8$ 度。通过本研究，我们发展了旨在克服射电计时分析挑战的观测技术，并创建了将快速射电喷流变率性质与喷流内部物理联系起来的工具。