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关联吸积致密天体质量与自旋及其快速 X 射线变化的简单解析公式

高能天体物理现象 2022-04-20 v1

摘要

继先前关于黑洞(BH)与中子星(NS)吸积盘本轮振荡的研究,提出了一种高频准周期振荡(QPO)的新模型(CT 模型),其处理边际溢出吸积环(即由尖点终止的环)中流体的振荡。根据初步研究,与相对论进动(RP)模型相比,该模型对 NS QPO 数据提供了更好的拟合。它还意味着对银河系微类星体 BH 自旋显著更高的上限。已注意到一个简短解析公式能很好复现 Schwarzschild 时空中模型对 QPO 频率的预测。此处我们导出该公式的扩展版本,适用于旋转致密天体。我们从 Kerr 时空的考量出发,导出不限于内吸积流特定比角动量分布(如开普勒或常量)的公式。最后,我们考虑 Hartle-Thorne 时空并包含由 NS 扁率暗示的修正。对于单一参数的特定选择,我们的关系给出 CT 模型预测的频率;对于另一值,则给出 RP 模型预测的频率。我们结论是该公式很好适用于旋转扁率 NS 与两类模型。我们简要说明简单公式在若干 NS 源上的应用,并确认 CT 模型与 NS 质量真实值相容且比 RP 模型更好拟合数据的预期。

关键词

引用

@article{arxiv.2203.04787,
  title  = {Simple analytic formula relating the mass and spin of accreting compact objects to their rapid X-ray variability},
  author = {Gabriel Török and Andrea Kotrlová and Monika Matuszková and Kateřina Klimovičová and Debora Lančová and Gabriela Urbancová and Eva Šrámková},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2203.04787},
  year   = {2022}
}

备注

9 pages, 5 figures, accepted for publication in The Astrophysical Journal