黑洞吸积盘反射X射线辐射的能谱与偏振特性
高能天体物理现象
2023-04-25 v2 星系天体物理
广义相对论与量子宇宙学
摘要
计划于本十年发射的X射线偏振探测任务将显著增进我们对致密吸积源的认识。对活动星系核(AGNs)或X射线双星系统(XRBs)X射线偏振信号的观测将为研究这些天体的内吸积流提供新手段,其与当前使用的能谱和计时技术相结合,将有助于更好地确定其性质,如倾角、取向、冕的形状与大小以及黑洞自旋。在这项工作中,我们给出了黑洞吸积盘全局偏振模型中尚缺失的一环。我们在局部共动参考系中使用(1)辐射转移代码TITAN获取吸积盘的电离结构,以及(2)蒙特卡洛代码STOKES(其包含吸收、再发射和康普顿散射物理过程以产生完整的能谱偏振输出)计算吸积盘的反射X射线辐射。针对入射原初幂律辐射的一组光子指数、吸积盘电离参数、入射与发射角,以及三种独立的入射冕X射线光子偏振态,我们给出了最终的斯托克斯参数I、Q和U,并具有足够的能量分辨率以对能谱与偏振特性进行细致讨论。我们表明能谱分量与文献预测吻合良好。偏振度与偏振角与此前反射模型中出现的解析近似一致,并且我们证明在2-12 keV能段内,偏振反射X射线辐射在局部可相当强。
引用
@article{arxiv.2201.07494,
title = {Spectral and polarization properties of reflected X-ray emission from black hole accretion discs},
author = {Jakub Podgorný and Michal Dovčiak and Frédéric Marin and René Goosmann and Agata Różańska},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.07494},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 9 figures, published in MNRAS. Version 2, corrected for a small error in Section 3.2 (in the last sentence of the 6th paragraph)