Cygnus X-1 中状态依赖的 X 射线波动性：基于 12 年 NuSTAR 定时研究的吸积流几何

我们对使用 2012-2024 年间 26 次 NuSTAR 观测的黑洞 X 射线二元星体 Cygnus X-1进行综合的时序分析，为其吸积流波动性在谱状态下的特征提供了最详尽的表征。我们的分析为解读恒星质量黑洞中的状态转换所固有的物理提供了基本见解。我们发现 8-79 keV 能段中具有明显双峰分布的 flux，与 3-8 keV 能段中分布重叠的结果形成鲜明对比。这一能级依赖的双峰现象将硬 X 射线确定为状态分类的最佳诊断工具，直接追踪其吸积流几何在仿射主导和盘主导配置之间的几何变换。功率谱分析揭示了状态依赖的特征频率从硬状态下的 0.050 Hz 移向中间状态下的 0.074 Hz，软状态中呈无特征的红噪声。这些频率对应于吸积盘截止半径从 $\sim$5.5 $R_g$ 向 $\sim$2 $R_g$ 的演化，为吸积盘在状态转换期间向内迁移提供了直接观测证据。频率依赖的时间滞后在硬状态下 0.1 Hz 处约 50 ms 的硬滞后演变为软状态中接近零，定量地表征了伽马化学 corona 的坍缩。线性 rms-flux 关系在所有状态下都保持恒定，并具有精确地跟踪热成分与非热成分相对贡献的参数。最令人惊讶的是，我们识别出一次失败的状态转换（观测 30302019006），表现出能段行为的反相关、抑制的波动性（$F_{var}$ < 1.38%）以及显现的亚 ISCO 截止。这一发现挑战了标准的转换模型，暗示了风馈养系统中吸积流演化的新路径。