天鹅座 X-1 X 射线高态与低态期间的恒星风变化

我们展示了哈勃空间望远镜（HST）对大质量 X 射线双星系统 HD226868 = 天鹅座 X-1（Cyg X-1）的紫外光谱观测结果。光谱是在 2002 年和 2003 年两次独立的观测运行中，于系统处于 X 射线高/软态时的两个轨道合相阶段获得的。当黑洞位于前景时，由于恒星风离子的 X 射线电离，恒星风谱线的强度大幅减弱。对比 HST 与存档的 IUE 光谱显示，类似的光电离效应在两种 X 射线态中均发生。我们构建了紫外恒星风谱线轮廓模型，假设 X 射线电离发生在除超巨星遮挡 X 射线通量的区域之外的整个恒星风中。观测轮廓与模型轮廓的良好吻合表明，恒星风电离延伸至超巨星面向 X 射线源的半球附近。与低/硬态相比，高/软态下的 H-alpha 发射强度通常较低，但 He II 4686 发射在两种态之间相对恒定。结果表明，天鹅座 X-1 的质量转移主要由沿连接双星轴线峰值的聚焦恒星风流主导，且恒星风的贡献被 X 射线光电离效应所抑制。来自超巨星背阴面的强恒星风将在科里奥利偏转将气体带入 X 射线照射区域时停滞。这种停滞的气体分量可能被黑洞的轨道运动所超越，从而抑制来自聚焦恒星风的吸积。背阴风分量强度的变化随后可能导致吸积率的变化，最终决定 X 射线态。