XRBs、AGNs 和 ULXs 的硬 X 射线能谱演化

我们探讨了六个 XRBs 中硬 X 射线光子指数 $\Gamma$ 与爱丁顿比率 (\xi=L_{X}(0.5-25 keV)/L_{Edd}) 之间的关系。我们发现，当 $\xi$ 小于某个临界值时，不同的 XRBs 遵循 $\Gamma$ 与 $\xi$ 之间不同的反相关关系；而当 $\xi$ 大于该临界值时，它们遵循相同的正相关关系。这种反相关和正相关关系也分别在 LLAGNs 和 QSOs 中被发现，且不同 XRBs 的反相关和正相关关系大致收敛于同一点 ($\log \xi=-2.1, \Gamma=1.5$)，这可能对应于吸积模式的转变，因为反相关和正相关关系分别与 ADAFs 和标准盘/冕系统的预测一致。传统的低/硬态被交叉点 $\log \xi\sim-2.1$ 分为两部分，即反相关部分的暗硬态和正相关部分的亮硬态。亮硬态中的吸积过程可能仍然与高/软态中一样是标准吸积盘，这与在某些 XRBs 的亮硬态中同时观测到冷盘分量和宽 Fe K 发射线相一致。ADAF 仅在暗硬态 XRBs 中起重要作用。受 ULXs 与 XRBs 在状态转变和时序性质上相似性的启发，我们假设这七个明亮 ULXs 的 X 射线能谱演化与 XRBs 相似，从而限制了它们的 BH 质量。我们发现这七个 ULXs 的 BH 质量约为 $10^{4}M_sun$，属于典型的中等质量 BHs (IMBHs)。我们的结果与通过多色盘模型拟合和/或时序性质（例如，QPO 和断裂频率）限制得到的 BH 质量大体一致。