从伴星的光谱观测推导 GX 339-4 的质量函数

我们于 2016 年 5 月至 9 月期间获得了 GX 339-4 静止期的 16 次 VLT/X-shooter 观测数据，并在其近红外光谱中探测到来自伴星的吸收线。这使我们首次能够测量伴星的视向速度曲线和投影转动速度。我们确认了 1.76 天的轨道周期，并发现 $K_2$ = $219 \pm 3$ km s$^{-1}$，$\gamma = 26 \pm 2$ km s$^{-1}$ 且 $v \sin i = 64 \pm 8$ km s$^{-1}$。由这些值，我们计算出质量函数 $f(M) =1.91 \pm 0.08~M_{\odot}$，比先前报道的值低约 3 倍，并得到质量比 $q = 0.18 \pm 0.05$。我们确认伴星为 K 型星，并估计其在 J 波段和 H 波段贡献约 45-50% 的光。我们将双星轨道倾角限制在 $37^\circ < i < 78^\circ$，黑洞质量限制在 $2.3~M_{\odot} < M_\mathrm{BH} < 9.5~M_{\odot}$。因此，GX 339-4 可能是首个落入 $2-5~M_{\odot}$ “质量间隙”的黑洞。