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快速自转的中等质量黑洞 3XMM J150052.0+015452

高能天体物理现象 2023-01-04 v1

摘要

被黑洞潮汐瓦解的恒星可形成具有超爱丁顿质量吸积率的吸积盘;内盘产生的 X 射线辐射可对黑洞质量 MM_\bullet 和无量纲自旋参数 aa_\bullet 给出约束。先前研究认为,导致潮汐瓦解事件 3XMM J150052.0+015452(下称 J150052)的 MM_\bullet 约为 105M10^{5} M_{\odot},处于中等质量黑洞(IMBH)范畴。用我们最新的细吸积盘模型拟合该源在 2008 年之后十年衰减期间获得的 XMM-Newton 与 Chandra 多历元 X 射线能谱,得到 M=2.00.3+1.0×105MM_\bullet = 2.0^{+1.0}_{-0.3}\times10^{5} M_{\odot}(68% 置信度)和 a>0.97a_\bullet > 0.97(84.1% 置信度下限)。2008–2014 年间获得的能谱明显比 2014 年之后的更硬,这一演化可通过在早期能谱中加入冕的逆康普顿化效应得到很好解释。当源吸积率超爱丁顿时冕存在,而在 2014 年后吸积率约为爱丁顿极限的数据中则无其效应证据。基于我们的能谱研究,推断该冕为光学厚且温热的(kTe=2.30.8+2.7kT_e=2.3^{+2.7}_{-0.8} keV)。我们对 J150052 的质量和自旋测量确认其为 IMBH,并指向快速、近极值的自旋。这些 MM_\bulletaa_\bullet 值排除了质量约 101610^{-16} eV 的矢量玻色子与轴子。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.16936,
  title  = {The Rapidly Spinning Intermediate-Mass Black Hole 3XMM J150052.0+015452},
  author = {Z. Cao and P. G. Jonker and S. Wen and N. C. Stone and A. I. Zabludoff},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.16936},
  year   = {2023}
}

备注

11 pages, 6 figures. Accepted for publication in MNRAS