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热驱动与辐射驱动可在硬态X射线双星中产生可观测的盘风

高能天体物理现象 2020-01-28 v2 天体物理仪器与方法 太阳与恒星天体物理

摘要

在多个吸积黑洞双星中已探测到外流气体的X射线特征,且均处于软态。这些观测提出的一个关键问题是:此类风是否也可能存在于硬态中。在此,我们对光度为 L=0.5LEdd\rm{L = 0.5 \, L_{\mathrm{Edd}}} 的黑洞X射线双星系统在硬态与软态下进行了首次全频率辐射流体动力学模拟,采用真实能谱分布(SEDs)。我们的模拟旨在描述X射线暂现源在爆发峰附近、硬态到软态转变前后的情况。在此光度下,包含辐射驱动至关重要,我们不仅包括电子散射,还包括光电与谱线相互作用。我们发现,在硬态和软态中,热压与辐射压共同驱动了强大的外流,其 M˙wind2M˙acc\rm{\dot{M}_{wind} \simeq 2 \,\dot{M}_{acc}}。硬态风显著更快,携带的动能约为软态风的20倍。然而,硬态中风的电离度更高,因此在更窄的视角范围内看到较弱的X射线吸收线。尽管如此,对于 80\gtrsim 80^{\circ} 的倾角,蓝移的风形成Fe XXV与Fe XXVI特征即使在硬态中也应当可观测。鉴于目前仅有一个处于{\em 明亮}硬态的系统——奇特的GRS~1915+105——拥有探测这些线所需的数据,我们敦促获取新观测以检验这一预言。新一代X射线光谱仪应当能够分辨速度结构。

关键词

引用

@article{arxiv.2001.08547,
  title  = {Thermal and radiation driving can produce observable disk winds in hard-state X-ray binaries},
  author = {Nick Higginbottom and Christian Knigge and Stuart A. Sim and Knox S. Long and James H. Matthews and Henrietta A. Hewitt and Edward J. Parkinson and Sam W. Mangham},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2001.08547},
  year   = {2020}
}

备注

Accepted for publication by MNRAS