黑洞双星与活动星系核中 X 射线线偏振的理论预测及 IXPE 测量
高能天体物理现象
2026-01-14 v1
摘要
我们提出了黑洞（BH）源中 X 射线线偏振形成的理论框架。X 射线线偏振起源于扁平几何的温热光学厚康普顿云（CC）内部软光子的上散射。IXPE 对若干黑洞 X 射线双星和一个 Seyfert-1 星系的观测证实了我们的线偏振 P 理论预测。本文旨在证明，利用偏振和 X 射线光谱测量，可以在无任何自由参数的情况下推导这些银河系和河外源的主要物理参数。我们利用 P 与 μ = cos i（i 为观测者相对于法线的倾角）的关系图，估算 IXPE 观测到的所有黑洞的 CC 光学深度 τ₀。通过 X 射线光谱分析，我们获得光子指数 Γ，并解析地确定了 CC 等离子体温度 kBTe。不同的黑洞（Cyg X-1、4U 1630-47、LMC X-1、4U 1957+115、Swift J1727.8-1613、GX 339-4）和 Seyfert 1 型星系 NGC 4151 的偏振水平在 1% 至 8% 之间，几乎与能量无关。kBTe 介于 5 至 90 keV 之间，高/软态的值低于低/硬态。我们发现了物理参数与 IXPE 观测结果之间的相似性，并提供了证据表明 CC 呈现扁平几何。
引用
@article{arxiv.2506.09571,
title = {X-ray linear polarization prediction in Black-Hole binaries and Active Galactic Nuclei and its measurements by IXPE},
author = {Lev Titarchuk and Paolo Soffitta and Elena Seifina and Enrico Costa and Fabio Muleri and Romana Mikusincova},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.09571},
year = {2026}
}
备注
6 pages, 3 figures, 1 table, accepted for publication in A&A main journal on 6th June 2025