银河系内多数黑洞和中子星双星是高能暂现源,在偶尔发生的吸积爆发过程中,黑洞和中子星通过吸积伴星物质,在致密天体附近释放引力能并产生X射线辐射。因此,X射线辐射携带了黑洞和中子星及其附近强引力场等关键信息,而X射线光变成为探测致密天体性质、强引力场及强磁场物理的重要观测手段。在傅里叶功率谱上,黑洞和中子星X射线双星的X射线光变主要包括幂率噪声(PLN)、带限噪声(BLN)及准周期振荡信号(QPOs)等。其中,BLN是黑洞和小质量中子星X射线双星在X射线硬谱态和中间谱态的主要光变成分。 近日,中国科学院上海天文台研究员余文飞团队在黑洞双星X射线快速光变研究方面取得进展。该团队利用慧眼卫星对暂现黑洞双星MAXI J1820+070吸积爆发的观测发现,BLN特征频率范围具有明显的光子能量依赖,即随着光子能量增加,该平台分别向高频(>10Hz)和低频(<0.1Hz )两端同时扩展,且相对光变幅度随光子能量增加而下降。同时,该趋势极限与X射线软谱态观测到的由吸积盘黑体辐射产生的幂率光变成分类似。 此前,科研人员曾发现暂现黑洞和中子星低质量X射线双星中主要光变成分,如BLN和低频QPO具有对应的统一起源,且黑洞双星时变-功率谱态具有光子能量依赖,并与观测能段对应的主要谱成分有关,这颠覆了黑洞双星X射线时变功率谱态图像。进一步,该团队发现黑洞双星中BLN高频端特征频率与光子能量依赖。而此次研究发现,BLN低频端特征频率也具有光子能量依赖,这与之前发现的BLN高频端特征频率的光子能量依赖形成了完整图像,揭示了BLN功率平台及其特征频率的本质起源。 该研究表明,BLN特征光变来自吸积盘局域范围种子光子携带的原初盘光变信息,这些种子光子通过逆康普顿过程产生了可观测的X射线光变。由于黑洞和中子星小质量X射线双星BLN具有统一的起源,这一研究或解决了黑洞和中子星小质量X射线双星中BLNX射线光变成分起源问题,并揭示了与之对应的吸积和辐射几何图像。 近期,相关研究成果发表在《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal)上。研究工作得到国家自然科学基金委员会的支持。 左图:黑洞双星MAXI J1820+070的慧眼卫星单次观测随光子能量变化的傅里叶功率谱。 右图:带限噪声平台与光子能量和吸积与逆康普顿散射的物理图像。 免责声明:编写或转载此文是为了传递更多的信息,为光电行业尽一些绵薄之力。若文字或图片侵犯了您的合法权益或有不当之处,请作者在20个工作日之内与我们联系,我们将协调给予处理。 联系邮箱:lm@focaloptics.com,欢迎相关行业朋友向我们投稿。谢谢。 |





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