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宝马线上亚洲世界第一在黑洞X射线双星中紫外/光学辐射起源研究方面获进展
2022-06-08  |  作者:  |  【  】 【打印】 【关闭

  近期,宝马线上亚洲世界第一领衔的中外合作团队(宝马线上亚洲世界第一的硕士研究生杨鹏程、张国宝研究员和王建成研究员,纽约大学的Russell和Gelfand教授,荷兰格罗宁根大学的Mendez教授,湘潭大学的吕铭教授)通过分析黑洞X射线双星Swift J1753.5-0127在12年长期爆发期间的多波段观测数据,研究了该系统中的紫外/光学(UV/OPT)辐射机制,发现在爆发过程中,UV/OPT辐射可能是由外吸积盘的粘滞加热过程主导。该研究成果于近日在《英国皇家天文学会月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)上刊发。

  黑洞X射线双星是由黑洞和伴星组成的双星系统,黑洞通过引力吸积伴星的物质,在其周围形成吸积盘、冕和喷流等辐射结构,产生从射电至X射线的宽波段辐射,并表现出不同的爆发状态,根据它们的X射线辐射谱特性,可分为硬态、中间态和软态。黑洞X射线双星成为研究黑洞的吸积物理过程和辐射机制的重要天体。一般认为黑洞X射线双星中射电辐射来自喷流,X射线辐射来自冕区。因为UV/OPT波段处于各种辐射机制的交集处,所以相对于射电波段和X射线波段的辐射,人们对黑洞X射线双星中的UV/OPT波段辐射起源的了解较少。

  黑洞X射线双星中的UV/OPT辐射与X射线辐射普遍存在幂律相关性,幂律指数值的大小可以用来表征不同的辐射起源。当黑洞X射线双星处于硬态时,理论预言近红外到紫外波段的幂律指数值的范围如下:(1)当X射线再辐射过程主导吸积盘中UV/OPT辐射时,幂律指数在0.3-0.9之间变化;(2)当喷流中的同步辐射过程主导UV/OPT辐射时,幂律指数大约为0.7;(3)当外吸积盘的粘滞加热过程主导UV/OPT辐射时,幂律指数为0.15-0.30,并且随着波长的减小,相应的幂律指数逐渐增大。

  黑洞X射线双星Swift J1753.5-0127是一颗典型的硬态爆发源,并且具有12年的长期爆发。杨鹏程等人利用Swift卫星同时性观测数据,研究该源长期爆发过程中多波段辐射的相关性,发现它的UV/OPT辐射与X射线辐射具有显著的幂律相关性(见图1.),并且当观测波长从光学到紫外波段减小时,其与X射线波段的幂律指数逐渐增大,与粘滞加热盘模型的理论预期一致,表明UV/OPT辐射可能是由外吸积盘中的粘滞加热过程主导。

  论文链接

  

   图1. UV/OPT流量与X射线流量(0.3-10 keV, 2-10 keV)的幂律相关性

 
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