X射线双星回旋吸收线研究

发布时间：2025-01-10 23:20

　　X射线双星是由一颗致密星(通常是中子星(Neutron star,简称NS),也有黑洞和白矮星)和一颗光学伴星组成,并且致密星发出明亮的X射线辐射。研究X射线双星中的中子星对我们去了解广义相对论过程、辐射机制、吸积盘、以及形成与演化等物理过程提供了天然的实验室。磁场是中子星的重要物理参数,而回旋吸收线是直接测量中子星磁场的唯一方法。我们试图通过X射线双星的磁场、自旋周期等物理参数,去研究其双星吸积过程以及演化信息。我们首先调研了 X射线能谱上的回旋吸收线40年来的研究进展。并以回旋吸收线作为探测中子星磁场结构和吸积柱几何结构的探针,从观测上和理论上进行了总结。之后,我们利用基于回旋吸收线测量的NS-高质量X射线双星(High mass X-ray binaries,简称HMXBs)的磁场强度与基于磁偶极模型测量的转动功能脉冲星磁场强度对比。发现NS-HMXBs的磁场强度和年轻的射电脉冲星磁场强度都是正太分布,且来源于同一个分布。这可能暗示着在NS-HMXBs的磁场在其非吸积加速阶段(百万年)中磁场没有衰减,并且在其(～0.1百万年)吸积阶段磁场也几乎没有衰减。最后,我们利用基于回旋吸收线...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1 电子跃迁时散射截面随静止能量变化图[30]

其中,θ是光子入射方向与磁力线方向的夹角,是引力红移量,G是引力常数,M*和R*分别是中子星的质量和半径,n是量子数,n=1代表基频回旋吸收线能量,n=2,3,4,···分别代表2,3,4,···阶谐频回旋吸收线能量。回旋吸收线在X射线能谱中表现为叠加的n阶吸收线特征。对能谱拟合....

图2 4 U 0115+634的X射线能谱[15]

其中,F是光子数流量;E是能量;α是谱光子指数(幂律指数),其值通常为0.5～2.0;Ec是截断能量,其值通常为5～30keV;A是系数;Ef是折叠能。以下是几种常用的能谱拟合模型:(1)幂律函数加费米-狄拉克形式的指数截断函数模型(Fermi-Diraccutoff,FDC....

图3 回旋吸收线能量与连续谱截断能量的关系

早在Ginga卫星时代,人们通过观测发现,回旋吸收线能量与X射线能谱的截断能量存在正相关关系[14]。这一关系在RXTE时代又被进一步证实[32]。图3显示了这一关系,其中,回旋吸收线能量在35keV以下时相关性比较明显,而在高能段相关性并不很明显。4U1626-67的结果....

图4 回旋吸收线能量与回旋吸收线宽度的关系

有限温度下的磁场散射截面模型和蒙特卡罗模型等理论预言,越窄的回旋吸收线应该越深[155]。但实际观测发现,回旋吸收线分数宽度与其深度存在正相关,即越宽的回旋吸收线往往深度越深(见图5)。图5回旋吸收线分数宽度与其深度的关系

本文编号：4025582