中子星低质量X射线双星中爆发现象的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 颜哲 |
| 答辩日期 | 2025-07-01 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 毛基荣 ; 张国宝 |
| 关键词 | 中子星低质量X射线双星 X射线暴 I型X射线暴 吸积 |
| 学位专业 | 天体物理 |
| 其他题名 | Research on Explosive Phenomena in Neutron Star Low-Mass X-ray Binaries |
| 英文摘要 | 本文系统研究了中子星低质量X射线双星（NS-LMXBs）中的X射线爆发和I型X射线暴现象。首先概述了这两类爆发的观测特征及相关理论背景，随后详细介绍了基于硬X射线调制望远镜（"慧眼"卫星）宽能段观测数据对三个NS-LMXB源（Aql X-1、4U 1636-53和4U 1728-34）的爆发现象研究成果。在X射线爆发研究方面，我们重点分析了暂现源Aql X-1在2023年爆发的连续谱演化特征。通过光变曲线分析，并采用三种物理模型（盘-冕模型、球-冕模型和双黑体模型）进行能谱分析，发现该源经历了硬态到软态的转换过程。能谱拟合结果表明，在硬态阶段盘-冕模型和球-冕模型均能有效描述能谱特征，而当硬X射线辐射（> 25 keV）在态转换期间消失后，双黑体模型则更为适用。软态阶段的辐射主要受吸积盘和两个黑体成分（高温与低温）共同调控。基于能谱参数的连续演化特征和双黑体成分的物理来源，我们提出球-冕模型与双黑体模型的组合最能完整描述本次爆发过程。该模型组合揭示了边界层辐射增强和热斑形成的物理图像，与历史X射线脉冲观测结果相吻合。针对I型X射线暴的研究，我们系统研究了三个源中I型暴的辐射特性及其与吸积环境的相互作用机制。目的是揭示I型X射线暴的光变曲线轮廓规律、暴期间持续辐射的动态演化，以及暴与吸积盘/冕的相互作用。我们通过对4U 1636-53中45个暴的分析，发现30个暴的光变曲线轮廓在硬态下呈现相似特征，而2个光球层扩展暴则出现在软态。我们发现暴冷却阶段存在不符合典型的e指数衰减过程，利用双成分的拟合发现45个暴中有43个表现出显著的双阶段衰减特征（初始阶段约6秒）。在能谱演化方面，结合“经典”方法和“fa”方法的研究显示，暴期间持续辐射增强现象（fa > 1）普遍存在，fa最大值与吸积率呈强负相关，这为坡印廷-罗伯逊拖曳（P-R拖曳）增强瞬时吸积率的理论提供了观测证据。对于硬X射线缺失与冕冷却，在Aql X-1硬态暴中首次通过单次暴观测到30-70 keV能段流量的显著缺失（4.82 sigma），结合冕温度与覆盖比例随能谱态的演化特征，揭示了暴软光子对冕的逆康普顿冷却效应。综合研究表明，I型X射线暴的光变与能谱特征强烈依赖于能谱态，其中硬态下频繁的长暴的规则性可能与燃料层中相似的点燃条件，而暴与吸积盘/冕的相互作用（如P-R拖曳、冕对暴光子的再处理）则揭示了暴期间能量传递的复杂性。具有宽能段和高时间分辨率的X射线卫星数据为我们深入研究NS-LMXBs中X射线爆发过程的吸积几何演化以及I型暴与吸积环境的相互作用提供了重要条件。对于X射线爆发，我们发现盘-冕模型和球-冕模型均可以描述硬态能谱，而双黑体模型可以很好的描述软态能谱。关于I型暴，我们发现绝大部分暴的衰减阶段表现出双阶段特征。未来可结合多波段观测数据，进一步探究爆发过程中吸积几何的演化。 |
| 学科主题 | 天文学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 0 |
| 源URL | [http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/28972]  |
| 专题 | 星系类星体研究组 |
| 作者单位 | 中国科学院云南天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 颜哲. 中子星低质量X射线双星中爆发现象的研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2025. |
入库方式： OAI收割
来源：云南天文台
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