[论文解读] Flow geometry variation of IGR 17091-3624 as revealed by Comptonizing Efficiency and its comparison with GRS 1915+105

Partha Sarathi Pal, Sandip K. Chakrabarti|arXiv (Cornell University)|Jan 8, 2015

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 16被引用 5

一句话总结

本研究比较了黑洞候选体 IGR 17091-3624 与 GRS 1915+105 中康普顿化效率（CE）的变化，发现尽管两者的质量差异显著，但在不同变异性类别中，两者的光曲线形态和 CE 行为均表现出相似性。研究结果表明，动力学谱指数或基于 CE 的变异性状态分类可能与黑洞质量无关。

ABSTRACT

Variability class transitions in the enigmatic black hole candidate GRS 1915+105 has been known to accompany variation of distinct flow geometry as is evidenced by the behavior of Comptonizing Efficiency (CE). This dynamical hardness ratio is defined to be the ratio between the number of power-law (hard) photons and injected seed (soft) photons and to some extent represent the geometry of the so-called Compton cloud. Similarities of light curves in some variability classes in GRS 1915+105 and IGR 17091-3624 have been reported in the literature. In the present paper, we present some more variability classes for which the light curves are similar. We examine CE variations in all these light curves of IGR 17091-3624 and find that they are also similar to what was reported for GRS 1915+105, even though masses of these objects are believed to be widely different. This shows that characterization of variability classes based on dynamical hardness ratios or CEs is likely to be black hole mass independent.

研究动机与目标

• 调查 IGR 17091-3624 中变异性类别转换是否表现出与 GRS 1915+105 相似的康普顿化效率（CE）行为。
• 确定光曲线与 CE 变化中观察到的相似性是否意味着变异性状态的分类与黑洞质量无关。
• 将动力学谱指数（或 CE）作为诊断工具，扩展其在不同黑洞质量下吸积流几何结构研究中的适用性。

提出的方法

• 分析 IGR 17091-3624 在多个变异性类别下的 X 射线光曲线。
• 将康普顿化效率（CE）计算为幂律（硬）光子与注入的种子（软）光子之比。
• 将 IGR 17091-3624 中的 CE 变化与先前在 GRS 1915+105 中确立的 CE 行为进行比较。
• 利用光曲线形态识别并分类 IGR 17091-3624 中的变异性状态。
• 基于 CE 趋势，对两个源之间的变异性类别转换进行交叉比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 IGR 17091-3624 与 GRS 1915+105 在其各自变异性类别中是否表现出相似的康普顿化效率（CE）变化？
• RQ2 IGR 17091-3624 的变异性类别光曲线形态是否与 GRS 1915+105 的相似？
• RQ3 尽管 IGR 17091-3624 与 GRS 1915+105 之间存在显著的质量差异，其 CE 行为的相似性是否依然成立？
• RQ4 动力学谱指数或 CE 是否可作为黑洞候选体吸积流几何结构的无质量依赖性诊断工具？

主要发现

• IGR 17091-3624 在其不同变异性类别中表现出与 GRS 1915+105 观测到的相似康普顿化效率（CE）变化。
• 两源中对应变异性类别的光曲线表现出强烈的形态相似性。
• 尽管 IGR 17091-3624 与 GRS 1915+105 之间可能存在质量差异，但其 CE 行为在定量和定性上均具有可比性。
• CE 趋势在不同质量下的持续一致性，支持将动力学谱指数作为黑洞变异性状态无质量依赖性分类工具的使用。