[论文解读] Black hole states and radio jet formation

R. P. Fender|arXiv (Cornell University)|Nov 10, 1999

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 5被引用 4

一句话总结

该论文建立了黑洞X射线双星中X射线状态与射电辐射之间的经验关联：低/硬态产生持续的射电喷流，而高/软态则抑制喷流辐射。在极高质量态及状态转换期间，出现离散的射电耀发，表明内吸积盘发生快速变化。硬X射线与射电辐射之间强烈的相关性表明，康普顿化日冕是喷流的基底。

ABSTRACT

An empirical relation between `canonical' X-ray states in black hole X-ray binaries and radio emission is presented. In the Low/Hard state a quasi-continuous radio-emitting jet is produced. In the the High/Soft state the jet is not observed. In the Very High state and at major state transitions, which may correspond physically to rapid and/or significant changes in the inner accretion disc radius, discrete ejection events, which manifest themselves as radio flares, are observed. These relations appear to hold for both transient and persistent systems. Furthermore it is argued that the extremely strong coupling between hard X-rays and radio emission from black hole X-ray binaries implies that the Comptonising corona is simply the base of the jet.

研究动机与目标

• 理解黑洞X射线双星中X射线谱态与射电喷流辐射之间的关联。
• 研究为何在某些X射线态中存在喷流，而在其他态中则无，特别是关注状态转换期间的情况。
• 确定硬X射线辐射与射电辐射是否通过共同起源在物理上相互关联。
• 检验相同喷流行为是否在暂现与持续型黑洞系统中均存在。
• 基于硬X射线-射电辐射之间强烈的关联性，检验日冕是射电喷流基底的假设。

提出的方法

• 分析黑洞X射线双星在不同X射线谱态下的多波段观测数据。
• 根据经典X射线态（低/硬态、高/软态、极高态）识别射电辐射特征（连续喷流与耀发）。
• 利用硬X射线光度与射电光度之间的经验相关性推断物理关联。
• 研究状态转换及其射电特征，以推断内吸积流中的动态过程。
• 提出康普顿化日冕——硬X射线的来源——即为射电喷流的基底。
• 对比暂现与持续型系统的结果，以检验观测相关性的普适性。

实验结果

研究问题

• RQ1 黑洞X射线双星中，X射线谱态与射电喷流活动之间是否存在一致的关系？
• RQ2 为何在低/硬态中观测到射电喷流，而在高/软态中未观测到？
• RQ3 在极高态及状态转换期间观测到的离散射电耀发是由什么引起的？
• RQ4 硬X射线与射电辐射之间强烈的关联性是否意味着存在共同的物理起源？
• RQ5 能否基于观测证据将康普顿化日冕识别为射电喷流的基底？

主要发现

• 在低/硬态中，持续观测到准连续的射电喷流。
• 在高/软态中，未检测到射电喷流辐射，表明喷流被抑制。
• 在极高态及主要状态转换期间，观测到离散的射电耀发，表明存在瞬态喷射事件。
• 硬X射线与射电辐射之间的相关性极强，暗示两者之间存在物理关联。
• 基于硬X射线与射电辐射之间紧密耦合的关系，提出康普顿化日冕是射电喷流的基底。
• 所观测到的关系在暂现与持续型黑洞X射线双星系统中均成立，表明存在普遍机制。