| 题名 | 博士论文-黑洞双星X射线辐射的时变及能谱分析 |
| 作者 | 冯育新 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 1999 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 李惕碚 |
| 关键词 | 黑洞 双星 X射线 辐射 能谱分析 |
| 学位专业 | 粒子物理与原子核物理 |
| 中文摘要 | 本文的主要内容是用RXTE卫星观测数据，对黑洞候选体CygX-1和GRS1915 + 105进行时变和能谱分析，并将分析结果和现有黑洞吸积辐射模型对比。在对Cyg X-1的研究中，我们首次得到了不同能段中Cyg X-1高态和转换态中X射线辐射的短时标爆发(Shot)的平均形状，以及Shot时期的硬度演化。发现了Shot的宽度，高态时最窄，低态时最宽。Shot期的硬度在高态中高于非Shot期，低态及转换态中则低于非Shot期。我们首次发现了Shot的平均形状与能段相关，即高能段的Shot平均形状窄于低能段的，而且高能段的Shot平均形状较底能段的更为不对称，这些现象在转换态中最为明显，而在低态中最不明显。另外，我们还发现高能段中Shot相对于低能段Shot的延迟，在转换态中延迟时间最长而低态时最短。我们认为Shot是由吸积流的某种局部不稳定性产生。在高温晕+冷盘的模型中，盘晕交界区很可能就是这种局部不稳定性发生的区域。高态时Shot期的硬度高于非Shot期，而低态及转换态中则低于非Shot期可能提供了一个判别吸积盘内区是否出现平流为主吸积流(ADAF)的特征。另外，我们发现的高能段中Shot平均形状窄于低能段的这一现象与高能光子由简单康普顿化模型产生不符。在对1997年8月14日及9月9日RXTE卫星联合红外及射电波段对GRS 1915+105观测数据的分析中，我们首次得到了不同时标中高能段X射线辐射时变相对于低能段的延时，并发现其与X射线流量和能谱特征的相关关系。即在X射线尖峰前的低谷期高能段的时变相对于能段的有显著超前，而在软X射线尖峰之后的X射线流量上升期则有显著在落后于低能段的时期。在X射线耀发期时延的时标分布较为复杂。在X射线低谷期高能道计数与低能道计数的硬度比很高，能谱分析得到的盘内半径较大。在软X射线尖峰后盘的内半径较小。在盘内半径较大的时期高能段X射线辐射时变相对于低能段的有显著地超前，并伴随有明显的窄带QPO现象。在分时段进行的能谱分析中我们还发现了幂律谱成分的谱指数及流量在X射线尖峰前的低谷期较高，并在谷底达到最大。我们还得到了窄带QPO的频率与盘的内半径有反相关关系。在对GRS 1915 + 105分时段进行的X射线Shot的分析中，我们发现了高能段中的Shot平均形状窄于低能段的。Shot时期的硬度高于非Shot期的(除了尖峰后的低谷期)。在对不同能道Shot时延分析中我们还发现在X射线尖峰前的低谷期高能段Shot相对于低能的有明显超前，这与多时标延时分析中得到的结果相一致。 我们认为，喷流-吸积盘共生模型能反映多波段观测中发现的吸积盘与喷流相互耦合的关系。我们发现的X射线尖峰前低谷期高能段时变相对于低能段的显著超前和幂律谱成分较硬及流量较高，是喷流产生于X射线尖峰前低谷期的有力证据。射电，红外和X射线辐射问的相对延迟可以用高能电子的同步辐射模型加以说明。从同步辐射模型出发，我们推测出了喷流中的磁场强度B～10G。对喷流-吸积盘共生模型的计算表明，吸积盘与黑洞自旋顺向转动的系统较反向转动的系统有更高的喷流能量转化率。另外，窄带QPO频率与能谱参数的相关关系可用QPO产生于喷流的X射线辐射穿过吸积盘外缘受盘上非均匀分布的开普勒运动物质的调制来说明。此外，我们还介绍常用的非线性时序分析方法，并给出了非线性时序分析方法对Cyg X-1及GRS 1915+105应用的初步结果。我们发现Cyg X-1不同态的X射线时变的相空间嵌入维数，广义维数及李亚普诺夫指数等特征是不同的。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 粒子物理与原子核物理 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209700]  |
| 专题 | 粒子天体物理中心_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 冯育新. 博士论文-黑洞双星X射线辐射的时变及能谱分析[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 1999. |
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