黑洞双星的谱态研究

黑洞双星的谱态演化涉及到多波段天文观测和若干重要的物理过程，例如射电波段观测到的喷流和X 射线波段观测到的低频和高频准周期振荡（QPO）等。研究黑洞双星谱态的演化对理解不同尺度黑洞系统的高能辐射具有重要意义。本项目以天文观测为基础，以黑洞双星的谱态演化为目标，结合数种大尺度磁场的提能机制与黑洞吸积的不同模式对黑洞双星的谱态演化及相关的高能辐射进行研究。我们的模型包含黑洞、吸积盘和磁场三个要素，着重讨论吸积与磁场的相互作用。本项目含有2 个主要研究目标：（1）黑洞双星谱态的辐射特征，（2）黑洞双星谱态的演化特征。具体涉及以下内容：（i）与QPO 成协的陡幂率态研究，（ii）与稳定喷流成协的低硬态研究，以及（iii）从硬态到软态演化的物理过程和伴随的高能天体物理现象。

本项目把数种大尺度磁场的提能机制与黑洞吸积的不同模式结合起来，对黑洞双星谱态的辐射特征及演化特征作了细致的研究，具体说来包括以下成果：（1）把磁联系（MC）过程与盘冕模型结合起来，解释与QPO 成协的黑洞双星陡幂率态的辐射特征；（2）把驱动喷流的两种大尺度磁场提能机制（BZ与BP过程）与盘冕模型结合起来，解释与稳态喷流成协的黑洞双星低硬态的辐射特征；（3）把辐射有效的盘冕模型与喷流模型结合起来解释了黑洞双星射电光度与X射线光度相关性的例外情况，拟合结果与黑洞暂现源H1743–322的观测一致；（4）利用黑洞吸积盘的大尺度磁场产生的相对论性双喷流模型解释了潮汐粉碎事件（TDE）Sw J1644+57的主要观测特征：包括两个不同的准周期光变（200秒和2.7天）, 并解释了在TDE触发100天后观测到的射电光变曲线；（5）提出一种双分量喷流模型解释若干伽马暴和活动星系核的观测特征；（6）把喷流模型与不同的黑洞吸积模式结合起来解释伽马暴的整体洛伦兹因子与各向同性伽马射线光度的相关性。综上所述，本项目已达到预期的科学目标。