慧眼卫星黑洞双星候选体的多波段证认

The Insight/Hard X-ray Modulation Telescope (HXMT) will discover new Galactic X-ray sources and new activities for known sources via targeted observations and the Galactic Plane Survey. Identification of the physical nature of these sources, which relies on multiwavelength follow-up observations (especially the spectroscopy and variability data in the optical/infrared bands), is the basis for further studies. In this project, as experienced researchers in this field, we will perform multiwavelength identification for the new and unidentified known X-ray sources observed by Insight/HXMT, especially the black hole binary candidates. For some of the sources, we will carry out further investigations, like the reliable and precise measurement for black hole mass and the system inclination angle, as well as studies on X-ray binaries using Insight/HXMT data, enriching the scientific results of Insight/HXMT.

慧眼-硬X射线调制望远镜HXMT通过定点观测和银道面巡天将发现新类型的X射线源和已知源的新活动。确定这些X射线源的物理本质是进一步研究的基础。这些源的证认需要多波段后随观测，尤其是光学和红外波段的光谱和光变数据。在本项目中，我们将结合对银河系内X射线源证认的经验，通过多波段后随观测来证认慧眼HXMT卫星观测过的和新发现的X射线源，尤其是黑洞双星候选体。对部分X射线源，我们将进行深入的多波段研究，例如精确测量黑洞的质量、双星系统轨道倾角等，并结合HXMT的数据进一步丰富慧眼HXMT卫星的科学成果。

慧眼卫星对多个已知和新发现的致密天体双星进行了详尽的X射线观测，研究致密天体的物理性质和吸积过程。本项目通过对这些天体进行以光学/红外为主的多波段后随观测，测量致密天体质量，证认其物理本质，并研究其光学辐射机制，是慧眼卫星X射线观测的重要补充。本项目对黑洞双星MAXI J1820+070的爆发态和宁静态都进行了时间分辨的光谱和测光观测，通过宁静态的观测对系统进行了动力学建模，限制黑洞质量，给出了其质量函数和质量比，通过爆发态的观测研究了该系统光学爆发的辐射机制，发现其符合吸积盘照射模型。对于小质量黑洞X射线双星的不规则光变问题，我们通过对A0620-00的同时性光谱和测光观测首次直接证实了这种不规则光变来自于吸积盘的污染，并为修正这种污染并进而精确测量黑洞质量指明了道路。我们为另外两个慧眼卫星观测过的致密天体双星Swift J0243.6+6124和MAXI J1803-298积累了光学光谱数据。光学观测对于研究极亮X射线源ULX的物理本质和吸积状态也具有十分重要的作用。我们通过对NGC 4631中极亮X射线源的深度成像观测，得出这个星系中的ULX处于年轻星团的环境中，并且在其中一个ULX周围发现延展气泡结构，通过该结构的大小和亮度限制其吸积和外流状态。我们还研究了迄今最大样本的具有X射线辐射的密接双星，分析了其X射线辐射和恒星参数的相关性，指出其X射线辐射由主星主导。项目人员参与的研究有通过拟合X射线光谱测量两个恒星级黑洞的自旋，以及通过大规模恒星光谱数据库搜寻致密天体双星。