X射线双星的多波段观测性质研究

X-ray binary comprise a compact object orbiting a companion, which emit X-ray radiations due to the accretion of matter from the companion. With the data of high energy astronomical missions, referring to the data of radio and optics，the project aims at detecting the structure of accretion disk, emission mechanism, the origion of jet, and the relationship of these phenomena. Timing and spectral studies are main method，for example, the cross correlation function and time lag of different energy bands, QPO, spectral model and parameters, and their evolution along the accretion rate. The results of studies contain both the statistical characteristics and the features of certain system. At the same time, with optical and X-ray survey, some new Cataclysmic Variables will be detected and identified, whose multi-wavelength data will be analyzed.

X射线双星是包含一个致密天体和一个伴星的双星系统，致密天体通过吸积伴星的物质辐射高能射线。本项目将利用当代高能天文卫星的数据库，结合射电、光学等波段的观测数据，对X射线双星做数据处理及统计分析研究，以揭示致密天体的吸积环境、吸积盘结构演化和辐射机制、喷流的来源及产生机制，以及这些现象的相互关系。研究的内容既包含某个样本的统计性质，也有个体的特征。研究方法主要是能谱和时变方法，例如不同能段的相关性和时延、准周期震荡等与吸积率的演化关系，能谱模型的变化和拟合参数演化。另外，目前认证的激变变星数目很有限，我们将利用LAMOST的巡天数据，结合其他波段数据进行交叉证认，发现一批新的激变变星。同时我们利用X射线巡天数据和光学巡天数据，对已认证的激变变星进行多波段研究。

X射线双星是通过致密天体吸积伴星产生X射线的双星系统。目前这类天体的吸积演化机制还不是很清楚。本项目利用X射线卫星的数据，研究了X射线双星的能谱和时变性质，得到了一些有意义的结果，完成了项目研究计划。我们研究了atoll源4U 1608-52和Z源XTE J1701-462软X和硬X交叉相关函数的演化和能谱演化，发现软X和硬X射线关系在颜色-颜色图上的分布情况是和源的光度有关的。我们在这两个源里探测到了软X和硬X流量反相关现象，这些反相关现象暗示着吸积盘是截断的。软X和硬X的反相关大多也伴随着百秒量级的时延，这种长时标的时间延迟可能对应于吸积盘的粘滞时标。另外，我们也研究了X射线双星的中子星质量以及准周期震荡（QPO）的特征。我们分别对高质量X射线双星、低质量X射线双星、双中子星系统和中子星-白矮星双星系统，计算了中子星的质量，分析了中子星的质量分布情况，发现高质量X射线双星和双中子星系统的中子星质量比另外两个系统小，我们解释了可能的原因。我们也研究了中子星双星双千赫兹QPO的频率分布情况，以及其和中子星自旋之间可能存在的关系。依据阿尔文波模型，我们推导了一个估算千赫兹QPO辐射半径的方法。利用这个方法，我们估算了吸积毫秒脉冲星、atoll源和Z源的千赫兹QPO的辐射半径，发现这些半径都大于中子星半径。我们也研究了千赫兹QPO辐射半径和中子星系统共转半径的关系，发现千赫兹QPO的辐射半径位于共转半径内。除了中子星X射线双星的研究，本项目团组也研究了黑洞X射线双星的性质。我们用RXTE数据研究了在黑洞暂现源（GRO J1655–40，H1743–322和XTE J1550–564）峰值光度处探测到的特殊低频QPO的时变和谱特征。研究结果表明出现在不同黑洞系统极亮态的QPO都有相同的特征，这些QPO的频率与黑洞的质量是反相关的。我们圆满完成了项目任务，我们的研究对于X射线双星的研究进展具有积极的意义。