黑洞双星的X射线观测研究

论文摘要

对X射线暂现源时变和能谱的研究是人们了解致密星周围的物理过程的一种有效方法。在已经发现的X射线暂现源当中,有一类特殊的暂现源,虽然处在爆发态,但能谱并没有变软,相反却一直处于低/硬态。SWIFT卫星最近探测到的一颗黑洞暂现源（SWIFT J1753.5-0127）就属于这一类特殊的暂现源。本文利用RXTE和SWIFT的观测数据研究了这颗X射线暂现源的时变和能谱性质。本论文的第一章简要介绍了X射线天文学的相关背景知识。第二章对本文用到的两颗X射线卫星RXTE和SWIFT做了一下简单的介绍,并详细介绍了探测器XRT的数据处理过程。第三章首先对爆发时但仍处在低/硬的一类特殊的黑洞X射线暂现源的时变和能谱的性质作了一下简单描述,并对X射线暂SWIFT J1753.5– 0127进行了简单的介绍。随后用SWIFT和RXTE的数据对这颗源作了详细的能谱演化和时变的分析。能谱分析表明这颗源的辐射主要以硬X射线为主导,因此在爆发时仍然处于低/硬态。我们在这颗源的功率密度谱上探测到了低频QPO,并发现其频率与X射线的流量和能谱指数都存在线性关系。QPO频率与能谱硬度的反相关表明Titarchuk & Osherovich提出的盘震动模型不能用来解释这颗源出现的低频QPO。在第四章中,作者还简单介绍了参与的大质量X射线双星4U1901+03的脉冲轮廓研究和能谱分析工作,发现其脉冲形状的演化有着阶段性特征,暗示了吸积率的不稳定性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 黑洞 X 射线双星研究的历史与现状
• 1.1.1 X 射线研究背景简介
• 1.1.2 X 射线研究的意义
• 1.2 X 射线双星
• 1.2.1 大质量X 射线双星（HMXB）
• 1.2.2 小质量X 射线双星（LMXB）
• 1.2.3 黑洞X 射线双星
• 第二章 X 射线卫星 RXTE 和SWIFT 简介
• 2.1 RXTE 卫星简介
• 2.1.1 正比计数器阵列（PCA/RXTE）
• 2.1.2 HEXTE 探测器
• 2.1.3 全天监测仪（ASM）
• 2.1.4 实验数据系统（EDS）
• 2.2 SWIFT 卫星简介
• 2.2.1 爆发警示望远镜（BAT）
• 2.2.2 紫外线/光学望远镜UVOT
• 2.2.3 X 射线望远镜 XRT
• 2.2.4 XRT 数据处理
• 第三章 X 射线暂现源 SWIFT J1753.5－0127 的时变和能谱分析
• 3.1 一类特殊的 X 射线暂现源
• 3.1.1 光变性质
• 3.1.2 能谱性质
• 3.1.3 低频QPO
• 3.2 X 射线暂现源 SWIFT J1753.5－0127 的时变和能谱分析
• 3.2.1 源SWIFT J1753.5－0127 简介
• 3.2.2 时变分析
• 3.2.3 能谱分析
• 3.2.4 能谱与时变QPO 信号相关性
• 3.2.5 结果讨论
• 第四章 HMXB 4U1901+03 脉冲轮廓研究与能谱分析
• 4.1 引言
• 4.2 观测与数据处理
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 脉冲轮廓的光度相关性分析
• 4.3.2 脉冲轮廓的能量相关性分析
• 4.4 讨论
• 参考文献
• 致谢
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