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空间科学与物理学院本科生发表X射线双星的研究论文

发布日期:2021年10月11日 09:54 点击次数:

[本站讯]近日,空间科学与物理学院2017级本科生税擎苍等同学在学院尹红星老师指导下,于天文学期刊Monthly Notices of the Royal Astronomical Society上发表题为“State transitions of GX 339-4 during its outburst rising phase”的研究论文,山东大学为论文第一完成单位,中国科学院高能物理研究所为合作单位。

图一、(a)2007和(b)2010年爆发,从低硬态(LHS)向硬中间态(HIMS)转变前后的功率密度谱和波形图。

图二、C型QPO基频和谐频的总振幅与(a)幂律成分流量、(b)幂律成分流量百分比的相关性。

GX 339-4是由一颗恒星级黑洞和一颗小质量恒星组成的暂现X射线双星系统。X射线双星因其中的致密星(黑洞或中子星)吸积伴星的物质产生X射线辐射而得名。当它处于爆发状态时,在吸积物质被致密星吸积的过程中,会经历一系列时变特征(准周期震荡QPO 的频率和RMS振幅等)和能谱特征(多色黑体、幂律成分、反射成分的流量等)各异的谱态。本文系统分析了RXTE卫星记录的该源四次完整爆发的观测数据,重点关注了2007年和2010年爆发上升过程中的时变特征和能谱特征及其演化。本文注意到,在从低硬态(LHS)向硬中间态(HIMS)转变时,C型QPO开始出现谐频,且同时基频的RMS振幅突然降低(图一)。在进入中间态后,多色黑体代表的吸积盘热辐射流量快速增加,而幂律成分代表的冕的非热辐射流量开始降低。通过时变特征与能谱特征的相关性分析发现,QPO基频和谐频的总振幅与幂律成分流量百分比在两次爆发中有一致的相关性(图二)。本文的结果,强化了C型QPO起源于冕的非热辐射的猜想,同时对吸积流的盘冕结构模型提出了新的约束。

空间科学研究院和空间科学与物理学院十分重视对本科生科研创新能力的培养,积极推动学院教师将专业课教学的理论拓展到学术前沿的热点研究之中。尹红星老师在主讲专业课“高能天体物理”的同时,课外指导本科生团队开展X射线双星研究。本论文的发表是指导教师以大学生创新能力的培养为导向,将学术前沿的问题带入专业课教学所取得的又一个重要成果。

MNRAS是英国皇家天文学会主办的期刊,已有近200年的历史,是天文学界权威专业期刊之一,2020年SCI影响因子5.287。

文章链接https://doi.org/10.1093/mnras/stab2521


【供稿单位:威海校区宣传部    作者:尹红星    编辑:新闻网工作室    责任编辑:朱炜明 蒋晓涵  】

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