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2025-01-29 更新
Estimating the Black Hole Spin for the X-Ray Binary MAXI J1727-203 Based on Insight-HXMT
Authors:Haifan Zhu, Wei Wang
We constrain the spin of the black hole (BH) candidate MAXI J1727-203 using Insight-HXMT data. Due to limited HXMT observations covering only part of the outburst, NICER data were used to analyze the full outburst’s state transitions, we identified two of three HXMT observations in the high soft state and applied the continuum-fitting method to measure the spin. Based on previous estimates and continuum spectral fittings, we explored the parameter space and found that the best-fitting values were $(D, i, M) \approx (6\ \text{kpc}, 30^\circ, 12 M_{\odot})$. We also tested the variation of these parameters using Monte Carlo simulations, sampling over 3000 sets within the parameter ranges: $5.9 \text{kpc}< D<7 \text{kpc}$, $24^\circ<i< 35^\circ$, and $10 M_{\odot}<M<14 M_{\odot}$, yielding a spin measurement of $a=0.34_{-0.19}^{+0.15}$ (1$\sigma$). In addition, we analyzed NuSTAR data in low hard state and found a good fit with the {\tt tbabs*(diskbb+powerlaw)} model, with no significant iron line features observed in the residuals, then the previous reflection model results suggesting an extremely high spin would over-estimate the BH spin.
我们使用Insight-HXMT数据约束黑洞（BH）候选体MAXI J1727-203的自转。由于HXMT观测仅限于爆发的一部分，我们使用NICER数据分析整个爆发的状态转换。我们确定了高软态中的三次HXMT观测中的两次，并采用连续谱拟合方法来测量自转。基于先前的估计和连续谱拟合，我们探索了参数空间，发现最佳拟合值约为$(D, i, M) \approx (6\text{kpc}, 30^\circ, 12 M_{\odot})$。我们还使用蒙特卡洛模拟测试了这些参数的变化，在参数范围内采样了3000多个集合：$5.9 \text{kpc}< D<7 \text{kpc}$，$24^\circ<i< 35^\circ$，和$10 M_{\odot}<M<14 M_{\odot}$，得出自转角动量为$a=0.34_{-0.19}^{+0.15}$（1$\sigma$）。此外，我们还分析了NuSTAR在低硬态下的数据，与{\tt tbabs*(diskbb+powerlaw)}模型吻合良好，残差中没有观察到明显的铁线特征，因此之前的反射模型结果提示极端高自转的BH自转估计过高。
论文及项目相关链接
PDF 12 pages,11 figures, 3 tables, accept for the publication in ApJ
Summary
利用Insight-HXMT数据对黑洞候选体MAXI J1727-203的自转进行限制。结合HXMT和NICER数据的观察，分析其全爆发态转换。通过连续谱拟合方法测量自转，最佳拟合参数为距离D约为6kpc，倾角i为30度，质量M为12M⊙。通过蒙特卡洛模拟测试参数变化范围，得出自转测量结果为a=0.34（-0.19～+0.15）σ）。同时分析NuSTAR在低硬状态下的数据，与盘黑加幂律模型有良好的拟合度，无明显的铁线特征，反映先前的高自转模型会过高估计黑洞的自转。
Key Takeaways
- 利用Insight-HXMT数据约束黑洞候选体MAXI J1727-203的自转。
- 结合HXMT和NICER数据进行分析，观察到全爆发状态转换。
- 采用连续谱拟合方法测量自转，得到最佳拟合参数。
- 通过蒙特卡洛模拟测试参数变化范围，给出自转测量结果的不确定性。
- NuSTAR数据在低硬状态下与特定模型拟合良好，无明显铁线特征。
- 之前的反射模型可能导致黑洞自转高估。
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