X射线双星准周期震荡（QPO）观测性质研究

Quasi-periodic oscillations (QPOs) are a fairly common timing phenomenon in X-ray binaries (XRBs). Their physical origin is closely connected with the structure of the accretion disk and radiation mechanisms. The study of these QPOs will provide further observational evidences for XRB theoretical models. Based on the research status of the timing analysis of XBR, we decide to study the QPO properties from several aspects in this project. Using observational data from some X-ray missions already on orbit or soon to be launched, we decide to make timing analyses in both high and low energy bands, and complete observational evidences in these energy bands to provide more comprehensive observation information for theoretical research. Using hilbert-huang transform (hht) to study the variation of the shape, phase and frequency of the QPOs can help us better understand the QPO formation mechanism. By studying the connection among phase-resolved spectrum, timing and energy spectrum, we can explore the origin of the QPOs and theirs radiation properties.

准周期震荡（QPO）是X射线双星中普遍存在的一种时变现象。QPO的起源与吸积盘结构、辐射机制等紧密相关，QPO的观测研究将为XRB的理论提供更加全面的观测依据。根据XRB时变的研究现状，本项目利用X射线天文卫星的观测数据从几个不同方面开展QPO的观测研究。利用新发射和即将发射的X射线卫星的观测数据，研究XRB的高能和低能时变现象，完善在此两个能段的观测证据，为理论研究提供全X波段的观测信息。通过希尔伯特-黄方法开展QPO波形、相位及其频率变化的分析，探索QPO的形成机制。通过QPO的相位分解谱、时变和能谱的相关性，研究QPO的起源和辐射性质。

准周期震荡（QPO）是X射线双星中普遍存在的一种时变现象。QPO的起源与吸积盘结构、辐射机制等紧密相关，QPO的观测研究将为XRB的理论提供更加全面的观测依据。根据XRB时变的研究现状，本项目利用X射线天文卫星的观测数据从几个不同方面开展QPO的观测研究。在本基金的支持之下，共发表论文49篇（其中31篇标注了基金支持），专著1部，准备投稿文章数篇，并为下一步的研究工作打下了良好基础；培养了数个研究生。完成了本项目设定的研究目标。本项目支持下完成的亮点工作，我们首次在1-250 keV的宽能段上发现了QPO现象，并由此构建了C类QPO的喷流模型；通过统计研究，发现B类QPO具有不同于C类QPO的观测性质，发现了处于B类QPO谱态的非热成分光度可以作为测距的“标准烛光”，在慧眼观测数据的支持之下，我们正在构建B类QPO的理论模型；利用RXTE和慧眼观测数据，我们研究了中子星XRB Sco X-1的千赫兹QPO现象，首次限制了kHz QPO存在的能段范围（大于5keV & 小于30keV），并通过时变谱研究定位kHz QPO出现于边界层的内层，QPO的形成机制可能与冕的bulk运动相关；超亮X射线源的性质被认为是中等质量黑洞或者吸积脉冲星，通过ULX所展示的QPO现象，研究了其时延性质，发现脉冲星和被怀疑为中等质量黑洞的ULX具有不同的变化规律，为区分ULX源的性质提供了一种可能性；另外，利用不同X射线望远镜我们也研究了XRB QPO的其他性质，得到了有意义的结果；我们也研究了吸积脉冲星的观测性质，特别是回旋吸收线的研究，确定了Her X-1演化规律，在另一个源中发现了不同吸收线系，并建立了相关理论模型。总之，在本项目支持之下，超预期的完成了本课题的设计目标，并为未来的相关研究打下了很好的基础，和本课题相关的部分工作正在推进当中。