Abstract
We present the novel capabilities of the enhanced X-ray Timing and Polarimetry (eXTP) mission to study the strong gravity region around stellar-mass black holes in X-ray binary systems and supermassive black holes in active galactic nuclei. eXTP can combine X-ray spectral, timing, and polarimetric techniques to study the accretion process near black holes, measure black hole masses and spins, and test Einstein’s theory of General Relativity in the strong field regime. We show how eXTP can improve the current measurements of black holes of existing X-ray missions and we discuss the scientific questions that can be addressed.
Similar content being viewed by others
References
K. Schwarzschild, Sitzungsber. Preuss. Akad. Wiss. Berlin (Math. Phys.) 1916, 189 (1916) arXiv:physics/9905030.
D. Finkelstein, Phys. Rev. 110, 965 (1958).
C. T. Bolton, Nature 235, 271 (1972).
B. L. Webster, and P. Murdin, Nature 235, 37 (1972).
C. Bambi, arXiv: 2408.12262.
G. Matt, G. C. Perola and L. Piro, Astron. Astrophys. 247, 25 (1991).
A. Martocchia, and G. Matt, Mon. Not. R. Astron. Soc. 282, L53 (1996).
R. Narayan, and I. Yi, Astrophys. J. 428, L13 (1994).
N. I. Shakura, and R. A. Sunyaev, Astron. Astrophys. 24, 337 (1973).
D. N. Page, and K. S. Thorne, Astrophys. J. 191, 499 (1974).
G. S. Bisnovatyi-Kogan, and S. I. Blinnikov, Astron. Astrophys. 59, 111 (1977).
F. Haardt, and L. Maraschi, Astrophys. J. 380, L51 (1991).
L. Titarchuk, Astrophys. J. 434, 570 (1994).
J. B. Dove, J. Wilms, M. Maisack, and M. C. Begelman, Astrophys. J. 487, 759 (1997).
B. F. Liu, S. Mineshige, and K. Ohsuga, Astrophys. J. 587, 571 (2003).
S. Markoff, M. A. Nowak, and J. Wilms, Astrophys. J. 635, 1203 (2005).
L. Sironi, and A. M. Beloborodov, Astrophys. J. 899, 52 (2020).
R. R. Ross, and A. C. Fabian, Mon. Not. R. Astron. Soc. 358, 211 (2005).
J. García, and T. R. Kallman, Astrophys. J. 718, 695 (2010).
A. C. Fabian, M. J. Rees, L. Stella, and N. E. White, Mon. Not. R. Astron. Soc. 238, 729 (1989).
A. Laor, Astrophys. J. 376, 90 (1991).
Y. Tanaka, K. Nandra, A. C. Fabian, H. Inoue, C. Otani, T. Dotani, K. Hayashida, K. Iwasawa, T. Kii, H. Kunieda, et al., Nature 375, 659 (1995).
K. Nandra, P. M. O’Neill, I. M. George, and J. N. Reeves, Mon. Not. R. Astron. Soc. 382, 194 (2007).
A. R. Ingram, and S. E. Motta, New Astron. Rev. 85, 101524 (2019).
D. R. Pasham, T. E. Strohmayer, and R. F. Mushotzky, Nature 513, 74 (2014).
M. Gierliński, M. Middaleton, M. Ward, and C. Done, Nature 455, 369 (2008).
X. L. Zhou, W. Yuan, H. W. Pan, and Z. Liu, Astrophys. J. 798, L5 (2015).
S. D. Mathur, and M. Mehta, arXiv: 2412.09495
A. Li, A. L. Watts, G. Zhang, S. Guillot, Y. Xu, A. Santangelo, S. Zane, H. Feng, S.-N. Zhang, M. Ge, et al., Sci. China Phys. Mech. Astron. 68, 119503 (2025).
M. Ge, L. Ji, R. Taverna, S. Tsygankov, Y. Xu, A. Santangelo, S. Zane, S. ZHANG, and H. Feng, Sci. China Phys. Mech. Astron. 68, 119505 (2025).
S.-X. Yi., W. Zhao, R. Xu, and X. Wu, Sci. China Phys. Mech. Astron. 68, 119506 (2025).
P. Zhou, J. Mao, L. Zhang, A. Patruno, E. Bozzo, Y. Xu, A. Santangelo, S. Zane, S. Zhang, and H. Feng, Sci. China Phys. Mech. Astron. 68, 119507 (2025).
S. Zhang, A. Santangelo, Y. Xu, H. Feng, and F. Lu, Sci. China Phys. Mech. Astron. 68, 119502 (2025).
E. Costa, P. Soffitta, R. Bellazzini, A. Brez, N. Lumb, and G. Spandre, Nature 411, 662 (2001).
B. Mikulec, M. Campbell, E. Heijne, X. Llopart, and L. Tlustos, Nucl. Instruments Methods Phys. Res. Sect. A 511, 282 (2003).
R. Bellazzini, G. Spandre, M. Minuti, L. Baldini, A. Brez, L. Latronico, N. Omodei, M. Razzano, M. M. Massai, M. Pesce-Rollins, et al., Nucl. Instruments Methods Phys. Res. Sect. A 579, 853 (2007).
R. Bellazzini, A. Brez, E. Costa, M. Minuti, F. Muleri, M. Pinchera, A. Rubini, P. Soffitta, and G. Spandre, Nucl. Instruments Methods Phys. Res. Sect. A 720, 173 (2013).
S. N. Zhang, A. Santangelo, M. Feroci, Y. P. Xu, F. J. Lu, Y. Chen, H. Feng, S. Zhang, S. Brandt, M. Hernanz, et al., Sci. China-Phys. Mech. Astron. 62, (2019).
M. Matsuoka, K. Kawasaki, S. Ueno, H. Tomida, M. Kohama, M. Suzuki, Y. Adachi, M. Ishikawa, T. Mihara, M. Sugizaki, et al., Publ. Astron. Soc. Jpn. 61, 999 (2009).
H. Liu, Y. Fu, C. Bambi, J. Jiang, M. L. Parker, L. Ji, L. Kong, L. Zhang, S. Zhang, and Y. Zhang, Astrophys. J. 933, 122 (2022).
A. Janiuk, B. Czerny, and A. Siemiginowska, Astrophys. J. 542, L33 (2000).
B. Carter, Phys. Rev. Lett. 26, 331 (1971).
D. C. Robinson, Phys. Rev. Lett. 34, 905 (1975).
P. T. Chruściel, J. L. Costa, and M. Heusler, Living Rev. Relativ. 15, 7 (2012).
R. P. Kerr, Phys. Rev. Lett. 11, 237 (1963).
R. A. Remillard, and J. E. McClintock, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 44, 49 (2006).
J. Kormendy, and D. Richstone, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 33, 581 (1995).
M. C. Miller, and E. J. M. Colbert, Int. J. Mod. Phys. D 13, 1 (2004), arXiv: astro-ph/0308402.
R. Penrose, Gen. Relativity Gravitation 34, 1141 (2002).
C. S. Reynolds, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 59, 117 (2021).
S. E. Woosley, and J. S. Bloom, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 44, 507 (2006).
S. C. Yoon, N. Langer, and C. Norman, Astron. Astrophys. 460, 199 (2006).
J. Fuller, and L. Ma, Astrophys. J. Lett. 881, L1 (2019).
A. R. King, and U. Kolb, Mon. Not. R. Astron. Soc. 305, 654 (1999).
F. Valsecchi, E. Glebbeek, W. M. Farr, T. Fragos, B. Willems, J. A. Orosz, J. Liu, and V. Kalogera, Nature 468, 77 (2010).
T. W. Wong, F. Valsecchi, T. Fragos, and V. Kalogera, Astrophys. J. 747, 111 (2012).
P. Podsiadlowski, S. Rappaport, and Z. Han, Mon. Not. R. Astron. Soc. 341, 385 (2003).
T. Fragos, and J. E. McClintock, Astrophys. J. 800, 17 (2015).
Y. Qin, P. Marchant, T. Fragos, G. Meynet, and V. Kalogera, Astrophys. J. Lett. 870, L18 (2019).
A. A. Zdziarski, G. Marcel, A. Veledina, A. Olejak, and D. Lancova, arXiv: 2506.00623.
E. Barausse, Mon. Not. R. Astron. Soc. 423, 2533 (2012).
A. Sesana, E. Barausse, M. Dotti, and E. M. Rossi, Astrophys. J. 794, 104 (2014).
J. M. Bardeen, W. H. Press, and S. A. Teukolsky, Astrophys. J. 178, 347 (1972).
J. F. Steiner, J. E. McClintock, R. A. Remillard, L. Gou, S. Yamada, and R. Narayan, Astrophys. J. 718, L117 (2010).
R. F. Penna, J. C. McKinney, R. Narayan, A. Tchekhovskoy, R. Shafee, and J. E. McClintock, Mon. Not. R. Astron. Soc. 408, 752 (2010).
A. A. Zdziarski, B. De Marco, M. Szanecki, A. Niedźwiecki, and A. Markowitz, Astrophys. J. 906, 69 (2021).
J. Wang-Ji, J. A. García, J. F. Steiner, J. A. Tomsick, F. A. Harrison, C. Bambi, P. O. Petrucci, J. Ferreira, S. Chakravorty, and M. Clavel, Astrophys. J. 855, 61 (2018).
H. Liu, J. Jiang, Z. Zhang, C. Bambi, A. C. Fabian, J. A. García, A. Ingram, E. Kara, J. F. Steiner, J. A. Tomsick, et al., Astrophys. J. 951, 145 (2023).
A. A. Zdziarski, M. A. Dziełak, B. D. Marco, M. Szanecki, and A. Niedźwiecki, Astrophys. J. Lett. 909, L9 (2021).
A. A. Zdziarski, E. Jourdain, P. Lubiński, M. Szanecki, A. Niedźwiecki, A. Veledina, J. Poutanen, M. A. Dziełak, and J. P. Roques, Astrophys. J. Lett. 914, L5 (2021).
C. M. Will, Living Rev. Relativ. 17, 4 (2014).
C. Bambi, Rev. Mod. Phys. 89, 025001 (2017).
V. Karas, M. Zajaček, D. Kunneriath, and M. Dovčiak, Adv. Space Res. 69, 448 (2022).
A. Tripathi, S. Nampalliwar, A. B. Abdikamalov, D. Ayzenberg, C. Bambi, T. Dauser, J. A. García, and A. Marinucci, Astrophys. J. 875, 56 (2019).
A. Tripathi, Y. Zhang, A. B. Abdikamalov, D. Ayzenberg, C. Bambi, J. Jiang, H. Liu, and M. Zhou, Astrophys. J. 913, 79 (2021).
B. P. Abbott, R. Abbott, T. D. Abbott, M. R. Abernathy, F. Acernese, K. Ackley, C. Adams, T. Adams, P. Addesso, R. X. Adhikari, et al., Phys. Rev. Lett. 116, (2016).
S. Vagnozzi, R. Roy, Y. D. Tsai, L. Visinelli, M. Afrin, A. Allahyari, P. Bambhaniya, D. Dey, S. G. Ghosh, P. S. Joshi, et al., Class. Quantum Grav. 40, 165007 (2023).
L. Gou, J. E. McClintock, J. Liu, R. Narayan, J. F. Steiner, R. A. Remillard, J. A. Orosz, S. W. Davis, K. Ebisawa, and E. M. Schlegel, Astrophys. J. 701, 1076 (2009).
L. Gou, J. E. McClintock, M. J. Reid, J. A. Orosz, J. F. Steiner, R. Narayan, J. Xiang, R. A. Remillard, K. A. Arnaud, and S. W. Davis, Astrophys. J. 742, 85 (2011).
J. Svoboda, M. Dovčiak, J. F. Steiner, F. Muleri, A. Ingram, A. Yilmaz, N. Rodriguez Cavero, L. Marra, J. Poutanen, A. Veledina, et al., Astrophys. J. 960, 3 (2024).
L. Marra, M. Brigitte, N. Rodriguez Cavero, S. Chun, J. F. Steiner, M. Dovčiak, M. Nowak, S. Bianchi, F. Capitanio, A. Ingram, et al., Astron. Astrophys. 684, A95 (2024).
J. F. Steiner, E. Nathan, K. Hu, H. Krawczynski, M. Dovčiak, A. Veledina, F. Muleri, J. Svoboda, K. Alabarta, M. Parra, et al., Astrophys. J. Lett. 969, L30 (2024).
A. Ingram, G. Mastroserio, T. Dauser, P. Hovenkamp, M. van der Klis, and J. A. García, Mon. Not. R. Astron. Soc. 488, 324 (2019).
G. Mastroserio, A. Ingram, J. Wang, J. A. García, M. van der Klis, Y. Cavecchi, R. Connors, T. Dauser, F. Harrison, E. Kara, et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 507, 55 (2021).
G. Mastroserio, A. Ingram, and M. van der Klis, Mon. Not. R. Astron. Soc. 498, 4971 (2020).
E. M. Cackett, A. Zoghbi, C. Reynolds, A. C. Fabian, E. Kara, P. Uttley, and D. R. Wilkins, Mon. Not. R. Astron. Soc. 438, 2980 (2014).
G. Mastroserio, A. Ingram, and M. van der Klis, Mon. Not. R. Astron. Soc. 475, 4027 (2018).
M. Paolillo, and I. Papadakis, arXiv: 2506.23899.
C. Bambi, L. W. Brenneman, T. Dauser, J. A. García, V. Grinberg, A. Ingram, J. Jiang, H. Liu, A. M. Lohfink, A. Marinucci, et al., Space Sci Rev 217, 65 (2021).
P. A. Draghis, J. M. Miller, E. Costantini, L. C. Gallo, M. Reynolds, J. A. Tomsick, and A. Zoghbi, Astrophys. J. 969, 40 (2024).
T. Dauser, J. Garcia, J. Wilms, M. Böck, L. W. Brenneman, M. Falanga, K. Fukumura, and C. S. Reynolds, Mon. Not. R. Astron. Soc. 430, 1694 (2013).
J. García, T. Dauser, A. Lohfink, T. R. Kallman, J. F. Steiner, J. E. McClintock, L. Brenneman, J. Wilms, W. Eikmann, C. S. Reynolds, et al., Astrophys. J. 782, 76 (2014).
Y. Feng, Y. F. Yuan, and S. N. Zhang, Astrophys. J. 955, 53 (2023).
Y. Feng, Y.-F. Yuan, and S.-N. Zhang, Astrophys. J. 984, 173 (2025)
J. Podgorný, M. Dovčiak, R. Goosmann, F. Marin, G. Matt, A. Różańska, and V. Karas, Mon. Not. R. Astron. Soc. 524, 3853 (2023).
J. D. Schnittman, and J. H. Krolik, Astrophys. J. 712, 908 (2010).
F. Tamborra, G. Matt, S. Bianchi, and M. Dovčiak, Astron. Astrophys. 619, A105 (2018).
W. Zhang, M. Dovčiak, and M. Bursa, Astrophys. J. 875, 148 (2019).
W. Zhang, M. Dovčiak, M. Bursa, V. Karas, G. Matt, and F. Ursini, Mon. Not. R. Astron. Soc. 515, 2882 (2022).
F. Ursini, G. Matt, S. Bianchi, A. Marinucci, M. Dovčiak, and W. Zhang, Mon. Not. R. Astron. Soc. 510, 3674 (2022).
J. Poutanen, A. Veledina, and A. M. Beloborodov, Astrophys. J. Lett. 949, L10 (2023).
M. Dovčiak, F. Muleri, R. W. Goosmann, V. Karas, and G. Matt, Mon. Not. R. Astron. Soc. 391, 32 (2008).
L. X. Li, R. Narayan, and J. E. McClintock, Astrophys. J. 691, 847 (2009).
J. D. Schnittman, and J. H. Krolik, Astrophys. J. 701, 1175 (2009).
R. Taverna, W. Zhang, M. Dovčiak, S. Bianchi, M. Bursa, V. Karas, and G. Matt, Mon. Not. R. Astron. Soc. 493, 4960 (2020).
R. Taverna, L. Marra, S. Bianchi, M. Dovčiak, R. Goosmann, F. Marin, G. Matt, and W. Zhang, Mon. Not. R. Astron. Soc. staa3859 (2020).
R. Mikusincova, M. Dovciak, M. Bursa, N. D. Lalla, G. Matt, J. Svoboda, R. Taverna, and W. Zhang, Mon. Not. R. Astron. Soc. 519, 6138 (2023).
M. C. Weisskopf, P. Soffitta, L. Baldini, B. D. Ramsey, S. L. O’Dell, R. W. Romani, G. Matt, W. D. Deininger, W. H. Baumgartner, R. Bellazzini, et al., J. Astron. Telesc. Instrum. Syst. 8, (2022).
H. Krawczynski, F. Muleri, M. Dovčiak, A. Veledina, N. Rodriguez Cavero, J. Svoboda, A. Ingram, G. Matt, J. A. Garcia, V. Loktev, et al., Science 378, 650 (2022).
Y. Abdulghani, A. M. Lohfink, and J. Chauhan, Mon. Not. R. Astron. Soc. 530, 424 (2024).
Y. Zhu, S. W. Davis, R. Narayan, A. K. Kulkarni, R. F. Penna, and J. E. McClintock, Mon. Not. R. Astron. Soc. 424, 2504 (2012).
A. K. Kulkarni, R. F. Penna, R. V. Shcherbakov, J. F. Steiner, R. Narayan, A. Sądowski, Y. Zhu, J. E. McClintock, S. W. Davis, and J. C. McKinney, Mon. Not. R. Astron. Soc. 414, 1183 (2011).
M. Wielgus, D. Lančová, O. Straub, W. Kluźniak, R. Narayan, D. Abarca, A. Różańska, F. Vincent, G. Török, and M. Abramowicz, Mon. Not. R. Astron. Soc. 514, 780 (2022).
D. Lančová, A. Yilmaz, M. Wielgus, M. Dovčiak, O. Straub, and G. Török, Astron Nachr 344, e230023 (2023).
A. Mummery, A. Ingram, S. Davis, and A. Fabian, Mon. Not. R. Astron. Soc. 531, 366 (2024).
A. Mummery, J. Jiang, and A. Fabian, Mon. Not. R. Astron. Soc.-Lett. 533, L83 (2024).
A. Mummery, J. Jiang, A. Ingram, A. Fabian, and J. Rule, arXiv: 2505.13119.
A. P. Lightman, and D. M. Eardley, Astrophys. J. 187, L1 (1974).
M. C. Begelman, and J. E. Pringle, Mon. Not. R. Astron. Soc. 375, 1070 (2007).
D. Lančová, D. Abarca, W. Kluźniak, M. Wielgus, A. Sądowski, R. Narayan, J. Schee, G. Török, and M. Abramowicz, Astrophys. J. Lett. 884, L37 (2019).
O. Kopáček, and V. Karas, Astrophys. J. 966, 226 (2024).
A. Mummery, Mon. Not. R. Astron. Soc. 537, 1963 (2025).
S. E. Motta, T. M. Belloni, L. Stella, T. Muñoz-Darias, and R. Fender, Mon. Not. R. Astron. Soc. 437, 2554 (2014).
A. Ingram, and S. Motta, Mon. Not. R. Astron. Soc. 444, 2065 (2014).
S. E. Motta, and T. M. Belloni, Astron. Astrophys. 684, A209 (2024).
V. Karas, K. Klimovičová, D. Lančová, M. Štolc, J. Svoboda, G. Török, M. Matuszková, E. Šrámková, R. Šprňa, and M. Urbanec, caosp 53, (2023).
A. Ingram, C. Done, and P. C. Fragile, Mon. Not. R. Astron. Soc.-Lett. 397, L101 (2009).
A. Ingram, and C. Done, Mon. Not. R. Astron. Soc. 427, 934 (2012).
A. Ingram, M. van der Klis, M. Middleton, C. Done, D. Altamirano, L. Heil, P. Uttley, and M. Axelsson, Mon. Not. R. Astron. Soc. 461, 1967 (2016).
E. Nathan, A. Ingram, J. Homan, D. Huppenkothen, P. Uttley, M. van der Klis, S. Motta, D. Altamirano, and M. Middleton, Mon. Not. R. Astron. Soc. 511, 255 (2022).
A. Ingram, M. van der Klis, M. Middleton, D. Altamirano, and P. Uttley, Mon. Not. R. Astron. Soc. 464, 2979 (2017).
A. Ingram, Mon. Not. R. Astron. Soc., stz2409 (2019).
A. R. Ingram, and T. J. Maccarone, Mon. Not. R. Astron. Soc. 471, 4206 (2017).
A. Ingram, T. J. Maccarone, J. Poutanen, and H. Krawczynski, Astrophys. J. 807, 53 (2015).
Q. C. Zhao, L. Tao, H. C. Li, S. N. Zhang, H. Feng, M. Y. Ge, L. Ji, Y. N. Wang, Y. Huang, X. Ma, et al., Astrophys. J. Lett. 961, L42 (2024).
H. Krawczynski, Astrophys. J. 754, 133 (2012).
D. Liu, Z. Li, Y. Cheng, and C. Bambi, Eur. Phys. J. C 75, 383 (2015).
M. Zhou, A. B. Abdikamalov, D. Ayzenberg, C. Bambi, H. Liu, and S. Nampalliwar, Phys. Rev. D 99, 104031 (2019).
A. Tripathi, M. Zhou, A. B. Abdikamalov, D. Ayzenberg, C. Bambi, L. Gou, V. Grinberg, H. Liu, and J. F. Steiner, Astrophys. J. 897, 84 (2020).
C. Bambi, J. Cosmol. Astropart. Phys. 2012(9), 014 (2012).
C. Bambi, Eur. Phys. J. C 75, 162 (2015).
C. Bambi, A. Cárdenas-Avendaño, T. Dauser, J. A. García, and S. Nampalliwar, Astrophys. J. 842, 76 (2017).
A. B. Abdikamalov, D. Ayzenberg, C. Bambi, T. Dauser, J. A. García, and S. Nampalliwar, Astrophys. J. 878, 91 (2019).
A. Tripathi, A. B. Abdikamalov, D. Ayzenberg, C. Bambi, V. Grinberg, and M. Zhou, Astrophys. J. 907, 31 (2021).
Z. Zhang, H. Liu, A. B. Abdikamalov, D. Ayzenberg, C. Bambi, and M. Zhou, Astrophys. J. 924, 72 (2022).
T. Belloni, J. Homan, P. Casella, M. van der Klis, E. Nespoli, W. H. G. Lewin, J. M. Miller, and M. Méndez, Astron. Astrophys. 440, 207 (2005).
A. Merloni, S. Heinz, and T. Di Matteo, Mon. Not. R. Astron. Soc. 345, 1057 (2003).
J. L. Kang, C. Done, S. Hagen, M. Liao, M. J. Temple, J. D. Silverman, J. Li, and J.-X. Wang, arXiv: 2504.08067.
S. Hagen, C. Done, J. D. Silverman, J. Li, T. Liu, W. Ren, J. Buchner, A. Merloni, T. Nagao, and M. Salvato, Mon. Not. R. Astron. Soc. 534, 2803 (2024).
F. Yuan, and R. Narayan, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 52, 529 (2014).
C. Done, M. Gierliński, and A. Kubota, Astron Astrophys Rev 15, 1 (2007).
A. A. Esin, J. E. McClintock, and R. Narayan, Astrophys. J. 489, 865 (1997).
E. Kara, J. F. Steiner, A. C. Fabian, E. M. Cackett, P. Uttley, R. A. Remillard, K. C. Gendreau, Z. Arzoumanian, D. Altamirano, S. Eikenberry, et al., Nature 565, 198 (2019).
P. Uttley, T. Wilkinson, P. Cassatella, J. Wilms, K. Pottschmidt, M. Hanke, and M. Böck, Mon. Not. R. Astron. Soc.-Lett. 414, L60 (2011).
P. Arevalo, and P. Uttley, Mon. Not. R. Astron. Soc. 367, 801 (2006).
P. Uttley, and J. Malzac, Mon. Not. R. Astron. Soc. 536, 3284 (2025).
B. You, M. Bursa, and P. T. Życki, Astrophys. J. 858, 82 (2018).
B. You, P. T. Życki, A. Ingram, M. Bursa, and W. Wang, Astrophys. J. 897, 27 (2020).
Y. Zhan, B. You, A. Ingram, W. Jiang, and F. Wang, arXiv: 2502.03995.
I. D. Novikov, and K. S. Thorne, in Astrophysics of Black Holes: Proceedings of the Black holes (Les astres occlus), edited by C. DeWitt and B. DeWitt (Gordon and Breach, New York, 1973), pp. 343–450.
J. García, T. Dauser, C. S. Reynolds, T. R. Kallman, J. E. McClintock, J. Wilms, and W. Eikmann, Astrophys. J. 768, 146 (2013).
M. Bachetti, D. Huppenkothen, A. Stevens, J. Swinbank, G. Mastroserio, M. Lucchini, E.V. Lai, J. Buchner, A. Desai, and G. Joshi, J. Open Source Softw. 9, 7389 (2024).
D. Huppenkothen, M. Bachetti, A. L. Stevens, S. Migliari, P. Balm, O. Hammad, U. M. Khan, H. Mishra, H. Rashid, S. Sharma, et al., Astrophys. J. 881, 39 (2019).
M. Bachetti, D. Huppenkothen, A. Stevens, J. Swinbank, G. Mastroserio, M. Lucchini, E. V. Lai, J. Buchner, A. Desai, G. Joshi, et al., JOSS 9, 7389 (2024).
P. Uttley, E. M. Cackett, A. C. Fabian, E. Kara, and D. R. Wilkins, Astron Astrophys Rev 22, 72 (2014).
E. Kara, W. N. Alston, A. C. Fabian, E. M. Cackett, P. Uttley, C. S. Reynolds, and A. Zoghbi, Mon. Not. R. Astron. Soc. 462, 511 (2016).
A. Veledina, F. Muleri, M. Dovčiak, J. Poutanen, A. Ratheesh, F. Capitanio, G. Matt, P. Soffitta, A. F. Tennant, M. Negro, et al., Astrophys. J. Lett. 958, L16 (2023).
A. Ingram, N. Bollemeijer, A. Veledina, M. Dovčiak, J. Poutanen, E. Egron, T. D. Russell, S. A. Trushkin, M. Negro, A. Ratheesh, et al., Astrophys. J. 968, 76 (2024).
J. Podgorný, F. Marin, and M. Dovčiak, Mon. Not. R. Astron. Soc. 527, 1114 (2023).
J. Wang, E. Kara, M. Lucchini, A. Ingram, M. van der Klis, G. Mastroserio, J. A. García, T. Dauser, R. Connors, A. C. Fabian, et al., Astrophys. J. 930, 18 (2022).
Z. Cao, M. Lucchini, S. Markoff, R. M. T. Connors, and V. Grinberg, Mon. Not. R. Astron. Soc., stab3080 (2021).
H. Liu, C. Bambi, J. Jiang, J. A. García, L. Ji, L. Kong, X. Ren, S. Zhang, and S. Zhang, Astrophys. J. 950, 5 (2023).
Z. X. Yang, L. Zhang, S. N. Zhang, M. Méndez, F. García, Y. Huang, Q. Bu, H. X. Liu, W. Yu, P. J. Wang, et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 521, 3570 (2023).
Y. Li, Z. Yan, C. Gao, W. Yu, arXiv: 2407.08421.
Q. C. Shui, S. Zhang, J. Q. Peng, S. N. Zhang, Y. P. Chen, L. Ji, L. D. Kong, H. Feng, Z. L. Yu, P. J. Wang, et al., Astrophys. J. 973, 59 (2024).
S. N. Zhang, W. Cui, and W. Chen, Astrophys. J. 482, L155 (1997).
T. Shimura, and F. Takahara, Astrophys. J. 445, 780 (1995).
S. W. Davis, O. M. Blaes, I. Hubeny, and N. J. Turner, Astrophys. J. 621, 372 (2005).
R. Shafee, J. E. McClintock, R. Narayan, S. W. Davis, L. X. Li, and R. A. Remillard, Astrophys. J. 636, L113 (2006).
C. T. Cunningham, Astrophys. J. 202, 788 (1975).
N. E. Huang, Z. Shen, S. R. Long, M. C. Wu, H. H. Shih, Q. Zheng, N. C. Yen, C. C. Tung, and H. H. Liu, Proc. R. Soc. Lond. A 454, 903 (1998).
Q. C. Shui, S. Zhang, S. N. Zhang, Y. P. Chen, L. D. Kong, P. J. Wang, J. Q. Peng, L. Ji, A. Santangelo, H. X. Yin, et al., Astrophys. J. 957, 84 (2023).
A. Marinucci, S. Bianchi, V. Braito, B. De Marco, G. Matt, R. Middei, E. Nardini, and J. N. Reeves, Mon. Not. R. Astron. Soc. 496, 3412 (2020).
A. Markowitz, R. Edelson, and S. Vaughan, Astrophys. J. 598, 935 (2003).
A. C. Fabian, G. Miniutti, L. Gallo, T. Boller, Y. Tanaka, S. Vaughan, and R. R. Ross, Mon. Not. R. Astron. Soc. 353, 1071 (2004).
G. Miniutti, A. C. Fabian, and J. M. Miller, Mon. Not. R. Astron. Soc. 351, 466 (2004).
X. W. Shu, T. Yaqoob, K. D. Murphy, V. Braito, J. X. Wang, and W. Zheng, Astrophys. J. 713, 1256 (2010).
W. C. Liang, X. W. Shu, J. X. Wang, Y. Tan, W. J. Zhang, L. M. Sun, N. Jiang, and L. M. Dou, J. High Energy Astrophys. 33, 20 (2022).
P. Madau, and F. Haardt, Astrophys. J. Lett. 976, L24 (2024).
H. Suh, J. Scharwächter, E. P. Farina, F. Loiacono, G. Lanzuisi, G. Hasinger, S. Marchesi, M. Mezcua, R. Decarli, B. C. Lemaux, et al., Nat Astron 9, 271 (2025).
M. A. Abramowicz, B. Czerny, J. P. Lasota, and E. Szuszkiewicz, Astrophys. J. 332, 646 (1988).
K. Ohsuga, S. Mineshige, M. Mori, and Y. Kato, Publ. Astron. Soc. Jpn. 61, L7 (2009).
Y. F. Jiang, J. M. Stone, and S. W. Davis, Astrophys. J. 796, 106 (2014).
L. L. Thomsen, J. L. Dai, E. Ramirez-Ruiz, E. Kara, and C. Reynolds, Astrophys. J. Lett. 884, L21 (2019).
L. L. Thomsen, L. Dai, E. Kara, and C. Reynolds, Astrophys. J. 925, 151 (2022).
Z. Zhang, L. L. Thomsen, L. Dai, C. S. Reynolds, J. A. García, E. Kara, R. Connors, M. Masterson, Y. Yao, and T. Dauser, Astrophys. J. 977, 157 (2024).
E. Kara, J. M. Miller, C. Reynolds, and L. Dai, Nature 535, 388 (2016).
J. Wang, G. Mastroserio, E. Kara, J. A. García, A. Ingram, R. Connors, M. van der Klis, T. Dauser, J. F. Steiner, D. J. K. Buisson, et al., Astrophys. J. Lett. 910, L3 (2021).
V. E. Gianolli, D. E. Kim, S. Bianchi, B. Agís-González, G. Madejski, F. Marin, A. Marinucci, G. Matt, R. Middei, P. O. Petrucci, et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 523, 4468 (2023).
J. M. Bardeen, and J. A. Petterson, Astrophys. J. 195, L65 (1975).
W. Zhang, W. Yu, V. Karas, and M. Dovčiak, Astrophys. J. 807, 89 (2015).
W. Zhang, W. Yu, V. Karas, and M. Dovčiak, Astrophys. J. 884, 72 (2019).
E. M. Gutiérrez, R. Nemmen, and F. Cafardo, Astrophys. J. Lett. 891, L36 (2020).
B. M. Peterson, and M. C. Bentz, New Astron. Rev. 50, 796 (2006).
I. McHardy, X-Ray Variability of AGN and Relationship to Galactic Black Hole Binary Systems (Springer, Berlin, Heidelberg, 2010).
O. González-Martín, and S. Vaughan, Astron. Astrophys. 544, A80 (2012).
S. Markoff, M. A. Nowak, E. Gallo, R. Hynes, J. Wilms, R. M. Plotkin, D. Maitra, C. V. Silva, and S. Drappeau, Astrophys. J. 812, L25 (2015).
S. Scaringi, T. J. Maccarone, E. Körding, C. Knigge, S. Vaughan, T. R. Marsh, E. Aranzana, V. S. Dhillon, and S. C. C. Barros, Sci. Adv. 1, e1500686 (2015).
P. Uttley, I. M. McHardy, and I. E. Papadakis, Mon. Not. R. Astron. Soc. 332, 231 (2002).
A. Markowitz, R. Edelson, S. Vaughan, P. Uttley, I. M. George, R. E. Griffiths, S. Kaspi, A. Lawrence, I. McHardy, K. Nandra, et al., Astrophys. J. 593, 96 (2003).
S. Vaughan, R. Edelson, R. S. Warwick, and P. Uttley, Mon. Not. R. Astron. Soc. 345, 1271 (2003).
S. Vaughan, P. Uttley, K. A. Pounds, K. Nandra, and T. E. Strohmayer, Mon. Not. R. Astron. Soc. 413, 2489 (2011).
I. M. McHardy, E. Koerding, C. Knigge, P. Uttley, and R. P. Fender, Nature 444, 730 (2006).
T. E. Strohmayer, Astrophys. J. 552, L49 (2001).
L. Stella, M. Vietri, and S. M. Morsink, Astrophys. J. 524, L63 (1999).
M. A. Abramowicz, and W. Kluźniak, Astron. Astrophys. 374, L19 (2001).
L. Rezzolla, S. Yoshida, T. J. Maccarone, and O. Zanotti, Mon. Not. RAS 344, L37 (2003).
L. Li, and R. Narayan, Astrophys. J. 601, 414 (2004).
M. Tagger, and R. Pellat, Astron. Astrophys. 349, 1003 (1999).
L. Li, J. Goodman, and R. Narayan, Astrophys. J. 593, 980 (2003).
H. W. Pan, W. Yuan, S. Yao, X. L. Zhou, B. Liu, H. Zhou, and S. N. Zhang, Astrophys. J. Lett. 819, L19 (2016).
P. Zhang, J. Z. Yan, and Q. Z. Liu. Acta Astron. Sin. 61, 2 (2020).
P. Zhang, P. Zhang, J. Yan, Y. Fan, and Q. Liu, Astrophys. J. 849, 9 (2017).
A. C. Gupta, A. Tripathi, P. J. Wiita, M. Gu, C. Bambi, and L. C. Ho, Astron. Astrophys. 616, L6 (2018).
W. N. Alston, M. L. Parker, J. Markevičiūtė, A. C. Fabian, M. Middleton, A. Lohfink, E. Kara, and C. Pinto, Mon. Not. R. Astron. Soc. 449, 467 (2015).
D. Lin, J. A. Irwin, O. Godet, N. A. Webb, and D. Barret, Astrophys. J. 776, L10 (2013).
H. Zhang, S. Yang, and B. Dai, Astrophys. J. 946, 52 (2023).
F. Marin, V. E. Gianolli, A. Ingram, D. E. Kim, A. Marinucci, D. Tagliacozzo, and F. Ursini, Galaxies 12, 35 (2024).
A. Marinucci, F. Muleri, M. Dovciak, S. Bianchi, F. Marin, G. Matt, F. Ursini, R. Middei, H. L. Marshall, L. Baldini, et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 516, 5907 (2022).
D. Tagliacozzo, A. Marinucci, F. Ursini, G. Matt, S. Bianchi, L. Baldini, T. Barnouin, N. Cavero Rodriguez, A. De Rosa, L. Di Gesu, et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 525, 4735 (2023).
A. Ingram, M. Ewing, A. Marinucci, D. Tagliacozzo, D. J. Rosario, A. Veledina, D. E. Kim, F. Marin, S. Bianchi, J. Poutanen, et al., Mon. Not. R. Astron. Soc. 525, 5437 (2023).
V. E. Gianolli, S. Bianchi, E. Kammoun, A. Gnarini, A. Marinucci, F. Ursini, M. Parra, A. Tortosa, A. De Rosa, D. E. Kim, et al., Astron. Astrophys. 691, A29 (2024).
L. Sun, X. Shu, and T. Wang, Astrophys. J. 768, 167 (2013).
G. Miniutti, R. D. Saxton, M. Giustini, K. D. Alexander, R. P. Fender, I. Heywood, I. Monageng, M. Coriat, A. K. Tzioumis, A. M. Read, et al., Nature 573, 381 (2019).
M. Nicholl, D. R. Pasham, A. Mummery, M. Guolo, K. Gendreau, G. C. Dewangan, E. C. Ferrara, R. Remillard, C. Bonnerot, J. Chakraborty, et al., Nature 634, 804 (2024).
M. Giustini, G. Miniutti, and R. D. Saxton, Astron. Astrophys. 636, L2 (2020).
R. Arcodia, A. Merloni, K. Nandra, J. Buchner, M. Salvato, D. Pasham, R. Remillard, J. Comparat, G. Lamer, G. Ponti, et al., Nature 592, 704 (2021).
E. Quintin, N. A. Webb, S. Guillot, G. Miniutti, E. S. Kammoun, M. Giustini, R. Arcodia, G. Soucail, N. Clerc, R. Amato, et al., Astron. Astrophys. 675, A152 (2023).
R. Arcodia, G. Miniutti, G. Ponti, J. Buchner, M. Giustini, A. Merloni, K. Nandra, F. Vincentelli, E. Kara, M. Salvato, et al., Astron. Astrophys. 662, A49 (2022).
S. D. Bykov, M. R. Gilfanov, R. A. Sunyaev, and P. S. Medvedev, Mon. Not. R. Astron. Soc. 540, 30 (2025).
C. Zhou, L. Huang, K. Guo, Y. P. Li, and Z. Pan, Phys. Rev. D 109, 103031 (2024).
A. Franchini, M. Bonetti, A. Lupi, G. Miniutti, E. Bortolas, M. Giustini, M. Dotti, A. Sesana, R. Arcodia, and T. Ryu, Astron. Astrophys. 675, A100 (2023).
I. Linial, and B. D. Metzger, Astrophys. J. 957, 34 (2023).
H. Tagawa, and Z. Haiman, Mon. Not. R. Astron. Soc. 526, 69 (2023).
P. SukovÁ, M. Zajaček, V. Witzany, and V. Karas, Astrophys. J., 917, 43 (2021).
C. Zhou, B. Zhong, Y. Zeng, L. Huang, and Z. Pan, Phys. Rev. D 110, 083019 (2024).
J. Xian, F. Zhang, L. Dou, J. He, and X. Shu, Astrophys. J. Lett. 921, L32 (2021).
C. Zhou, Y. Zeng, and Z. Pan, Astrophys. J. 985, 242 (2025).
C. Zhou, Z. Pan, and N. Jiang, arXiv: 2504.11078.
J. G. Hills, Nature 254, 295 (1975).
M. J. Rees, Nature 333, 523 (1988).
S. Gezari, Annu. Rev. Astron. Astrophys. 59, 21 (2021).
J. C. B. Papaloizou, and D. N. C. Lin, Astrophys. J. 438, 841 (1995).
P. C. Fragile, O. M. Blaes, P. Anninos, and J. D. Salmonson, Astrophys. J. 668, 417 (2007).
N. Stone, and A. Loeb, Phys. Rev. Lett. 108, 061302 (2012).
A. Franchini, G. Lodato, and S. Facchini, Mon. Not. R. Astron. Soc. 455, 1946 (2016).
W. Zhang, X. Shu, L. Sun, R. F. Shen, L. Dou, N. Jiang, and T. Wang, Nat Astron 9, 702 (2025).
W. H. Lei, B. Zhang, and H. Gao, Astrophys. J. 762, 98 (2013).
D. R. Pasham, F. Tombesi, P. Suková, M. Zajaček, S. Rakshit, E. Coughlin, P. Kosec, V. Karas, M. Masterson, A. Mummery, et al., Sci. Adv. 10, eadj8898 (2024).
M. Liska, C. Hesp, A. Tchekhovskoy, A. Ingram, M. van der Klis, and S. Markoff, Mon. Not. R. Astron. Soc.-Lett. 474, L81 (2018).
T. Ryu, J. Krolik, and T. Piran, Astrophys. J. Lett. 946, L33 (2023).
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Ethics declarations
Conflict of interest The authors declare that they have no conflict of interest.
Additional information
This work was supported by China’s Space Origins Exploration Program. Shuang-Nan Zhang was supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 12333007), the International Partnership Program of Chinese Academy of Sciences (Grant No. 113111KYSB20190020), and the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences (Grant No. XDA15020100). Alexandra Veledina acknowledges support from the Academy of Finland (Grant No. 355672). Nordita was supported in part by NordForsk.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Bu, Q., Bambi, C., Gou, L. et al. Probing the strong gravity region of black holes with eXTP. Sci. China Phys. Mech. Astron. 68, 119504 (2025). https://doi.org/10.1007/s11433-025-2789-2
Received:
Accepted:
Published:
Version of record:
DOI: https://doi.org/10.1007/s11433-025-2789-2