Geri Dön

X-ray analysis of high mass x-ray binary pulsars

Yüksek kütleli x-ışını çift yıldız sistemi atarcalarının x-ışını analizi

  1. Tez No: 416700
  2. Yazar: ŞEYDA ŞAHİNER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ALTAN BAYKAL, DOÇ. DR. SITKI ÇAĞDAŞ İNAM
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Astronomi ve Uzay Bilimleri, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Astronomy and Space Sciences, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 136

Özet

Bu tezde \emph{RXTE}, \emph{INTEGRAL} ve \emph{Swift} gibi X-ışını uydularından elde edilen veriler kullanılarak, üç adet yüksek kütleli X-ışını çift yıldız (HMXB) sistemi atarcasının X-ışını özellikleri analiz edilmiştir. Seçilen kaynaklar HMXB ailesinin farklı alt gruplarına aittir. İlk kaynak 4U 1907+09, düzensiz parlamalar ve batışlar (dip) göstermesine rağmen sürekli X-ışını emisyonu yapan klasik bir rüzgar beslemeli süperdev sistemidir. SWIFT J1729.9--3437 ve SWIFT J0513.4--6547 ise yeni keşfedilmiş süreksiz sistemlerdir. SWIFT J1729.9--3437'nin bileşen yıldızı saptanamamış olsa da, özellikleri yüksek derecede perdelenmiş rüzgar belsemeli süperdev sistemler ile uyumludur. SWIFT J0513.4--6547 ise bir \emph{Be} X-ışını çift yıldız sisteminde ikamet etmektedir. 4U 1907+09'un zamanlama çalışmaları göstermiştir ki, 4.5 yıllık gözetleme kampanyası boyunca atarca yeni bir yavaşlama (spin-down) evresine girmiştir. Kaynağın puls periyodundaki dalgalanmalar, serbest yürüyüş (random walk) ifade eden gürültü prosesleri ile uyumludur. Tayfsal parametrelerdeki ve batma halinin (dip state) meydana gelme sıklığındaki yörüngesel değişimler de ayrıca incelenmiştir. Sonuçlar göstermektedir ki, batma halinin gözlemlenme olasılığı belirli yörünge fazları için daha fazladır. Kolon yoğunluğu da yörünge periyodu ile değişmekte olup, kütle aktarım geometrisi ve maddenin yapısal özellikleri hakkında ipuçları vermektedir. SWIFT J1729.9--3437'nin patlama gözlemleri, kaynağın zamanlama ve tayfsal özelliklerini belirlemek için kullanılmıştır. Puls frekansı ve frekans türevi, sırasıyla $1.8734(8) \times 10^{-3}$ Hz ve $6.42(6)\times10^{-12}$ Hz s$^{-1}$ olarak ölçülmüştür. Ayrıca, 15.3 günlük bir muhtemel yörünge periyodu saptanmıştır. Bu puls ve yörünge periyotları, SWIFT J1729.9--3437'yi Corbet diyagramında rüzgar beslemeli süperdev sistemleri arasına yerleştirmektedir. Ayrıca, yüksek enerji kesimli (cut-off) güç yasası (power law) ile tanımlanan X-ışını tayfı, yüksek derecede soğurulmuştur ($n_H = 8.27 \times\,10^{22}$ cm$^{-2}$). SWIFT J0513.4--6547'nin iki patlaması, X-ışını tayfsal özelliklerindeki zamana ve puls fazına bağlı değişimler için incelenmiştir. 2009 patlamasının genel tayfı, iki farklı model ile eşit şekilde iyi uydurulabilmektedir, fakat her ikisi için de tayfsal parametreler olağandışıdır. Yüksek enerji kesimli güç yasası HMXB'ler arasındaki en düşük kesim enerjisini ($E_{cut} = 5.04$ keV) vermekte iken, güç yasası ve karacisim modeli en yüksek karacisim sıcaklığını ($kT = 1.89$ keV) vermektedir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, X-ray properties of three high mass X-ray binary (HMXB) pulsars are analysed, using the data of X-ray satellites such as \emph{RXTE}, \emph{INTEGRAL} and \emph{Swift}. Selected sources belong to different subgroups of the HMXB family. The first system, 4U 1907+09 is a classical wind-fed supergiant system with persistent X-ray emission; although it shows irregular flares and dips. SWIFT J1729.9--3437 and SWIFT J0513.4--6547 are newly discovered transient systems. Although the counterpart of SWIFT J1729.9--3437 could not be detected, its properties are in agreement with highly obscured wind-fed supergiant systems. SWIFT J0513.4--6547 resides in a \emph{Be} X-ray binary system. Timing studies of 4U 1907+09 shows that the pulsar entered to a new spin-down episode during the 4.5 years of monitoring campaign. Pulse period fluctuations of the source are consistent with noise processes implying a random walk. Orbital variations in spectral parameters and occurrence of dip states are also examined. Results show that the probability of observing a dip state is higher for certain orbital phases. The column density is also changing with orbital period, giving clues on the geometry of the accretion and the structural properties of the matter. Outburst observations of SWIFT J1729.9--3437 are used to identify the timing and spectral properties of the source. The pulse frequency and its derivative are measured as $1.8734(8) \times 10^{-3}$ Hz and $6.42(6)\times10^{-12}$ Hz s$^{-1}$, respectively. In addition a possible orbital period is detected as 15.3 days. The pulse and orbit periods place SWIFT J1729.9--3437 among the wind-fed supergiant systems in the Corbet diagram. Furthermore, X-ray spectrum, defined by a power law with a high energy cut-off, is highly absorbed ($n_H = 8.27 \times\,10^{22}$ cm$^{-2}$). The two outbursts from SWIFT J0513.4--6547 are investigated for temporal and pulse-phase dependent variations in X-ray spectral properties. Two different models equally fit well the overall spectrum of 2009 outburst, however spectral parameters are unusual for both. A power law with a high energy cut-off model gives the lowest cut-off energy ($E_{cut} = 5.04$ keV) among HMXBs, where as a power law plus blackbody model gives the highest blackbody temperature ($kT = 1.89$ keV).

Benzer Tezler

  1. Analysis of the physical properties of different types of neutron stars

    Farklı tiplerdeki nötron yıldızlarının fiziksel özelliklerinin analizi

    MUSTAFA ÖZGÜR TAŞKIN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OKTAY HÜSEYİN

  2. A detailed temporal and spectral study of low mass X-ray binary Aql X-1 during pulse-on and pulse-off stages

    Düşük kütleli X-ışın çifti Aql X-1'de atma görülen/görülmeyen aşamalar üzerine ayrıntılı zamansal ve tayfsal çalışma

    TUĞÇE KOCABIYIK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Üniversitesi

    Astronomi ve Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ CAN GÜNGÖR

  3. X-ray spectral and timing studies of the high mass X-ray binary pulsar 4U 1907+09

    Yüksek kütleli X-ışını çift yıldız sistemi atarcası 4U 1907+09?un X-ışını tayfsal ve zamanlama çalışmaları

    ŞEYDA ŞAHİNER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    Astronomi ve Uzay BilimleriOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALTAN BAYKAL

    YRD. DOÇ. DR. SITKI ÇAĞDAŞ İNAM

  4. The spectral and temporal properties of MAXI J1409-619

    MAXI J1409-619un tayfsal ve zamansal özellikleri

    ÇAĞATAY KEREM DÖNMEZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Astronomi ve Uzay BilimleriOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALTAN BAYKAL

  5. Aktif ayrık çift yıldızların ve nötron yıldızı bileşenli sistemlerin korunumsuz evrimi

    Non-conservative evolution of active detached binary stars and systems with neutron star component

    TUĞÇE İÇLİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Astronomi ve Uzay BilimleriEge Üniversitesi

    Astronomi ve Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KADRİ YAKUT