X-ray analysis of high mass x-ray binary pulsars
Yüksek kütleli x-ışını çift yıldız sistemi atarcalarının x-ışını analizi
- Tez No: 416700
- Danışmanlar: PROF. DR. ALTAN BAYKAL, DOÇ. DR. SITKI ÇAĞDAŞ İNAM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Astronomi ve Uzay Bilimleri, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Astronomy and Space Sciences, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- Analysis of the physical properties of different types of neutron stars
Farklı tiplerdeki nötron yıldızlarının fiziksel özelliklerinin analizi
MUSTAFA ÖZGÜR TAŞKIN
Doktora
İngilizce
2005
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OKTAY HÜSEYİN
- 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
2023
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul ÜniversitesiAstronomi ve Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CAN GÜNGÖR
- 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
2009
Astronomi ve Uzay BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALTAN BAYKAL
YRD. DOÇ. DR. SITKI ÇAĞDAŞ İNAM
- The spectral and temporal properties of MAXI J1409-619
MAXI J1409-619un tayfsal ve zamansal özellikleri
ÇAĞATAY KEREM DÖNMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Astronomi ve Uzay BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALTAN BAYKAL
- 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
2023
Astronomi ve Uzay BilimleriEge ÜniversitesiAstronomi ve Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADRİ YAKUT