Lo scopo di questa tesi di Dottorato è lo studio dell'emissione ad alta energia da Stelle di Neutroni in sistemi Binari-X (LMXB), in particolare per la sottoclasse delle sorgenti classificate come Atoll e Bursters. I principali processi di emissione delle NS LMXBs sono attribuiti sia all'emissione termica del disco di accrescimento (o dalla NS o dal "boundary layer") che domina nella banda di energia "soft" (0.1-10 keV), sia alla Comptonizzazione che, viceversa, domina a più alta energia (>20 keV). Nonostante i principali processi siano ormai spiegati, la complessità delle varie componenenti presenti negli spettri che si estendono ad alta energia rende questi ultimi difficili da interpretare. Inoltre, negli ultimi anni, lo studio di questi sistemi ha rivelato che emettono ad alta energia con transizioni di stato spettrale simili ai sistemi con Buchi Neri (BH). Recentemente sono stati riportati in alcuni casi sia la mancanza di "cut-off" ad alta energia, che indica la possibile correlazione con emissione radio e produzione di "jets", sia la presenza di componenti di riflessione. Nonostante queste evidenze, permangono ancora punti aperti ed un'indagine del loro comportamento in una banda ampia di energia mancava prima del lancio di INTEGRAL. In questa tesi si riportano i risultati dello studio ad alta energia da un campione selezionato di NS LMXBs di tipo Atoll e Bursters, nel Bulge Galattico: 4U 1608-522, GX 354-0, 4U 1722-30, 4U 1820-30, 4U 1812-12, XB 1832-330 ed anche 4U 1254-690. Questo campione è composto da sorgenti con differenti caratteristiche, molte di esse appartengono a Globular Cluster, qualcuna è classificata come transiente e qualcuna come persistente. Il lovoro è consistito nello studio di questo campione tramite l'analisi dati delle osservazioni effettuate con INTEGRAL. Il lavoro si è basato dapprima sulla creazione di curve di luce, per determinare cambiamenti di flusso nel tempo; succesivamente, sulla costruzione dei diagrammi colore-intensità; infine su una estrazione spettrale "fine", per determinare i parametri fisici che dominano i diversi stati spettrali. In alcuni casi sono stati anche usati dati scientifici di altri satelliti (BeppoSAX e RXTE). I risultati possono essere riassunti in questo modo: Conferma che le NS LMXBs sono sistemi che emettono ad alta energia fino a 200-300 keV. Le sorgenti 4U 1812-12, XB 1832-330, 4U 1254-690 hanno mostrato un comportamento persistente con emissione ad alta energia fino a 200 keV. Le sorgenti 4U 1820-30, 4U 1608-522, 4U 1722-30 and GX 354-0 hanno mostrato cambiamento di stato spettrale. In particolare, per la prima volta, la sorgente 4U 1820-30 ha mostrato, durante lo stato Hard, un'emissione ad alta energia caratterizzata dalla presenza di una coda dura sopra ai 50 keV. Essa può essere prodotta da emissione di sincrotrone correlata ad emissione radio di un "jet", o più probabilmente, da emissione di Comptonizzazione ibrida termica/non termica. Tale coda dura è stata anche rivelata durante lo stato Hard di GX 354-0. Infine, abbiamo ricostruito per tutti gli stati rivelati delle sorgenti del nostro campione, il "Burters Box", cioè un diagramma che confronta la luminosità nella bande di energia 4-10 keV e 20-200 keV. Esso è utile per la ricerca delle somiglianze e differenze con i BHs e anche per confrontare tra di loro le sorgenti del campione analizzato.

Tarana, A. (2008). High energy behaviour of neutron star low mass X-ray binaries.

High energy behaviour of neutron star low mass X-ray binaries

2008-05-13

Abstract

Lo scopo di questa tesi di Dottorato è lo studio dell'emissione ad alta energia da Stelle di Neutroni in sistemi Binari-X (LMXB), in particolare per la sottoclasse delle sorgenti classificate come Atoll e Bursters. I principali processi di emissione delle NS LMXBs sono attribuiti sia all'emissione termica del disco di accrescimento (o dalla NS o dal "boundary layer") che domina nella banda di energia "soft" (0.1-10 keV), sia alla Comptonizzazione che, viceversa, domina a più alta energia (>20 keV). Nonostante i principali processi siano ormai spiegati, la complessità delle varie componenenti presenti negli spettri che si estendono ad alta energia rende questi ultimi difficili da interpretare. Inoltre, negli ultimi anni, lo studio di questi sistemi ha rivelato che emettono ad alta energia con transizioni di stato spettrale simili ai sistemi con Buchi Neri (BH). Recentemente sono stati riportati in alcuni casi sia la mancanza di "cut-off" ad alta energia, che indica la possibile correlazione con emissione radio e produzione di "jets", sia la presenza di componenti di riflessione. Nonostante queste evidenze, permangono ancora punti aperti ed un'indagine del loro comportamento in una banda ampia di energia mancava prima del lancio di INTEGRAL. In questa tesi si riportano i risultati dello studio ad alta energia da un campione selezionato di NS LMXBs di tipo Atoll e Bursters, nel Bulge Galattico: 4U 1608-522, GX 354-0, 4U 1722-30, 4U 1820-30, 4U 1812-12, XB 1832-330 ed anche 4U 1254-690. Questo campione è composto da sorgenti con differenti caratteristiche, molte di esse appartengono a Globular Cluster, qualcuna è classificata come transiente e qualcuna come persistente. Il lovoro è consistito nello studio di questo campione tramite l'analisi dati delle osservazioni effettuate con INTEGRAL. Il lavoro si è basato dapprima sulla creazione di curve di luce, per determinare cambiamenti di flusso nel tempo; succesivamente, sulla costruzione dei diagrammi colore-intensità; infine su una estrazione spettrale "fine", per determinare i parametri fisici che dominano i diversi stati spettrali. In alcuni casi sono stati anche usati dati scientifici di altri satelliti (BeppoSAX e RXTE). I risultati possono essere riassunti in questo modo: Conferma che le NS LMXBs sono sistemi che emettono ad alta energia fino a 200-300 keV. Le sorgenti 4U 1812-12, XB 1832-330, 4U 1254-690 hanno mostrato un comportamento persistente con emissione ad alta energia fino a 200 keV. Le sorgenti 4U 1820-30, 4U 1608-522, 4U 1722-30 and GX 354-0 hanno mostrato cambiamento di stato spettrale. In particolare, per la prima volta, la sorgente 4U 1820-30 ha mostrato, durante lo stato Hard, un'emissione ad alta energia caratterizzata dalla presenza di una coda dura sopra ai 50 keV. Essa può essere prodotta da emissione di sincrotrone correlata ad emissione radio di un "jet", o più probabilmente, da emissione di Comptonizzazione ibrida termica/non termica. Tale coda dura è stata anche rivelata durante lo stato Hard di GX 354-0. Infine, abbiamo ricostruito per tutti gli stati rivelati delle sorgenti del nostro campione, il "Burters Box", cioè un diagramma che confronta la luminosità nella bande di energia 4-10 keV e 20-200 keV. Esso è utile per la ricerca delle somiglianze e differenze con i BHs e anche per confrontare tra di loro le sorgenti del campione analizzato.
A.A. 2007/2008
astronomia X gamma
stelle di neutroni
binarie X
X and gamma astronomy
neutron star
en
Tesi di dottorato
Tarana, A. (2008). High energy behaviour of neutron star low mass X-ray binaries.
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