Анализ и интерпретация временных и спектральных характеристик рентгеновского излучения галактических кандидатов в черные дыры

• Автор: Трудолюбов, Сергей Павлович
• Шифр специальности: 01.03.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 168 с. : ил.

Хочется сказать огромное спасибо Марату Гильфанову и Евгению Чуразову, под руководством и в тесном сотрудничестве с которыми была выполнена большая часть работы. Большую помощь в моих исследованиях оказало продуктивное общение с товарищами по отделу Астрофизики высоких энергий Константином Бороздиным, Алексеем Финогеновым и Сергеем Сазоновым.
Хотелось бы выразить особую благодарность Рашиду Алиевичу Сюняеву за постоянное внимание и поддержку в моей научной работе.
Автор благодарит за гостеприимство коллектив Астрофизического Института общества им. Макса Планка (Германия) и группу N15—2 Лос—Аламосской Национальной Лаборатории (США), где была получена часть результатов, представленных в диссертации.
Во время работы над диссертацией автор получал поддержку от Российского Фонда фундаментальных исследований, 1ЫТАБ и Соро-совской программы образования в области точных наук.
Часть результатов, представленных в диссертационной работе, получена с использованием данных, предоставленных службой электронного архива Годдардовского Центра космических полетов (США). /;
Оглавление
Введение
1 Инструменты и наблюдения
1.1 Телескоп СИГМА обсерватории “Гранат”
1.2 Телескоп ТТМ обсерватории МИР — КВАНТ
1.3 Обсерватория RXTE
1.3.1 Прибор РСА
1.3.2 Прибор HEXTE
II Наблюдения GX
1.4 Введение
1.5 Наблюдения телескопом СИГМА в 1990—1994 гг
1.5.1 Наблюдения 1990 года
1.5.2 Вспышка 1991 года
1.5.3 Вспышка 1992 года
1.6 Эволюция спектра источника во время вспышек
1.7 Связь между жесткостью спектра и уровнем флуктуаций жесткого рентгеновского потока
1.8 Механизм возникновения вспышек
III Наблюдения GRS 1915+105
2 GRS 1915+105 в состоянии с низкой светимостью
2.1 Введение
2.2 Наблюдения
2.2.1 Эволюция параметров энергетического спектра
2.3 Эволюция характера переменности
2.3.1 Аналитическая аппроксимация спектров мощности
2.4 Корреляция спектральных и временных параметров
2.5 Корреляции между спектральными и временными свойствами
2.6 Обсуждение
3 GRS 1915+105 во вспышечном состоянии
3.1 Наблюдения
3.1.1 Спектральный анализ

ОГЛАВЛЕНИЕ
3.1.2 Временной анализ
3.2 Классификация состояний
3.2.1 Переходы между состояниями
3.2.2 Эволюция спектральных и временных параметров
3.3 Корреляция свойств спектральной и временной эволюции в период “жестких”
состояний
3.4 Корреляция между длительностью “жестких” состояний и соответствующей
частотой QPO в спектре мощности
3.5 QPO и “жесткие” состояния, как возможные проявления динамической и вязкой эволюции аккреционного диска
4 Модель аккреционного потока в GRS 1915+105
4.1 Наблюдательные предпосылки
4.2 Модель аккреционного потока
IV Пространственное распределение рентгеновских Новых
4.3 Введение
4.4 Пространственное распределение галактических рентгеновских Новых
4.5 Заключение
V Модель комптонизации на сходящемся потоке аккрецируемого вещества
VI Свойства галактических рентгеновских Новых
5 Рентгеновская Новая KS
5.1 Локализация и кривая блеска источника
5.2 Спектр
5.3 KS/GRS 1730-312 — Удаленная рентгеновская Новая ?
6 Рентгеновская Новая GRS 1739
6.1 Эволюция GRS 1739-278 в период вспышки 1996 г
6.1.1 Обнаружение QPO на частоте ~ 5 Гц
7 Рентгеновская Новая GRS 1737
7.1 Открытие и локализация источника
7.2 Кривые блеска источника в стандартном и жестком рентгеновском диапазонах
7.3 Спектр
7.4 Обсуждение
8 Рентгеновская Новая XTEJ1748
8.1 Введение
8.2 Кривая блеска и эволюция широкополосного энергетического спектра
8.3 Эволюция характера короткопериодической переменности рентгеновского
потока
8.4 Связь между эволюцией спектральных и временных параметров

Energy(keV)
Рис. 1.8. Широкополосные (2 - 300 кэВ) спектры йХ 339-4 в различных спектральных состояниях
рисунках 1.7 и 1.9. Легко видеть, что падение жесткости спектра GX 339-4 сопровождается уменьшением уровня вариаций жесткого рентгеновского потока, что напоминает поведение хорошо известных кандидатов в черные дыры, таких как Лебедь X-1 (Kuznetsov et al. , 1996) и Новая в созвездии Персея 1992 года (GRO J0422+32). Этот факт может рассматриваться как еще одно свидетельство схожести процесса генерации жесткого рентгеновского излучения в подобных системах.
1.8 Механизм возникновения вспышек
Как показывают оптические наблюдения, GX 339-4 является двойной системой с 14.8-часовым периодом обращения, состоящей из компактного объекта массы Ш0<МС<2Л40 и, вероятно, маломассивной нормальной звезды на поздней стадии эволюции со светимостью Ls Кривые блеска GX 339-4 в жестком рентгеновском диапазоне (>20 кэВ), полученные с помощью CGRO/BATSE во время его вспышек в 1991-1994 г., демонстрируют начальное возрастание интенсивности источника на масштабе времени ~ 1 месяца, сменяющееся более пологим подъемом до максимального значения в течение последующих ~2 месяцев, и относительно быстрым '-'-'20 - дневным спадом до предвспышечного значения (Harmon et al. , 1993; Harmon et al. , 1994). Характер эволюции рентгеновского спектра источника свидетельствует о том, что максимум темпа аккреции в системе достигается через некоторое время после пика светимости в жестком диапазоне, т. е. через ~ 3 месяца после начала вспышки. Такое поведение противоположно поведению рентгеновских Новых во время главной вспышки