Modelling of Comptonisation in low-mass X-ray binaries in the presence of fast variability

Model verklaart waarnemingen rond röntgenbronnen

Comptonisatie is een natuurkundig fenomeen dat beschrijft hoe straling die door een bron wordt uitgezonden verandert tijdens het reizen door een medium. In röntgendubbelsterren met een lage massa (LMXB's) zendt een compact object, dat een neutronenster of een zwart gat is, röntgenstraling uit die door een medium gaat, de corona genaamd. De corona is in zekere zin de atmosfeer van zo’n LMXB.

Na door de corona te zijn gegaan, is te zien dat de straling die onze telescopen bereikt oscilleert op tijdschalen van microseconden tot enkele seconden. Kostas Karpouzas heeft een wiskundig model ontwikkeld dat zowel het stralingsprofiel dat door telescopen wordt ontvangen verklaart, alsook hoe die straling op verschillende golflengten oscilleert als functie van de tijd.

Door de voorspellingen van het model te vergelijken met echte waarnemingen, concludeert hij dat: (a) de LMXB's die een neutronenster bevatten waarschijnlijk een corona hebben die ongeveer honderd keer kleiner en 10 keer dichter dan die van LMXB's die een zwart gat bevatten, (b) de grootte van de corona van zwart gat LMXB's verandert regelmatig tussen zeer groot en zeer klein, wat leidt tot een andere interactie tussen de corona en materie rond het zwarte gat en (c) de corona rond zwart gat LMXB's kan worden uitgeworpen met behulp van magnetische velden, die de zogenaamde jet vormen en later weer verschijnen in zijn vorige vorm. De resultaten van Karpouzas hebben voor het eerst kwantitatief bewijs geleverd voor fenomenen die decennia geleden in de literatuur werden gesuggereerd.

Sterrenkunde van het Kapteyn Instituut met financiering van de RUG en de universiteit van Southampton (VK). Hij werkt nu als postdoc aan de RUG.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/d2a49a8a-2e01-4f41-b6f2-80d431103671