| Περίληψη |
Στην μεταπτυχιακή μου εργασία κληθήκαμε να εξηγήσουμε την απότομη καμπή που παρουσιάζεται στην συνάρτηση λαμπρότητας ακτίνων Χ σε διπλά συστήματα αστέρων μεγάλης μάζας (HMXBs), και ειδικότερα στην συνάρτηση λαμπρότητας αυτών των αντικειμένων στο μικρό νέφος του Μαγγελάνου. Ένα διπλό σύστημα αστέρων μεγάλης μάζας αποτελεί μία φάση στην εξέλιξη διπλών συστημάτων. Στη φάση αυτή, το αρχικά πιο μαζικό αστέρι έχει καταρρεύσει σε ένα αστέρα νετρονίων, και το αστέρι χορηγός εκλύει υλικό από την επιφάνεια του στον περιβάλλοντα χώρο μέσω αστρικού ανέμου. Το υλικό αυτό με τη σειρά του προσαυξάνεται με τη μορφή δίσκου στον συμπαγή γείτονα του. Πέφτοντας, το υλικό ακολουθεί τις μαγνητικές γραμμές μέχρι τους πόλους του αστέρα νετρονίων όπου και εκπέμπει, προσπίπτοντας σε αυτούς, ακτίνες Χ. Μελετώντας τη συνάρτηση λαμπρότητας ακτίνων Χ, που δίνει το συνολικό αριθμό αντικειμένων (στην περίπτωση μας διπλών συστημάτων μεγάλης μάζας) σε ένα συγκεκριμένο διάστημα τιμών λαμπρότητας, ψάχνουμε για ιδιότητες αυτών των αντικειμένων εμφανείς μόνο όταν εξετάσουμε τον πληθυσμό τους σαν ολότητα.
Μια τέτοια παράξενη ιδιότητα είναι η καμπή που δημιουργείται στην συνάρτηση λαμπρότητας του πληθυσμού αυτών των αντικειμένων, όταν παρατηρούμε μικρότερες τιμές λαμπρότητας. Αυτό υποδηλώνει την ύπαρξη ενός μηχανισμού, που ακόμα δε γνωρίζουμε επακριβώς, ο οποίο δεν επιτρέπει στα λιγότερο φωτεινά αντικείμενα του πληθυσμού να εκπέμψουν όσο θα περιμέναμε. Μιας και η εκπομπή λαμβάνει χώρα όταν το περιβάλλον υλικό προσπέσει στους πόλους του αστέρα νετρονίων, υποθέτουμε πως αυτός ο μηχανισμός τελικά αποτρέπει την προσαύξηση υλικού στο συμπαγές αντικείμενο. Μία πιθανή εξήγηση αυτού του μηχανισμού δίνεται από το «φαινόμενο της προπέλας» και η αποστολή μας σε αυτή την εργασία ήταν να δούμε εάν η υπάρχουσα θεωρία για το φαινόμενο, έπειτα από κάποιες αλλαγές που της εφαρμόσαμε, είναι ικανή να δώσει αποτελέσματα που συμφωνούν καλύτερα με τις παρατηρήσεις από ότι η προηγούμενη. Για να καταλάβουμε το φαινόμενο της προπέλας ας φανταστούμε μια προπέλα που γυρνάει πολύ γρήγορα ενώ της ρίχνουμε νερό. Αν η πίεση του νερού δεν είναι αρκετή τότε η προπέλα θα το απωθήσει όλο, αφήνοντας το εσωτερικό της στεγνό. Στην περίπτωση μας το ανάλογο του νερού είναι το περιβάλλον υλικό από τον αστρικό άνεμο, ενώ τον ρόλο της προπέλας παίζουν οι περιστρεφόμενες μαγνητικές γραμμές (μαγνητόσφαιρα). Κατά τον ίδιο τρόπο όταν η πίεση του υλικού δεν μπορεί να διαπεράσει το εμπόδιο που της παρουσιάζεται, η προσαύξηση θα εμποδιστεί μαγνητικά και η πηγή δε θα εκπέμψει, οδηγώντας στο παρατηρούμενο έλλειμμα σε πηγές χαμηλής λαμπρότητας.
Όπως συζητάμε εκτενώς στην εργασία ο παράγοντας που είναι υπεύθυνος για το φαινόμενο της προπέλας στην έκφραση της συνάρτησης λαμπρότητας, είναι συνάρτηση της κατανομής των μαγνητικών πεδίων όπως επίσης και της κατανομής περιόδων ιδιοπεριστροφής των αντικειμένων. Για την δεύτερη, είχαμε ανεπαρκή δεδομένα μέχρι το 2011 και οι προσπάθειες των ερευνητών να τα προσεγγίσουν οδηγούσε σε μια αναληθή έκφραση για τη συνάρτηση λαμπρότητας με παρόλαυτα την αναμενόμενη μορφή. Η δουλειά που είχε γίνει ήδη για το μεγάλο νέφος του Μαγγελλάνου έθεσε τις βάσεις και για τη δική μας δουλειά παρόλο που οι αλλαγές που εφαρμόσαμε ήταν καθοριστικές. Εφαρμόζοντας λοιπόν τα αποτελέσματα μιας πιο πρόσφατης και λεπτομερούς προσέγγισης περισσότερων δεδομένων καταλήξαμε σε μία καινούρια έκφραση για την κατανομή των περιόδων ιδιοπεριστροφής. Χρησιμοποιώντας αυτή τώρα ως μια πιο σίγουρη βάση για τη θεωρία, μας δόθηκε η δυνατότητα να εξετάσουμε το μαγνητικό πεδίο και να βρούμε τη μορφή αυτού που συμφωνεί καλύτερα με τις παρατηρήσεις. Η εργασία μας αυτή λοιπόν μας οδήγησε να βρούμε ένα καινούριο διαγνωστικό εργαλείο για μία από τις πιο δύσκολες μετρήσεις στην αστρονομία, αυτή του μαγνητικού πεδίου!
Τελειώνουμε την εργασία συγκρίνοντας την καινούρια συνάρτηση λαμπρότητας με την παλιά, με ιδιαίτερη έμφαση στην κρίσιμη τιμή που εμφανίζεται η καμπή πριν και τώρα. Συγκρίνουμε επίσης κάποιες από τις συναρτήσεις λαμπρότητας για διαφορετικές τιμές των παραμέτρων της κατανομής του μαγνητικού πεδίου με αυτή των παρατηρήσεων και βλέπουμε πως μπορούμε να απορρίψουμε αμέσως μερικές καμπύλες επικυρώνοντας έτσι τη δήλωσή μας πως μπορεί να δράσει σαν διαγνωστικό εργαλείο για τη μελέτη του μαγνητικού πεδίου.
|
Modeling the X-ray luminosity function of HMXB systems in the small magellanic cloud
