Geçici kütle aktarımı yapan nötron yıldızlarının soğuması
Cooling of transiently accreting neutron stars
Yazar: ECE GÜLFEM STÜCKER
Danışman: PROF. DR. TOLGA GÜVER
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Astronomi ve Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı / Astronomi ve Uzay Bilimleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences

Özet:
Geçici düşük kütleli X-ışın çiftlerinin kütle aktarımının çok düşük seviyelerde olduğu sıralardaki ışınımı asıl olarak kütle aktarımının yoğun olduğu sırada yüzeyi ısınan nötron yıldızının soğumasından ileri gelmektedir. Bu ışınım özellikle son yıllarda X-ışın teleskopları ile gözlenmiş ve bu sayede, nötron yıldızlarının kabuk katmanlarının soğuma özellikleri dolayısıyla da fiziksel yapıları hakkında önemli bulgulara ulaşılmıştır. Ancak günümüzde bu ışınımı modellemek için kullanılan tüm atmosfer modelleri nötron yıldızlarının rölativistik anlamda dönmediği varsayımı altında geliştirilmiştir. Bu durum ise, bu nötron yıldızlarının bazılarının yüksek dönme frekansları ile bir çelişki içindedir. Tez kapsamında yapılan çalışmalar ile, yüzey ışınımının modellenmesinde dönme kaynaklı ek rölativistik etkilerin de hesaba katıldığı yeni bir model ilk kez olarak ve sistematik bir biçimde geçici X-ısın çiftlerine uygulanmıştır. Böylece dönmenin nötron yıldızlarının soğuması üzerine olan etkisi, ilgili rölativistik etkilerin hesaba katılması ile ilk defa olarak incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda toplamda 8 farklı düşük kütleli X-ışın çiftindeki nötron yıldızlarının soğuma verilerine uygulanan model, klasik model ile aynı başarımla verileri açıklamakta ise de %3 kadar farklı bir sıcaklık değeri vermektedir. Bu değişim sistematik gibi görünmekte ise de kaynakların soğuma eğrilerini önemli ölçüde etkilemekten uzaktır. Tez kapsamında yapılan çalışmaların yayınlanması ile modelin XSPEC programının model kütüphanesine eklenmesi için de gerekli çalışmalar yapılmaktadır.

Abstract:
The radiation from transient low mass X-ray binaries in quiescence is mainly due to the cooling of the surface of the neutron star being heated during outbursts. This radiation has been observed with X-ray telescopes especially in recent years, and thus, important findings about the physical properties of the crust layers of neutron stars have been reached based on their cooling properties. To date, however, all the atmosphere models used in modeling this radiation have been developed under the assumption that neutron stars do not rotate in a relativistic sense. This is in contradiction with the high rotational frequencies of some of these neutron stars. With the studies carried out within the scope of our project, a new model, which takes into account the additional relativistic effects of rotation in modeling of surface radiation, has been applied for the first time and systematically to transient X-ray binaries. Thus, the effect of rotation on the cooling of neutron stars is examined for the first time, taking into account the relevant relativistic effects. As a result of the studies performed, the model applied to the cooling data of the neutron stars from 8 different low mass X-ray binaries, explains the data with the same statistical performance as the classic model, but gives a temperature value that is different up to 3%. Although this change appears to be systematic, it does not significantly affect the cooling curves of resources. We are planning to add the model we created to the model library of the XSPEC program with the publication of the studies made within the scope of the thesis.