Düşük kütleli X-ışın çiftlerinin zaman analizi ile tayfsal evrelerinin incelenmesi
Probing spectral states of low mass X- ray binaries through timing analysis
Yazar: ASLI TUNCER
Danışman: PROF. DR. TOLGA GÜVER ; PROF. DR. EDA SONBAŞ DHUGA
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:
Kara delik X-ışın çiftlerinde görülen parlamaların sertlik - ışıma gücü diyagramında çeşitli tayfsal evrelerden geçerek "q-eğrisi" benzeri bir yapı gösterdikleri bilinmektedir. Kara delik barındıran düşükkütleli x-ışın çiftlerindeki tayfsal evre geçişlerine benzer yapı sergileyen ve "histerezis" olarak bilinen tayfsal evre geçişleri nötron yıldızı sistemlerinde de görülmektedir. Bu tez çalışmasında kara delik barındıran düşük kütleli x-ışın çifti GX 339-4' ün 2002/2003-2010 parlaması, nötron yıldızı barındıran düşük kütleli x-ışın çifti olan 4U 1608-52 ve Aql X-1' ın sırasıyla 2002-2007 ve 1999-2000 parlamaları incelenmiştir. Kaynakların Rossi X-Ray Timing Explorer uydusu arşiv verileri kullanılarak yapılan analizleri sonucunda minimal zaman ölçekleri (MTS) elde edilmiştir. Her bir parlama için minimal zaman ölçeği - ışıma gücü diyagramları oluşturulmuştur. Bu diyagramlar geleneksel sertlik - ışıma gücü diyagramları ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca MTS ile güç tayflarından elde edilen ve değişkenliğin bir ölçüsü olan karelerin ortalamasının karekökü ile arasındaki ilişki incelenmiştir. Minimal zaman ölçeği ile güç tayflarından elde edilen kırılma frekansları arasındaki ilişkiye de ek olarak bakılmıştır. GX 339-4 kaynağının farklı evrelerde zamansal ve tayfsal olarak nasıl davranış gösterdiğinin anlaşılması için kaynağın tayfsal analizlerinden Compton-y parametresi hesaplanmıştır ve diğer parametrelerle arasındaki ilişki araştırılmıştır. Bu tez çalışmasında ilk kez oluşturulan minimal zaman ölçeği - ışıma gücü diyagramları ile geleneksel sertlik - ışıma gücü diyagramları karşılaştırılmış ve aralarında benzerlik bulunmuştur. 4U 1608-52 ve Aql X-1 kaynaklarının farklı parlamaları için minimal zaman ölçeği ile kesilim frekansı arasında güçlü bir pozitif korelasyon görülmüştür. Kaynakların incelenen her parlaması için histerezis çevrimleri, sertlik - minimal zaman ölçeği ilişkisinde farklılıklar gözlenirken minimal zaman ölçeği - kesilim frekansı korelasyonunun evrensel olduğu görülmüştür.

Abstract:
It is known that the outbursts observed from black hole X-ray binaries pass through various spectral states in the hardness-intensity diagram and show a structure similar to the "q-curve". Spectral state transitions known as "hysteresis", which exhibit a structure similar to spectral state transitions in low mass x-ray binaries that contain black holes, are also seen in neutron star systems. In this thesis, the 2002 / 2003-2010 outbursts of the black hole low-mass x-ray binary GX 339-4, and the 2002-2007 and 1999-2000 outbursts  of neutron star low-mass X-ray binaries 4U 1608-52 and Aql X-1 were studied. Minimal time scales (MTS) were obtained as a result of the analysis of the sources using the archival Rossi X-Ray Timing Explorer data. Minimal time scale - radiant power diagrams were created for each glare. These diagrams are compared with traditional hardness - radiant power diagrams. In addition, the relationship between MTS and the root mean square of squares, which is a measure of variability, obtained from power spectra was investigated. The relationship between the minimal time scale and the refraction frequencies obtained from the power spectra was also examined. In order to understand how the GX 339-4 behaves temporally and spectrally in different stages, the Compton-y parameter was calculated from the spectral analysis of the source and its relationship with other parameters was investigated. In this thesis, the minimal time scale - intensity diagrams created for the first time and were compared with traditional hardness - intensity diagrams and similarities were found between them. A strong positive correlation was observed between the minimal time scale and the cutoff frequency for different outbursts of 4U 1608-52 and Aql X-1. While differences were observed in the relationship between hysteresis cycles, hardness - minimal time scale for each outburst of the sources examined, it was observed that the correlation of minimal time scale - cutoff frequency was universal.