Accretion flow properties in low-mass X-ray binaries

Accretieschijf dubbelstersystemen onderzocht In zijn proefschrift onderzoekt Andrea Sanna de eigenschappen van de accretiestroom in lage-massa röntgendubbelstersystemen (LMXBs, low-mass X-ray binaries). Dat zijn systemen waarin een neutronenster of een stellair zwart gat zich via een zogenoemde accretieschijf voedt met materie afkomstig van een lage massa begeleidende ster. Röntgendubbelstersystemen vormen een uniek laboratorium voor onderzoek van de fysica in een sterk zwaartekrachtsveld en in zeer dichte materie; extreme condities die niet na te bootsen zijn op de Aarde. Effecten rond deze compacte objecten, die voorspeld worden in de algemene relativiteitstheorie, zijn vele ordes van grootte sterker dan die waarin de algemene relativiteitstheorie succesvol is getest (het zwakke veld domein). De precieze aard en de collectieve eigenschappen van de elementaire deeltjes waaruit de neutronenster is opgebouwd, zijn nog steeds niet goed genoeg begrepen om de toestandsvergelijkingen (die de toestand van de materie in de neutronenster beschrijven) te voorspellen. Door de baanbeweging rond een neutronenster te onderzoeken, kunnen zowel de massa als de straal van het object bepaald worden. Dat kan weer gebruikt worden om de toestandsvergelijking en vervolgens de fundamentele eigenschappen van het materiaal in de neutronenster vast te stellen. Om röntgendubbelstersystemen te begrijpen, bestudeerde Sanna fotonen die worden uitgezonden door deze systemen. Hij richt zich op röntgenemissie die zijn oorsprong vindt in de nabije omgeving van het compacte object. ‘Momenteel zijn we nog niet in staat om via directe beeldvormende technieken de LMXBs ruimtelijk op te lossen in het röntgengebied,’ zegt hij. ‘Daarom zijn spectrale- en tijdsanalyses van röntgenfotonen de voornaamste methodes die gebruikt worden om de spectrale evolutie van de röntgenbron te begrijpen en om de intrinsieke parameters van het compacte object te onthullen. In dit proefschrift richt ik me in het bijzonder op het bestuderen van de kilohertz quasi-periodieke oscillaties en de relativistische ijzeremissielijnen; twee karakteristieken die respectievelijk de variabiliteit en de spectrale eigenschappen van LMXBs weergeven.’