Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


ПОПУЛЯЦИЯ МЯГКИХ И СВЕРХ-МЯГКИХ РЕНТГЕНОВСКИХ ИСТОЧНИКОВ В ГАЛАКТИКЕ М51

Работа №29463

Тип работы

Дипломные работы, ВКР

Предмет

астрономия

Объем работы51
Год сдачи2018
Стоимость0 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
263
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


ВВЕДЕНИЕ 3
Обсерватория Chandra и структура рентгеновских данных 5
Рентгеновские источники. Мягкие и сверхмягкие рентгеновские источники 11
ГЛАВА I. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕНТГЕНОВСКИХ ИСТОЧНИКОВ В ГАЛАКТИКЕ М51 16
1.1 Работа с данными со спутника Chandra 17
1.2 Метод поиска мягких и сверхмягких рентгеновских источников 22
1.3 Популяция мягких и сверхмягких источников в галактике М51 23
1.4 Распределение по температурам. Диаграмма рентгеновской светимости и температуры 25
1.5 Анализ источников на переменность 28
1.6 Пространственное распределение мягких источников 32
ГЛАВА II. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39
Список использованной литературы 42
Приложение


Актуальность работы. Аккрецирующие белые карлики являются одними из кандидатов в предшественники сверхновых типа Ia. Исследование популяции этих источников и сравнение с теоретическими моделями позволяют лучше понять природу этих источников и уточнить существующие модели. Аккрецирующие белые карлики могут быть мощными источниками мягкого и сверхмягкого рентгеновского и экстремального ультрафиолетового излучения. В зависимости от темпа аккреции на поверхности белого карлика может происходить стабильное термоядерное горение водорода. В этом случае белый карлик будет наблюдаться как сверхмягкий рентгеновский источник с температурой ~100-150 эВ. При меньших темпах аккреции горение водорода неустойчиво, что приводит к возникновению феномена классических и рекуррентных новых. Рентгеновское послесвечение новых также наблюдается в мягком рентгеновском диапазоне. Наблюдения в рентгеновском диапазоне со спутника Chandra позволяют обнаружить и исследовать популяции аккрецирующих белых карликов в ближайших галактиках, исследовать их эволюцию и роль в производстве сверхновых типа Ia, а также физику термоядерного горения водорода на поверхности белого карлика и формирование спектров их излучения.
Данная работа посвящена исследованию компактных рентгеновских источников в спиральной галактике М51. Плоскость диска галактики почти перпендикулярна к лучу зрения, что позволяет в полной мере исследовать разные типы и популяции источников.
Целью работы является поиск популяции аккрецирующих белых карликов с термоядерным горением водорода на поверхности в галактике М51. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Обработка и интерпретация наблюдательных данных с космической обсерватории Chandra;
2. Оптимизация процедуры детектирования для обнаружения источников с мягкими и жесткими спектрами;
3. Разработка новых методов выделения популяции мягких источников.
Работа состоит из Введения, двух глав и заключения. Во Введении представлено строение телескопа Chandra и история исследования мягких и сверхмягких источников. Основная часть работы включает в себя шесть разделов, где рассматривается процесс обработки данных, метод выделения популяции мягких источников и наблюдательные характеристики популяции мягких источников в галактике М51. Приводится обсуждение полученных данных и заключение.
В приложении приведен список мягких и сверхмягких источников, обнаруженных в галактике М51.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


В работе исследована популяция компактных рентгеновских источников в спиральной галактике М51. Для поиска популяции мягких и сверхмягких источников были использованы архивные данные наблюдений этой галактики обсерваторией Chandra в 2000-2012 гг. с суммарной экспозицией 845 ксек. Была выполнена оптимизация процедуры детектирования источников и применение нескольких диапазонов для поиска мягких источников. Разработан новый метод поиска мягких и сверхмягких источников на основе комбинации жесткости и медианной энергии. По данным спутника Chandra в галактике М51 обнаружена ярко выраженная популяция мягких источников. Очевидно, что такие популяции должны присутствовать и в других звездообразующих галактиках. По оценкам значительную часть мягких источников должны составлять аккрецирующие белые карлики. Мягкие источники вероятнее связаны с молодым населением, их популяция должна зависеть от темпа звездообразования родительской галактики. Наблюдаемое число мягких источников в первом приближении согласуется с предсказаниями синтетической модели их эволюции и с оценками числа классических новых в галактике М51.
В перспективе планируется исследование популяций мягких источников в других звездообразующих галактиках и определения их вклада в мягкое излучение родительской галактики.



1. Chandra X-ray observatory [Электронный ресурс]. - http://cxc.harvard.edu/index.html. ( Дата обращения: 04.06.2018).
2. X-Ray telescopes // Encyclopedia of astronomy and astrophysics. Institute of Physics Publishing, UK, 2001, P.3-10.
3. K. Naria Geometrical aberration of a generalized Wolter type I telescope / K. Nariai // Applied Optics. - 1987. - V. 25. - Р. 4428 - 4432.
4. K. S. Long A soft X-ray study of the Large Magellanic Cloud / K.S. Long, D. J. Helfand, D. A. Grabelsky // The Astrophysical Journal. - 1981. - V. 248. P. 925-944.
5. Seward F. D. X-ray survey of the Small Magellanic Cloud / Seward F. D., Mitchell M. // The Astrophysical Journal. - 1981. - V. 243. P. 736-743.
6. H. Prestwich Classifying X-Ray Sources in External Galaxies from X-Ray Colors / H. Prestwich , J. Irwin, E. Kilgard, I. Krauss, A. Zezas // The Astro- physical Journal. - 2003. - V. 595. P. 719-726.
7. J. Trumper X-ray survey of the Large Magellanic Cloud by ROSAT / J. Trumper, G. Hasinger, B. Aschenbach, H. Brauninger, U.G. Briel, W. Burkert, H. Fink, E. Pfeffermann, W. Pietsch, P. Predehl, J. H. M. M. Schmitt, W. Voges,
U. Zimmermann, K. Beuermann // Nature. - 1991. - V. 349. P. 579-583.
8. P. Kahabka Supersoft ROSAT Sources in the Galaxies / P. Kahabka, J. Trumper // Compact stars in binaries, IAU symposium. - 1996. P.425.
9. E. P. J. van den Heuvel Accreting white dwarf models for CAL 83, CAL 87 and other ultrasoft X-ray sources in the LMC / E. P. J. van den Heuvel, D. Bhattacharya, K. Nomoto, S. A. Rappaport // Astronomy and Astrophysics. - 1992. - V. 262. P. 97-105.
10. W. M. Wolf Hydrogen Burning on Accreting White Dwarfs: Stability, Recurrent Novae, and the Post-nova Supersoft Phase / W.M. Wolf, L. Bildsten, J. Brooks, B. Paxton // The Astrophysical Journal. - 2013. - V. 777. P. 136-151.
11. M. D. Soraisam Population of post-nova supersoft X-ray sources / M. D. So- raisam, M. Gilfanov, W. M. Wolf, L. Bildsten // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. - 2016. - V. 455. P. 668-679.
12. R. Di Stefano Luminous Supersoft X-Ray Sources in External Galaxies / R. Di Stefano, A. K. H. Kong // The Astrophysical Journal. -2003. - V. 592. P. 884899.
13. K. Mukai Chandra Observation of Luminous and Ultraluminous X-Ray Binaries in M101 / K. Mukai, W. D. Pence, S. L. Snowden, K.D. Kuntz // The Astrophysical Journal. - 2003. - V. 582. P. 184-189.
14. G. de Vaucouleurs Third Reference Catalogue of Bright Galaxies. Volume I: Explanations and references. Volume II: Data for galaxies between 0h and 12h. Volume III: Data for galaxies between 12h and 24h. / G. de Vaucouleurs, A de Vaucouleurs, H. G. Corwin, R. J. Buta, G. Paturel, P. Fouque // Springer. - 1991. P. 2091.
15. R. Ciardullo Planetary Nebulae as Standard Candles. XII. Connecting the Population I and Population II Distance Scales / R. Ciardullo, J.J. Feldmeier, G. H. Jacoby, R. Kuzio de Naray, M. B. Laychak, R. P. Durrell // The Astro- physical Journal. - 2002. - V. 577. P. 31-50.
16. A. P. Marston ROSAT observations of the luminous X-ray sources in M51 / A. P. Marston, D. Elmegreen, B. Elmegreen, W. Forman, C. Jones, K. Flanagan // The Astrophysical Journal. -1995. - V. 438. P. 663-671.
17. Y. Terashima The Luminous X-Ray Source Population in M51 Observed with Chandra / Y. Terashima, S. A. Wilson // The Astrophysical Journal. - 2004. - V. 601. P. 735-758.
18. R. Di Stefano The Discovery of Quasi-soft and Supersoft Sources in External Galaxies / R. Di Stefano, A. K. H. Kong // The Astrophysical Journal. - 2004. -
V. 609. P. 710-727.
19. K. D. Kuntz A Deep Chandra ACIS Survey of M51 / K. D. Kuntz, K. S. Long, R. E. Kilgard // The Astrophysical Journal. - 2016. - V. 827. P. 46-66.
20. Chandra Data Archive [Электронный ресурс]. - http://cxc.harvard.edu/cda/.
( Дата обращения: 04.06.2018).
21. CIAO: Chandra Interactive Analysis of Observations [Электронный ресурс]. - http://cxc.harvard.edu/ciao/. ( Дата обращения: 04.06.2018).
22. F. Damiani A method based on wavelet transforms for source detection in photon-counting detector images. I. Theory and general properties / F. Damiani,
A. Maggio, G. Micela, S. Sciortino // The Astrophysical Journal. - 1997. -V. 483. Р. 350-369.
23. M. Taylor STILTS - A Package for Command-Line Processing of Tabular Data / M. Taylor // Astronomical Data Analysis Software and Systems XV ASP Conference Series. - 2005. - V. 351. P. 666
24. P. R. Rider Variance of the median of small samples from special populations / P. R. Rider // J. Amer. Statist. Assoc. - 1960. - V. 55. P. 148 - 150
25. P. E. Freeman Sherpa: a mission-independent data analysis application / P. E. Freeman, S. Doe, A. Siemiginowska // SPIE Proceedings. - 2001. - V. 4477. P. 76
26. F. Walter THINGS: The H I Nearby Galaxy Survey / F. Walter, E. Brinks, W. J.
G. de Blok, F. Bigiel, R. Kennicutt, M.D. Thornley, A. K. Leroy // The Astronomical Journal. - 2008. - V. 136. P. 2563-2647.
27. A. K. Leroy Heracles: The HERA CO Line Extragalactic Survey / A. K. Leroy, F. Walter, F. Bigiel, A. Usero, A. Weiss, E. Brinks, W.J.G. de Blok, R. C. Kennicutt, K. F. Schuster, C. Kramer // The Astronomical Journal. - 2009. - V. 137. P. 4670-4696.
28. P. M. W. Kalberla The Leiden/Argentine/Bonn (LAB) Survey of Galactic HI. Final data release of the combined LDS and IAR surveys with improved stray- radiation corrections / P. M. W. Kalberla, W. B. Burton, D. Hartmann, E. M. Arnal, E. Bajaja, R. Morras, W. G. L. Poppel // Astronomy and Astrophysics. -
2005. - V. 440. P. 775-782.
29. D. A. Swartz Chandra Discovery of Luminous Supersoft X-Ray Sources in M81 / D. A. Swartz, K. K. Ghosh, V. Suleimanov, A. F. Tennant, K. Wu // The Astrophysical Journal. - 2002. - V. 574. P. 382-397.
30. K. Ebisawa Application of a general relativistic accretion disk model to LMC X-1, LMC X-3, X1608 - 522, and X1636 - 536 / K. Ebisawa, K. Mitsuda, T. Hanawa // The Astrophysical Journal. - 1991. - V. 367. P. 213-220.
31. C. T. Kowal Supernovae discovered since 1885 / C. T. Kowal, W. L. W. Sargent // The Astronomical Journal. - 1971. - V. 76. P. 756 - 764.
32. T. Puckett Supernova 1994I in NGC 5194 / T. Puckett, J. Armstrong, W. Johnson, D. Millar, R. Berry, R. Kushida, M. W. Richmond, A. V. Filippenko, L. Armus, J. M. Mazzarella // IAU Circ. - 1994. - No. 5961.
33. R. Muendlein Supernova 2005cs in M51 / R. Muendlein, W. Li, H. Yamaoka, K. Itagaki // IAU Circ. - 2005. - No. 8553.
34. I. Arcavi SN 2011dh: Discovery of a Type IIb Supernova from a Compact Progenitor in the Nearby Galaxy M51 / I. Arcavi, A. Gal-Yam, O. Yaron, A. Sternberg et al. // The Astrophysical Journal Letters. - 2011. -V. 742. P. 18 - 25.
35. W. Cash Parameter estimation in astronomy through application of the likelihood ratio / W. Cash // The Astrophysical Journal. - 1979. - V. 228. P. 939-947.
36. N. Gehrels Confidence limits for small numbers of events in astrophysical data / N. Gehrels // The Astrophysical Journal. - 1986. -V. 303. P. 336-346.
37. S. Mineo X-ray emission from star-forming galaxies - I. High-mass X-ray binaries // S. Mineo, M. Gilfanov, R. Sunyaev // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. - 2012. - V. 419. P. 2095 - 2115.
38. M. Gilfanov Low-mass X-ray binaries as a stellar mass indicator for the host galaxy / M. Gilfanov // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society/ - 2004. - V. 349. P. 146 - 168.
39. Spitzer Heritage Archive [Электронный ресурс]. - http://sha.ipac.caltech.edu/applications/Spitzer/SHA/. ( Дата обращения: 04.06.2018) .
40. F. Mannucci The supernova rate per unit mass / F. Mannucci, M. Della Valle, N. Panagia, E. Cappellaro, G. Cresci, R. Maiolino, A. Petrosian, M. Turatto // Astronomy and Astrophysics. - 2005. -V. 433. P.807-814.
41. P. Maggi The population of X-ray supernova remnants in the Large Magellanic Cloud / P. Maggi, F. Haberl, P. J. Kavanagh, M. Sasaki, L. M. Bozzetto, M. D. Filipovic, G. Vasilopoulos, W. Pietsch, S. D. Points, Y. -H. Chu, J. Dickel, M. Ehle, R. Williams, J. Greiner // Astronomy & Astrophysics. - 2016. -V. 585. P.162-214.
42. L. A. Maddox A Study of Compact Radio Sources in Nearby Face-on Spiral Galaxies. II. Multiwavelength Analyses of Sources in M51 / L.A. Maddox, J. J. Cowan, R. E. Kilgard, E. Schinnerer, C. J. Stockdale // The Astronomical Journal. -2007. -V.133. P. 2559-2568.
43. A. W. Shafter Novae in External Galaxies: M51, M87, and M101 / A. W. Shafter, R. Ciardullo, C. J. Pritchet // The Astrophysical Journal. - 2000. - V. 530. P. 193-206.
44. H. L. Chen Population synthesis of accreting white dwarfs - II. X-ray and UV emission / H. L. Chen, T. E. Woods, L. R. Yungelson, M. Gilfanov, Z. Han // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. - 2015. - V.453. P.30243034.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ