PROJEKTY

Projekt badawczy  nr 59/2021 „Badanie procesów fizycznych odpowiedzialnych za emisję promieniowania rentgenowskiego w akrecji na gwiazdy neutronowe” w ramach konkursu „Granty dla doświadczonych badaczy” finansowanego w ramach zwiększonej o 2% subwencji dla Uczelni, które przystąpiły do konkursu Inicjatywa Doskonałości – Uczelnia Badawcza; okres realizacji: 01.07.2022-30.06.2024; kierownik – dr Michał Szanecki.

Promieniowanie rentgenowskie generowane w procesie akrecji stanowi obecnie przedmiot intensywnych badań jako źródło istotnych informacji z punktu widzenia fizyki silnego pola grawitacyjnego. Ważnym narzędziem analizy w takich badaniach jest model, który pozwala wyznaczyć ograniczenia dla kluczowych parametrów układu. Najistotniejsze z nich, takie jak spin, rozmiar obiektu centralnego czy inklinacja obserwacyjna, wynikają z własności relatywistycznych widm modelujących odbicie fotonów od powierzchni dysku akrecyjnego. O ile dostępna obecnie rodzina modeli liczących takie widma dla czarnych dziur jest bogata o tyle nie istnieją dedykowane modele odbicia relatywistycznego dla gwiazd neutronowych.

Celem projektu było wdrożenie nowego, relatywistycznego modelu promieniowania rentgenowskiego obserwowanego z układów z gwiazdą neutronową oraz zastosowanie go do trzech systemów gwiazd podwójnych małej masy:  4U1608-52, 4U1702-429 i 4U1728-34, by określić podstawowe parametry fizyczne tych układów. Osiągnięcie wysokiego stopnia zgodności widma generowanego przez model z danymi ma umożliwić konfrontację uzyskanych rezultatów z obecnymi wynikami badań dla tych obiektów, ale także dać szansę lepszego zrozumienia fizyki akrecji na obiekty ze sztywną powierzchnią i docelowo pomóc określić równania stanu materii neutronowej.

Obecna wersja rozwojowa modelu (reflkerr_ns)  jest publicznie dostępna na podstronie Uniwersytetu Łódzkiego, pod adresem:  www.wfis.uni.lodz.pl/reflkerr  i gotowa do użycia z powszechnie stosowanymi środowiskami analizy danych rentgenowskich:  XSPEC  (https://heasarc.gsfc.nasa.gov/xanadu/xspec/)  i ISIS  (https://space.mit.edu/cxc/isis/).

Model jest intensywnie rozwijany. Stosunkowo nowe badania nad efektem promieniowania powracającego (zobacz pracę autorów: Riaz, S., Szanecki M., Niedźwiecki A. i inni,  „Impact of the Returning Radiation on the Analysis of the Reflection Spectra of Black Holes”, The Astrophysical Journal 910, P 49 (2021)), wskazują na konieczność uwzględnienia istotnych poprawek relatywistycznego odbicia drugiego rzędu (odbicia odbicia), które z uwagi na złożoność odbicia w układach z gwiazdami neutronowymi, wymagają znaczącej liczby dodatkowych i czasochłonnych obliczeń.