吸积中子星上的热核 X 射线暴建模
高能天体物理现象
2020-04-02 v1
摘要
在低质量 X 射线双星中，恒星物质吸积到中子星上可引发不稳定的热核闪焰，即 I 型 X 射线暴。使用计算模型模拟这些事件可提供关于吸积系统本质的宝贵信息。具有大型核反应网络的一维（1D）天体物理代码是当前模拟 X 射线暴的最先进技术。这些代码可通过数千条核反应路径追踪同位素演化，以预测释放的核能与灰烬的最终组成。本论文中，我广泛使用了处于这些工作前沿的 1D 代码 KEPLER。我首先介绍了 KEPLER 暴模型的建立与分析改进。通过在初始条件中计入核加热，我缩短了热燃入时间，从而降低计算开销并产生更一致的暴序列。为模拟由暂现吸积事件供能的暴，我首次使用完全时间依赖的吸积率进行了此类模拟。在先前对“时钟暴源”GS 1826−238 建模工作的基础上，我预计算了一个含 3840 次模拟的网格，并使用马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）方法对插值结果进行采样。通过将预测与多历元观测比较，我获得了系统参数的后验概率分布。随后，我将 MCMC 方法扩展到纯氦暴源 4U 1820−30，使用了一个含 168 次模拟的网格。最后，我讨论了未来研究的潜在改进，以进一步推进吸积中子星的计算建模。
引用
@article{arxiv.2004.00012,
title = {Modelling Thermonuclear X-ray Bursts on Accreting Neutron Stars},
author = {Zac Johnston},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.00012},
year = {2020}
}
备注
PhD Thesis, 105 pages, contains versions of the articles arXiv:1711.03970 and arXiv:1909.07977