Düşük Kütleli X-Işını Çiftlerinde Nötron Yıldızları

Öz

Düşük kütleli X-Işını çiftlerinde (LMXB) bulunan nötron yıldızları (NS), düşük kütleli eş yıldızlarından akan maddeyle beslenen, ince disklerden kütle aktarırlar. Bu sistemlerdeki nötron yıldızları üç farklı dönme fazında gözlenmektedir: (1) yüksek X-ışıma gücünde (Lx), yıldız diskten kütle aktarırken, hızlanır, (2) orta Lx seviyelerinde, yıldız diskten kütle aktarırken yavaşlar, (3) kritik bir Lx seviyesi altında aktarım durur, yavaşlama devam eder. Bu kaynakların bazıları faz (1) ve faz (2) arasında, Lx değerinde küçük değişimlerle, ani tork tersinmeleri gösterirler. Bazı diğer kaynaklar, özelde geçişken X-ışını kaynakları, faz (2) ve faz (3) arasında geçişler yaparlar. Konvansiyonel modellerin LMXB'lerin bu özelliklerini bir arada, tutarlı olarak açıklamada güçlükleri vardır. Bu çalışmada, bu uzun süreli problemleri özetle anlatmaktayız. Ayrıca, bu karakteristik LMXB davranışlarının bazılarını açıklamak için yakın zamanda geliştirilen modeli farklı LMXB kaynaklarına uygulamalarıyla birlikte özetlemekteyiz.

Anahtar Kelimeler

• accretion
• accretion disks
• pulsars: individual: 4U 1626-67

Neutron Stars in Low-mass X-ray Binaries

Abstract

Neutron stars in low-mass X-ray binaries (LMXBs) accrete matter from geometrically thin disks fed by their low-mass com- panions. Observations of neutron stars in LMXBs indicate three different rotational phases: (1) at high X-ray luminosities, Lx, mass flows from the disk on to the star while the rotation speed of the neutron star increases, (2) at intermediate Lx, the star continues to accrete matter while spinning down, and (3) below a critical Lx, accretion is not allowed and the star slows down. Some of these sources show abrupt torque reversals during the transitions between the phases (1) and (2) with a small change in Lx. Some others, in particular transitional millisecond X-ray pulsars, show transitions between the phases (2) and (3). Conventional models have difficulties in explaining these behaviors of LMXBs in a self-consistent picture. In this work, we describe these long-lasting problems briefly. We will also summarize the model recently developed to account for some of these well-defined LMXB properties together with applications to different sources.

Keywords

• accretion
• accretion disks
• pulsars: individual: 4U 1626-67

References

1. Alpar M. A., Cheng A. F., Ruderman M. A., Shaham J., 1982, Nature, 300, 728
2. Aly J. J., 1985, A&A, 143, 19
3. Archibald A., 2015, in APS April Meeting Abstracts. p. B9.001
4. Archibald A. M., et al., 2009, Science, 324, 1411
5. Bassa C. G., et al., 2014, MNRAS, 441, 1825
6. Bildsten L., et al., 1997, ApJS, 113, 367
7. Camero-Arranz A., Finger M. H., Ikhsanov N. R., Wilson-Hodge C. A., Beklen E., 2010, ApJ, 708, 1500
8. Davidson K., Ostriker J. P., 1973, ApJ, 179, 585

9. Ertan Ü., 2017, MNRAS, 466, 175
10. Ertan Ü., 2018, MNRAS, 479, L12
11. Ertan Ü., 2021, MNRAS, 500, 2928
12. Frank J., King A., Raine D., 2002, Accretion Power in Astrophysics, 3rd edn. Cambridge University Press, Cambridge, UK, doi:10.1017/CBO9781139164245
13. Fromang S., Stone J. M., 2009, A&A, 507, 19
14. Gençali A. A., et al., 2022, A&A, 658, A13
15. Ghosh P., Lamb F. K., 1979, ApJ, 234, 296
16. Hayashi M. R., Shibata K., Matsumoto R., 1996, ApJ, 468, L37
17. Illarionov A. F., Siuniaev R. A., 1975, Soviet Astronomy Letters, 1, 73
18. Jaodand A., Archibald A. M., Hessels J. W. T., Bogdanov S., D’Angelo C. R., Patruno A., Bassa C., Deller A. T., 2016, ApJ, 830, 122
19. Kluźniak W., Rappaport S., 2007, ApJ, 671, 1990
20. Lamb F. K., Pethick C. J., Pines D., 1973, ApJ, 184, 271
21. Lovelace R. V. E., Romanova M. M., Bisnovatyi-Kogan G. S., 1995, MNRAS, 275, 244
22. Miller K. A., Stone J. M., 1997, ApJ, 489, 890
23. Papitto A., et al., 2013, Nature, 501, 517
24. Papitto A., de Martino D., Belloni T. M., Burgay M., Pellizzoni A., Possenti A., Torres D. F., 2015, MNRAS, 449, L26 Patruno A., Watts A. L., 2021, in Belloni T. M., Méndez M., Zhang C., eds, Astrophysics and Space Science Library Vol. 461, Astrophysics and Space Science Library. pp 143–208 (arXiv:1206.2727), doi:10.1007/978-3-662-62110-3_4
25. Radhakrishnan V., Srinivasan G., 1982, Current Science, 51, 1096
26. Rappaport S., Markert T., Li F. K., Clark G. W., Jernigan J. G., McClintock J. E., 1977, ApJ, 217, L29
27. Ray P. S., Roy J., Bhattacharyya B., Stappers B., Chengalur J. N., Deneva J. S., Camilo F. M., 2015, in American Astronomical Society Meeting Abstracts #225. p. 346.07
28. Shakura N. I., Sunyaev R. A., 1973, A&A, 24, 337, ADS
29. Takagi T., Mihara T., Sugizaki M., Makishima K., Morii M., 2016, PASJ, 68
30. Ustyugova G. V., Koldoba A. V., Romanova M. M., Lovelace R. V. E., 2006, ApJ, 646, 304
31. Uzdensky D. A., 2002, ApJ, 572, 432
32. Uzdensky D. A., 2004, Ap&SS, 292, 573