Avhandlingen presenterar en studie av tidsvariabiliteten i röntgenstrålningen från stjärnsystem som tros innehålla svarta hål, för att få information om geometrin och de fysikaliska processer som verkar i materien nära det svarta hålet. Resultaten av sådana analyser kan användas för att bestämma massa och spinn hos det svarta hålet.

Himlen sedd i röntgenstrålning är allt annat än statisk: märkbara förändringar sker på mycket korta tidsskalor. Röntgenbinärer är en typ av källor som strålar starkt i röntgen. Dessa system består av en vanlig stjärna och en stjärnrest - en neutronstjärna eller ett svart hål - som kretsar kring varandra. Materia från stjärnan kan fångas in av stjärnrestens dragningskraft. Då materien rör sig allt närmare frigörs stora mängder gravitationell energi, som avges i form av röntgenstrålning. Denna process kallas för ackretion.

Ackretion kring ett svart hål utmärks genom stark gravitation, högenergetisk strålning och variabilitet på så korta tidsskalor som millisekunder. Röntgenbinärer ger oss möjlighet att studera fysikaliska processer under förhållanden som inte går att återskapa i något laboratorium, och utgör några av de starkaste observationella indicierna för existensen av svarta hål. Analys av hur strålningen förändras med tiden är en kraftfull metod för att utröna hur materien beter sig och vilka fysikaliska processer som verkar i dessa extrema miljöer.

Huvuddelen av avhandlingen behandlar studier av variabilitet på korta
tidsskalor i röntgenstrålningen från den kanske mest kända av alla
röntgenbinärer: Cygnus X-1. Den upptäcktes redan på 1960-talet, och är en av de starkaste röntgenkällorna på himlen. Stjärnan i detta system är en blå superjätte, och redan tio år efter upptäckten stod det klart att det kompakta objekt som fanns i systemet troligen var ett svart hål. Idag är Cygnus X-1 allmänt accepterad som ett system innehållandes ett svart hål, och ses ofta som det först observerade beviset för existensen av svarta hål.

I tidigare studier har man funnit karakteristiska mönster i variationerna, och en del av arbetet i avhandlingen har innefattat studier i hur dessa mönster förändras mellan olika observationer. Det visar sig att förändringen är systematisk, och kan knytas till ändringar i hur materien närmast det svarta hålet är fördelad. Genom att koppla dessa karakteristiska mönster till effekter från det starka gravitationsfältet kan man direkt bestämma egenskaper hos det svarta hålet, vilket är mycket svårt med andra metoder.

Tid:

Torsdagen den 30 oktober, kl. 14.00
Plats: Observatoriemuseet, Drottninggatan 120

Länk:
Sammanfattning och spikblad Kontakt:

Magnus Axelsson 08-5537 8515, magnusa@astro.su.se