X-ray emission and thermonuclear bursts in neutron star X-ray binaries

Explosies op neutronensterren Neutronensterren zijn de dichtste objecten die nog rechtstreeks waarneembaar zijn. Vanwege hun extreme dichtheid vormen neutronensterren een unieke proefopstelling voor de deeltjesfysica. Guo-Bang Zhang bestudeerde de röntgenstraling afkomstig van neutronensterren in een dubbelstersysteem met massaoverdracht van een begeleidende ster, waarbij hij zich richt op de accretiestaat, oppervlakte-emissie en thermonucleaire röntgenuitbarstingen. In het eerste deel van zijn proefschrift analyseert hij waarnemingen van het systeem EXO 0748-676 tijdens de overgang naar de rustige toestand. Hij ontdekte dat het compacte object in dit dubbelstersysteem waarschijnlijk een neutronenster is en geen vreemde quarkster. Voor het tweede deel van zijn proefschrift keek hij naar de thermonucleaire explosies (röntgenuitbarstingen) op het oppervlak van de aanwassende neutronenster in het dubbelstersysteem 4U 1636-53. Hij vindt dat de eigenschappen van deze explosies afhangen van de snelheid waarmee massa instroomt op de neutronenster tijdens de aanvang van de explosie. Zhang ontdekte een zeldzame driepiekige röntgenuitbarsting in deze bron en bediscussieert in zijn proefschrift de mogelijke oorzaak van zo’n explosie. Hij laat zien dat de gemiddelde relatie tussen bolometrische flux en temperatuur tijdens de afkoelfase van de röntgenuitbarstingen substantieel verschilt met de wet van Stefan-Boltzmann (flux is evenredig met temperatuur tot de vierde macht). Deze ongerijmdheid verklaart hij vanuit het oogpunt van de chemische samenstelling van de neutronensteratmosfeer. Ook vindt hij een correlatie tussen de spectrale en tijdsafhankelijke röntgenstralingparameters tijdens de afnemende fase van de straalexpansieexplosies in 4U 1636-53.