La astrofísica trata de comprender los mecanismos que rigen los objetos celestes y sus interacciones en el universo. Los agujeros negros binarios de rayos X (BHXRB) constituyen un laboratorio excepcional para estudiar la física de la acreción, los chorros relativistas y los efectos de la gravedad fuerte. Esta tesis se centra en la evolución de los BHXRBs en la banda de rayos X, analizando sus propiedades espectrales y temporales a través de diferentes estados de acreción, incluyendo el estado duro (HS), el estado blando-intermedio/suave (SIMS/SS), y medidas de espín a través del modelado de la emisión térmica del disco ("continuum fitting"). Un análisis autoconsistente reveló que la conexión disco-corona desempeña un papel crucial en la conformación de la emisión de rayos X observada. Utilizando datos de múltiples observatorios de rayos X, este trabajo explora la evolución del disco de acreción y la geometría de la corona mediante técnicas avanzadas de odelación espectral. Un hallazgo clave es que en el HS, contrariamente a la creencia común de que el disco de acreción está muy truncado, el disco interior no está necesariamente truncado y podría no estar truncado o estarlo ligeramente, y la fracción de reflexión es cercana a la unidad, como era de esperar. Esto sugiere una interacción corona-disco más compleja de lo que se suponía hasta ahora. La transición a los estados blando-intermedio y blando (SIMS/SS) está marcada por la aparición de un disco de acreción autoobscurecido, en el que una disminución repentina de la temperatura aparente del disco interior va acompañada de un aumento del radio inferido del disco. Este efecto, derivado del modelado espectral, depende en gran medida de la inclinación del sistema, lo que sugiere que el oscurecimiento geométrico desempeña un papel significativo en la configuración de las propiedades observadas del disco. En particular, este fenómeno parece ser una característica recurrente en los principales brotes de BHXRBs muy inclinados, lo que indica un mecanismo físico común en juego durante el SIMS. Además, esta tesis presenta una medición del espín de un BHXRB en el estado intermedio-duro (HIMS) utilizando el método de ajuste al continuo. Los resultados indican que se trata de un agujero negro de bajo espín, descartando de hecho el espín alto al incorporar nuevas restricciones dinámicas. La discrepancia observada entre las estimaciones de inclinación a partir del ajuste del continuo y las obtenidas mediante modelización relativista de la reflexión sugiere un posible desalineamiento entre el disco de acreción interno y la órbita binaria, que puede tener implicaciones significativas para la evolución del momento angular del sistema. Estos hallazgos proporcionan nuevos conocimientos sobre la física de la acreción de los BHXRB, desafiando los supuestos tradicionales sobre el truncamiento del disco, la geometría de la corona y las restricciones de espín. Los resultados tienen amplias implicaciones para la comprensión de los procesos de acreción en entornos de fuerte gravedad, con posibles aplicaciones a otros objetos compactos como las estrellas de neutrones y los núcleos galácticos activos (AGN).
X-ray studies of accreting black hole X-ray binaries
Ubach Ramirez, S. (Autor/a). 9 may 2025
Tesis doctoral