Integral spectroscopy of black hole transients and multi-wavelengh study of a new accreting binary system

Abstract

En esta tesis utilizamos los instrumentos de altas energías del satélite INTEGRAL para hacer espectroscopía y la cámara OMC para hacer fotometría de dos tipos diferentes de objetos celestes emisores de rayos X. INTEGRAL permite obtener la espectroscop´ıa en rayos X y γ (cubriendo un rango espectral de 3–8000 keV) y OMC es una cámara CCD que opera en el filtro V de Johnson, capaz de proporcionar una monitorización continua de las fuentes científicas incluídas en el OMC Input Catalogue. La capacidad de hacer espectroscopía nos permitió el estudio de la emisión de alta energía de dos sistemas transitorios con agujero negro (i.e. GRO J1655–40 y GX 339–4) dando nuevas pistas acerca de la física de los procesos de emisión en alta energía (rayos X y γ) de este tipo de objetos. OMC, el monitor óptico a bordo del satélite INTEGRAL, nos permitió hacer un análisis multi-longitud de onda de TYC 2675- 663-1, desvelando que se trata de un sistema binario con propiedades dominadas por acreción. Mientras que el estudio de los sistemas transitorios con agujero negro estudiados en esta tesis corresponden a observaciones dedicadas tras la aceptación de un programa de observación, TYC 2675- 663-1 corresponde a parte de un programa de ciencia serendípita. En esta tesis se presenta el descubrimiento de 3 nuevos sistemas binarios (TYC 2675 663 1, TYC 237 363 1 y HD 86222) en base a sus propiedades fotométricas, todos mostrando emisión en rayos X blandos ya que pertenecen al catalogo ROSAT. Para dos de estos sistemas, la emisión en rayos X es la esperada en estrellas de rotación rápida y debido a actividad cromosférica. Para TYC 2675- 663-1 la situación es diferente ya que se detectó un exceso en la emisión en rayos X blandos de ≈50%. Se inició una campaña fotométrica y espectroscópica para desvelar el origen de este exceso y la naturaleza de ambas componentes del sistema binario. Como resultado, se detectaron un pronunciado efecto O-Connell, comportamiento errático en forma de erupciones y la presencia de mínimos asimétricos y diferentes máximos ocasionalmente en la curva de luz. La espectroscopía permitió detectar emisión notable y ensanchada de las líneas Hα y He I con perfil P Cygni. Esto es debido a procesos de acreción y a la presencia de vientos estelares notables en el sistema binario. Todas estas propiedades llevan a pensar que este sistema es un candidato a sistema de tipo Algol, presentando cambios drásticos y que podría convertirse en un sistema cataclísmico en el futuro. Finalmente, actividad en forma de erupciones en rayos X es probable que suceda en este sistema.