Stime di massa di oggetti compatti in sistemi binari

Introduzione Negli ultimi decenni è diventato sempre più importante studiare l'universo nelle di- verse bande dello spettro elettromagnetico in modo da avere informazioni sui diversi processi fisici che ne governano l'evoluzione. Sotto questo punto di vista l'astrofisica delle alte energie riveste un ruolo di pri- mo piano, permettendo di studiare i processi fisici più energetici che hanno luogo nell'universo. In particolare la banda dei raggi X e gamma consente di avere in- formazioni dirette sull'ambiente immediatamente attorno agli oggetti compatti, in particolare stelle di neutroni (NS) e buchi neri (BH) appartenenti a sistemi binari. In questi sistemi la stella compagna perde parte del suo inviluppo esterno sotto for- ma di vento stellare o per cattura gravitazionale. Questa materia viene in seguito a trovarsi nella regione di spazio in cui domina il campo gravitazionale dell'oggetto compatto e ne viene catturata accrescendo su di esso ed emettendo radiazione ad alta energia. Scopo di questa tesi sarà quello di catalogare ed analizzare i vari metodi per la determinazione della massa degli oggetti compatti, NS e BH, all'interno di sistemi binari X. Nel corso del lavoro verranno analizzati tutti quei sistemi binari, sia di piccola massa (Low Mass Xray Binaries, LMXRBs) che di grande massa (High Mass Xray Binaries, HMXRBs), sia galattici che appartenenti alle Nubi di Magellano, per i quali si dispone di una stima di massa dinamica per l'oggetto compatto ivi presente. Verranno inoltre fornite alcune stime di massa e di High Frequency Quasi Periodic Oscillations (HFQPO) previste in base ai modelli costruiti nel corso del lavoro, sia per sistemi binari X contenenti NS che BH, in modo da poterle confrontare con future misure da satellite. Nel Primo capitolo della Tesi verranno esposte le principali caratteristiche fisiche osservate in questi sistemi binari, in particolare le caratteristiche spettrali nell'emis- sione di radiazione ad opera prevalentemente del disco di accrescimento attorno all'oggetto compatto e come questi stati spettrali e la geometria stessa del disco varino in funzione del tasso di accrescimento sulla NS o sul BH. Nel Secondo capitolo, dopo una breve introduzione e classificazione dei sistemi binari X si passerà ad esporre i principali metodi attualmente in uso per lo studio e la determinazione della massa dell'oggetto compatto centrale. Ai metodi classici di tipo dinamico, che prendono in considerazione anche la stella compagna, mediante la quale ottenere la funzione di massa e in alcuni casi la massa dell'oggetto compatto Mx, verranno esposti altri metodi che studiano direttamente l'ambiente attorno all'oggetto compatto, vale a dire i segnali provenienti dal disco di accrescimento, mediante i quali ricavare in maniera diretta e indipendente la massa dell'oggetto compatto. 1