Hráškové galaxie v rentgenovém oboru

Bc. Kristína Kallová

Bachelor's thesis

Green Pea galaxies in X-rays

Abstract:

V prvotních galaxiích probíhala velmi silná tvorba hvězd vedoucí ke vzniku početných populací rentgenových dvojhvězd. Je možné, že energetické záření těchto mladých objektů v raných galaxiích mohlo významně přispět k reionizaci vesmíru. Přímé studium těchto vzdálených hvězdotvorných galaxií je však velmi obtížné, protože jsou příliš slabými zdroji. Existují ale i lokální galaxie, jejichž vlastnosti se raným galaxiím podobají. Jejich studium nám může pomoci objasnit, jak význačný byl příspěvek záření související s velmi silnou tvorbou hvězd k zahřátí mezigalaktické látky v éře reionizace. Jedná se o kompaktní galaxie s velkou tvorbou hvězd, známých jako hráškové galaxie. Nedávno byly publikovány výsledky rentgenových pozorování tří hráškových galaxií pomocí vesmírného rentgenového dalekohledu XMM-Newton v práci Svoboda a kol. (2019). Zde autoři naměřili zvýšenou rentgenovou luminozitu u dvou zdrojů, zatímco u třetího zdroje nebyla zaznamenána významná detekce. V této práci provádíme re-analýzu všech tří pozorování a analýzu nově získaného pozorování třetí nedetekované hráškové galaxie. Ani nové delší pozorování nepřineslo prokazatelnou detekci rentgenového záření z této galaxie. Horní limit jejího toku záření vychází o více než řád nižší než bylo naměřeno u dvou detekovaných hráškových galaxií. To naznačuje, že přebytek rentgenového záření v prvních dvou zdrojích může být jedinečný a souviset například s akrecí hmoty na centrální černou díru, ke které nedochází v třetí studované galaxii.

Abstract:

Early galaxies were experiencing very strong star-formation leading to the creation of numerous X-ray binary populations. These young objects in the first galaxies may have significantly contribute to the reionization of the Universe by their energetic emission. However, due to their faintness, the direct study of these distant star-forming galaxies is very difficult. Yet, there are also local galaxies whose properties are similar to the early galaxies. Their study may help us understand how significant was the contribution of the emission associated with strong star-formation to the heating of the intergalactic medium in the Epoch of reionization. These local analogues are compact starburst galaxies known as Green Peas. Recently, the results of X-ray observations of three Green Pea galaxies, studied by X-ray space observatory XMM-Newton, were published in the work by Svoboda et al. (2019). The authors measured increased X-ray luminosity at two studied sources, whereas no significant detection was recorded at the third source. In this work, we performed a reanalysis of all three archival X-ray observations of Green Peas and an analysis of the newly acquired observation of the third, undetected Green Pea galaxy. However, even the new longer observation did not provide the detection of the X-ray emission from this galaxy. The upper limit of its X-ray flux is more than an order lower than that measured in the two detected Green Pea galaxies. This suggests, that the X-ray excess in the first two sources may be unique and could be related, for example, to the accretion of matter onto a central black hole, which does not occur in the third studied galaxy.

Keywords

hvězdotvorná galaxie, trpasličí galaxie, rentgenové dvojvězdy, XMM-Newton, rentgenová spektroskopie, starburst galaxy, dwarf galaxy, X-ray binaries, X-ray spectroscopy

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 8. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 10. 9. 2020
• Supervisor: RNDr. Jiří Svoboda, Ph.D.
• Reader: doc. Mgr. Norbert Werner, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Physics / Astrophysics