Polarisation properties of X-ray emission from accreting supermassive black holes
Polarizace rentgenového záření akreujících supermasivních černých děr
dissertation thesis (DEFENDED)
![Document thumbnail](/bitstream/handle/20.500.11956/187298/thumbnail.png?sequence=9&isAllowed=y)
View/ Open
Permanent link
http://hdl.handle.net/20.500.11956/187298Identifiers
Study Information System: 222889
Collections
- Kvalifikační práce [10925]
Author
Advisor
Referee
Done, Christine
Porquet, Delphine
Faculty / Institute
Faculty of Mathematics and Physics
Discipline
Theoretical Physics, Astronomy and Astrophysics
Department
Astronomical Institute of Charles University
Date of defense
12. 12. 2023
Publisher
Univerzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakultaLanguage
English
Grade
Pass
Keywords (Czech)
rentgenová astrofyzika|aktivní galaktická jádra|relativistická astrofyzika|černé díry|polarizaceKeywords (English)
X-ray astrophysics|active galactic nuclei|relativistic astrophysics|black holes|polarisationTato disertační práce se zabývá polarizací rentegenového záření charakteristickou pro astrofyzikální prostředí v blízkosti akreujících černých děr. Byť název a původní zadání vymezuje problematiku supermasivních černých děr v aktivních galaktických já- drech, výsledky práce lze do velké míry aplikovat také na černé díry o hmotnosti hvězd uvnitř rentgenových binárních systémů. Představeno je vícero numerických modelů před- povídajících polarizaci emise z těchto zdrojů v rentgenovém oboru, včetně jejich přímé aplikace v rámci interpretace nejnovějších pozorování získaných díky misi Imaging X- ray Polarimetry Explorer (IXPE, v provozu od prosince 2021). Modelování pokrývá oblasti od přenosu záření v atmosférách akrečních disků, k obecně-relativistickým vlivům na rentgenové světlo ve vakuu v blízkosti centrálních černých děr, až k interakci záření se vzdálenými komponentami obklopujícími akreční jádro. Problematika je zkoumána na široké škále fyzikální a početní komplexity. Jednotícím prvkem práce je zaměření na odraz rentgenových paprsků od částečně ionizované hmoty. 1
This dissertation elaborates on X-ray polarization features of astrophysical environ- ments near accreting black holes. Although the work was originally assigned to su- permassive black holes in active galactic nuclei, the results are also largely applicable to stellar-mass black holes in X-ray binary systems. Several numerical models predicting the X-ray polarization from these sources are presented, including their immediate ap- plications in the interpretation of the latest discoveries achieved thanks to the Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) mission that began operating in December 2021. The modeling ranges from radiative transfer effects in atmospheres of accretion discs to general-relativistic signatures of X-rays travelling in vacuum near the central black holes to reprocessing events in distant, circumnuclear components. Various scales in phys- ical and computational complexity are examined. A unifying element of this dissertation is the focus on reflection of X-rays from partially ionized matter. 1