• Título:  POPULATION SYNTHESIS OF ISOLATED NEUTRON STARS
• Autor:  Gullón Juanes, Miguel
• Universidad:  Universidad de Alicante
• Departamento:  Física aplicada
• Fecha de Lectura:  18/12/2015
• Programa de doctorado:  Doctorado en Física
• Dirección: 
  • PONS BOTELLA, JOSÉ ANTONIO    (Director)
  • MIRALLES TORRES, JUAN ANTONIO    (Codirector)
• Tribunal: 
  • Mereghetti, Sandro    (presidente)
  • Caturla Terol, María José     (secretario)
  • Pierbattista, Marco    (vocal)
• Descriptores: 
  • ASTRONOMIA Y ASTROFISICA
  • PULSARES
  • ESTRELLAS
  • FISICA DE ALTAS ENERGIAS
• Fichero de tesis:
• http://hdl.handle.net/10045/53162
• Resumen:
  · INTRODUCCION Las estrellas de neutrones presentan un amplio espectro desde el punto de vista observacional. La clásica imagen de radio pulsar ha evolucionado en los últimos años hacia diversas subclases como los magnetars, las XINS (X-ray Isolated Neutron Stars) o los CCOs (Central Compact Objects in Supernova Remants). Además, con la disponibilidad de nuevos instrumentos y satélites, se han abierto nuevas ventanas para la detección de estrellas de neutrones. Conjutamente con las más de 2000 fuentes registradas en radio, numerosas estrellas de neutrones han sido observadas en rayos X y gamma. Aunque el número de detecciones no excede los 100 miembros, se espera que este número aumente en el futuro. A pesar de esta diversidad, hay algunos estudios que abogan por una teoría unificadora que pueda explicar las diferentes clases en términos de un mismo escenario físico (Kaspi, 2010). La evolución del campo mágnetico parece tener gran peso en el comportamiento de las diferentes clases (Vigano et al., 2013). · DESARROLLO TEÓRICO La síntesis de poblaciones de estrellas de neutrones es una buena aproximación para entender el cuadro general ya que se tienen en cuenta la diferencias intrínsecas así como los sesgos observacionales. Estás técnicas están basadas en métodos Monte Carlo en los que se simulan toda una población de objetos. Los principales ingredientes son las distribuciones iniciales, el modelo de evolución y las propiedades de detección. A pesar de las mejoras recientes en numerosos modelos, todavía hay varias incertidumbres alrededor de las estrellas de neutrones. Por ejemplo, los mecanismos de emisión en radio todavía no se entienden en su totalidad o las propiedades iniciales después de la explosión de supernova. También la falta de estadística en los datos observacionales de algunas poblaciones a veces impide la realización de un ajuste fino de los valores de las variables principales. La tesis se ha centrado en realizar un estudio multibanda de las diferentes poblaciones de estrellas de neutrones a traves de su síntesis mediante simulaciones por ordenador. El trabajo se ha focaliza principalmente en el estudio de los efectos de la evolución magnetotérmica siguiendo el artículo de Popov et al. (2010). Primero, se han estudiado las detecciones en la banda de radio, por tener suficientes datos para realizar cálculos estadísticos. Después, con los resultados obtenidos, se ha considerado la emisión térmica en rayos X. Por último se han tratado las observaciones en rayos gamma y algunos modelos alternativos. · CONCLUSIONES Los resultados más interesantes de la tesis doctoral (de los cuales 2 se han publicado en la revista MNRAS y uno se encuentra en vías de publicación en la revista ApJ) están relacionados con la distribuciones iniciales de periodos y campos magnéticos. Encontramos que las diferencias en la distribución de periodo inicial en los diferentes modelos testeados no son significativas. De hecho, cualquier distribución uniforme en el rango [0,0.5] s puede ajustar los datos. Por el contrario, una distribución picada en periodos menores a 100 ms no puede ser reconciliada con las observaciones. La distribución inicial de campo está más restringida que la de periodo, pero tanto el valor central como la anchura de la distribución están degeneradas y fuertemente correlacionadas: cuánto más grande sea el valor central, mayor tiene que ser la anchura. Esto es válido tanto para modelos con o sin decaimiento de campo como para diferentes modelos en el torque magnetosférico. Los parámetros para el modelo más óptimo son log B 0 (G) ¿ 13.2, log ¿ B0 (G) ¿ 0.6 muy similares a los de Popov et al.(2010). Otros modelos como el de campo magnético constante pueden reproducir las observaciones. Sin embargo dicho modelo presenta un elevada tasa de nacimiento de estrellas en la galaxia (5 por siglo) en contraste con los modelos de decaimiento (alrededor de 2 por siglo) más acordes con las simulaciones de supernovas. De esta forma, una estima independiente de la tasa de nacimiento de estrellas de neutrones combinada con mejoras en la función de luminosidad puede romper la degeneración entre los modelos en cuanto a la distribución inicial de campo se refiere. Otra manera de romper la degeneración es correlacionando la información obtenida en radio con otras bandas. Esto lo hemos hecho para el caso de la estrellas de neutrones con emisión térmica. El primer resultado es que la distribución de flujos observados puede ser reproducido por varios modelos que a su vez son óptimos en radio. Esto es posible debido a que el espacio de parámetros del campo mag¿etico inicial tiene una gran región con la misma significancia estadística. Los modelos con envolturas de hierro requieren un valor central mayor para el campo inicial que aquellos con elementos ligeros. El segundo resultado relevante es que la muestra obtenida de estrellas térmicas está casi completa para flujos mayores a 3 × 10 -12 erg s -1 cm -2 . Para flujos menores 1 × 10 -13 erg s -1 cm -2 e instrumentos más precisos, la emisión térmica de estrellas de una centena de estrellas de neutrones es potencialmente detectable. Este número puede aumentar hasta más de 500 si la sensibilidad es suficientemente buena para cubrir todo el cielo con flujos de 1 × 10 -14 erg s -1 cm -2 . Sin embargo, cuando examinamos al detalle la distribución de periodos iniciales todos los modelos fallan al explicar porqué no hay estrellas con BIBLIOGRAFíA MÁS RELEVANTE Faucher-Giguère, C.-A. y Kaspi, V. M. Birth and Evolution of Isolated Radio Pulsars. ApJ , vol. 643, páginas 332¿355, 2006. Gonthier, P. L., Van Guilder, R. y Harding, A. K. Role of Beam Geometry in Population Statistics and Pulse Profiles of Radio and Gamma-Ray Pulsars. ApJ , vol. 604, páginas 775¿790, 2004. Gullón, M., Miralles, J. A., Viganò, D. y Pons, J. A. Population synthesis of isolated neutron stars with magneto-rotational evolution. MNRAS , vol. 443, páginas 1891¿1899, 2014. Pons, J. A., Viganò, D. y Rea, N. A highly resistive layer within the crust of X-ray pulsars limits their spin periods. Nature Physics, vol. 9, páginas 431¿434, 2013. Viganò, D., Rea, N., Pons, J. A., Perna, R., Aguilera, D. N. y Miralles, J. A. Unifying the observational diversity of isolated neutron stars via magneto-thermal evolution models. MNRAS , vol. 434, páginas 123¿141, 2013.