Fechar

@PhDThesis{Stecchini:2021:CoDeSi,
               author = "Stecchini, Paulo Eduardo Freire",
                title = "Contribui{\c{c}}{\~o}es ao desenvolvimento do sistema de 
                         detec{\c{c}}{\~a}o do experimento protoMIRAX e estudos da 
                         natureza da bin{\'a}ria de raios X 1E 1740.7–2942",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2021",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2021-02-26",
             keywords = "astronomia de altas energias, detectores de raios X, bin{\'a}rias 
                         de raios X, buracos negros, an{\'a}lise espectral, high energy 
                         astronomy, X-ray detectors, X-ray binaries, black holes, spectrum 
                         analysis.",
             abstract = "Este trabalho de doutorado est{\'a} dividido em duas vertentes: 
                         uma experimental e uma observacional. O trabalho experimental 
                         concentra-se na caracteriza{\c{c}}{\~a}o do desempenho dos 
                         detectores de CdZnTe do sistema de detec{\c{c}}{\~a}o do 
                         experimento protoMIRAX, um imageador de raios X duros em 
                         desenvolvimento no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 
                         (INPE) a ser lan{\c{c}}ado em um bal{\~a}o estratosf{\'e}rico. 
                         O experimento final contar{\'a} com 169 detectores, dos quais 25 
                         j{\'a} foram integrados {\`a} C{\^a}mara de Raios X (CRX) do 
                         protoMIRAX e submetidos a testes preliminares. Ademais, uma 
                         vers{\~a}o independente e reduzida do sistema de 
                         detec{\c{c}}{\~a}o, com 9 detectores id{\^e}nticos aos que 
                         compor{\~a}o o experimento, foi utilizada para a 
                         realiza{\c{c}}{\~a}o de testes com o intuito de determinar 
                         caracter{\'{\i}}sticas pertinentes ao desempenho dos detectores, 
                         como a linearidade e a resolu{\c{c}}{\~a}o espectral. Os 
                         procedimentos utilizados e descritos podem ser aplicados a 
                         quaisquer sistemas de detec{\c{c}}{\~a}o que fa{\c{c}}am uso 
                         dos mesmos detectores, como {\'e} o caso de dois outros projetos 
                         em desenvolvimento no INPE: o LECX, um experimento a ser 
                         lan{\c{c}}ado em um cubesat, e o MIRAX, uma miss{\~a}o de 
                         sat{\'e}lite. Na vertente observacional s{\~a}o apresentados 
                         dois estudos do candidato a buraco negro 1E 1740.7\−2942, 
                         realizados a partir de observa{\c{c}}{\~o}es 
                         dispon{\'{\i}}veis em bancos de dados p{\'u}blicos de 
                         miss{\~o}es espaciais de raios X. O primeiro estudo consiste na 
                         an{\'a}lise de um espectro de ampla cobertura em raios X (2200 
                         keV) composto por dados de tr{\^e}s miss{\~o}es: XMM-Newton, 
                         NuSTAR e INTEGRAL. Tal cobertura em energia possibilita o estudo 
                         simult{\^a}neo das principais componentes espectrais de sistemas 
                         como os de 1E 1740.7\−2942: o disco de acre{\c{c}}{\~a}o, 
                         a componente de reflex{\~a}o e a coroa ou componente de 
                         comptoniza{\c{c}}{\~a}o. Por meio da aplica{\c{c}}{\~a}o de 
                         diversos modelos espectrais, par{\^a}metros importantes do 
                         sistema puderam ser determinados, incluindo a primeira estimativa 
                         da massa do buraco negro em 1E 1740.7\−2942 (5M). As 
                         implica{\c{c}}{\~o}es deste e de outros resultados na 
                         compreens{\~a}o da natureza do sistema s{\~a}o discutidas. O 
                         segundo estudo teve como principal finalidade examinar o 
                         comportamento, no tempo, de par{\^a}metros f{\'{\i}}sicos da 
                         coroa de el{\'e}trons de 1E 1740.7\−2942. Para isso, 
                         realizou-se uma an{\'a}lise espectral sistem{\'a}tica de 
                         aproximadamente 400 observa{\c{c}}{\~o}es em raios X duros 
                         (20200 keV) do objeto obtidas pela miss{\~a}o INTEGRAL ao longo 
                         de 15 anos. Foi constatado que a coroa em 1E 1740.7\−2942 
                         encontra-se no chamado regime de comptoniza{\c{c}}{\~a}o 
                         n{\~a}o saturada para a maioria (cerca de 85%) dos espectros 
                         analisados. Esse estudo possibilitou ainda a 
                         constru{\c{c}}{\~a}o da mais extensa curva de luz de 1E 
                         1740.7\−2942 nessa faixa de energia. ABSTRACT: This 
                         doctorate thesis comprises two main aspects: an experimental work 
                         and an observational study. The experimental work focuses on 
                         characterizing the performance of the CdZnTe detectors that 
                         integrate the detection system of the protoMIRAX experiment, a 
                         hard X-ray imager under development at the Instituto Nacional de 
                         Pesquisas Espaciais (INPE) to be launched in a stratospheric 
                         balloon. The final experiment will feature 169 detectors, of which 
                         25 have already been mounted in the protoMIRAXs X-ray Camera and 
                         subjected to preliminary tests. In addition, an independent and 
                         reduced version of the detection system, with 8 detectors 
                         identical to those that will compose the experiment, was used to 
                         carry out tests in order to determine relevant aspects to the 
                         detectors performance, such as linearity and spectral resolution. 
                         The procedures used and described may be applied to any detection 
                         systems that use the same detectors, as it is the case of two 
                         other projects under development at INPE: LECX, a cubesat 
                         experiment, and MIRAX, a satellite mission. In the observational 
                         work, two studies of the black hole candidate 1E 
                         1740.7\−2942, carried out from X-ray space missions public 
                         available data, are presented. The first study consists of the 
                         analysis of a broad band spectrum (2200 keV) composed of data from 
                         three missions: XMM-NEWTON, NuSTAR and INTEGRAL. Such energy 
                         coverage allows the simultaneous study of the main spectral 
                         components of systems such as those of 1E 1740.7\−2942: the 
                         accretion disk, the reflection component and the corona or 
                         comptonization component. From applying several spectral models, 
                         important parameters of the system could be determined, including 
                         the first estimate of the black hole mass in 1E 
                         1740.7\−2942 (5M). Implications of this and other results 
                         in better comprehending the nature of the system are discussed. 
                         The second study aimed to examine the behavior, over time, of the 
                         physical parameters of the corona in 1E 1740.7\−2942. For 
                         such, a systematic spectral analysis of approximately 400 hard 
                         X-rays (20200 keV) observations of the object, provided by the 
                         INTEGRAL mission over 15 years, was performed. It was found that 
                         the corona in 1E 1740.7\−2942 is in the so-called 
                         unsaturated comptonization regime for most (about 85%) of the 
                         analysed spectra. This study also enabled the construction of the 
                         most extensive light curve of 1E 1740.7\−2942 in this 
                         energy range.",
            committee = "Ara{\'u}jo, Jos{\'e} Carlos Neves de (presidente) and D'Amico, 
                         Flavio (orientador) and Braga, Jo{\~a}o (orientador) and 
                         Rodrigues, Cl{\'a}udia Vilega and Jablonski, Francisco Jos{\'e} 
                         and Perez Diaz, Marcos and Baptista, Raymundo",
         englishtitle = "Contributions to the development of the protoMIRAX experiment’s 
                         detection system and studies of the nature of the x-ray binary 1E 
                         1740.7–2942",
             language = "pt",
                pages = "165",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34R/446NR8H",
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        urlaccessdate = "10 maio 2024"
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