Effects of dust scattering halos on timing propertiesof galactic black hole transients

Abstract

Yüksek miktarda kesit emilim yoğunluğu gösteren kaynakların aynı zamanda görüş hattında yüksek miktarda kesit toz yoğunluğuna sahip olduğu bilinmektedir. X-ışınları moleküler bulutlardaki tozlardan dar açı saçılımı olayıyla günler mertebesinde gecikmeler yaşayabilirler. Dahası, bu saçılım kesit-alanı, E X-ışını fotonunun enerjisi olmak üzere ~E^{-2} şeklinde ölçekdiğinden, düşük enerjili fotonların yoğun biçimde saçılması beklenir. Bu saçılım olayı sebebiyle meydana gelen diferansiyel gecikmeler sinyalin eşevreselliğini azaltarak rms değişkenliği genliğinin de azalmasına sebep olabilir. Bu sebeple, rms değişkenliği genliği ve enerji ilintisini kullanan araştırmaların saçılım olayı dolayısıyla etkilenmiş olması beklenebilir. XMM-Newton ve RXTE X-ışını uydularını kullanarak Galaktik bir kara delik olan ve çok yüksek kesit hidrojen yoğunluğu gösteren (~10^{23} cm^{-2}) 1E1740.7-2942'yi ~20 ks süresince eş zamanlı gözlemledik. Bu gözlemlere ek olarak, /chan/ uydusunun arşivindeki bir gözlemi de kullandık. Toz saçılım haresini XMM-Newton ve RXTE verilerinin 2.11-5.86 keV enerji aralığındaki tayfsal ve zamansal ürünlerini karşılaştırmak suretiyle nitelendirdik ve sonucunda nicelendirmeyi denedik. Bunlara ek olarak kaynağımızın civarındaki bir HCO^+ bulutunun olası konumunu araştırdık. Son olarak, bol miktarda yıldızlararası toz arkasında kalan kaynakların XMM-Newton ve RXTE verilerinin incelenmesinde ``esas'' güç tayflarının ve rms değişkenlik genliklerinin hesaplanmasına yönelik deneysel bir düzeltme yöntemi öneriyoruz.

Sources with high column density of absorption have also been known to have high column density of dust along the line of sight. The process of small angle scattering of X-rays by the dust grains in the molecular clouds can produce delays on the order of days. Moreover, the scattering cross-section scales as ~E^{-2} where E is the energy of the X-ray photon, which means the low energy photons are heavily scattered. The differential delays caused by the scattering process may cause loss of coherence and a decrease in the rms amplitude of variability, therefore may impact the studies that use the correlations between the rms amplitude of variability and energy. We observed the Galactic black hole 1E1740.7-2942 which has very high column density (N_H ~10^{23}) for ~20 ks with XMM-Newton and RXTE simultaneously. We also used an archival Chandra observation to diagnose if the dust scattering halo (DSH) is present. We characterized the DSH emission in 2.11-5.86 keV energy band by spectral means and also by comparing the power spectra from XMM-Newton and RXTE. We also investigated the possible location of the HCO^+ cloud relative to the source. Finally, we propose a correction method to obtain the ``intrinsic'' power spectra and rms amplitude of variability values for XMM-Newton and RXTE observations that are behind ample amount of interstellar medium.