The McGill Planar Hydrogen Atmosphere Code v1 (McPHAC) calculates the hydrostatic equilibrium structure and emergent spectrum of a fully ionized hydrogen atmosphere in the plane-parallel approximation, at surface gravities appropriate for neutron stars. McPHAC incorporates two main improvements over previous codes for which tabulated model spectra are available: (1) Thomson scattering is treated anisotropically, which is shown to result in a 0.2-3% correction in the emergent spectral flux across the 0.1-5 keV passband; (2) the discretization of the column depth variable in the radiative transfer problem is set independently for each discrete frequency, rather than using the same discretization as in the temperature correction procedure. Using separate discretizations for the two main components of the calculation allows the numerical uncertainty introduced in each component to be studied separately, and allows independent optimization of the two components of the calculation. Preliminary study of the numerical uncertainties in the spectra computed with McPHAC indicate that the code is capable of producing spectra with numerical uncertainties less than 0.01%. Comparison with spectra from one of the previous model atmosphere codes reveals a significant deficit of flux at high energies in the spectra of the previous model, which is determined to be due to previous work not considering a sufficient number of optical depths at the highest photon frequencies. The deficit of flux in the previous model may affect the fit to the X-ray spectrum of the isolated neutron star 1RXS J185635.1-375433, and could affect the conclusion that a hydrogen atmosphere is not an acceptable model for this source. The X-ray fitting of 1RXS J185635.1-375433 with hydrogen atmosphere models should therefore be re-visited in light of the present results. McPHAC is now released for public scrutiny and further development, as the init / Le Code d'Atmosph'ere Plane d'Hydrog'ene de McGill (McPHAC) calculela structure en équilibre hydrostatique et le spectre émergent d'une atmosph'ered'hydrog'ene enti'erement ionisée, avec l'approximation en plan parall'ele, pour desgravités de surface comparable 'a celle des étoiles 'a neutrons. McPHAC incorporeprincipalement deux améliorations par rapport aux codes existants pour lesquelsdes spectres modélisés (sous forme de tables) sont disponibles: (1) La dispersionde Thomson est traitée de mani'ere anisotropique, ce qui résulte en une correctionde l'ordre de 0.2-3% pour le flux du spectre émergent dans la bande 0.1-5 keV.(2) La discrétisation de la variable de profondeur dans le cadre du probl'eme detransfert radiatif est déterminée indépendamment pour chaque fréquence, aulieu d'utiliser la mme discrétisation comme cela est fait dans la procédure decorrection de température. Utiliser des discrétisations séparées pour les deuxprincipales composantes du calcul d'atmosph'ere permet d'étudier séparémentles incertitudes numériques introduites pour chacune des composantes et permetaussi d'optimiser indépendamment les deux composantes. Des études préliminairessur les incertitudes numériques du spectre calculé avec McPHAC indiquent quele code est capable de produire un spectre avec des incertitudes numériques demoins de 0.01%. Une comparaison avec le spectre de l'un des models d'atmosph'ereexistants rév'ele un déficit significatif du flux dans les hautes énergies du spectre dupréc'edent mod'ele testé. Cette différence est due au fait que le mod'ele préc'edentne consid'ere pas assez de points de profondeurs dans les hautes fréquencesdes photons. Le déficit du flux observé dans le mod'ele préc'edent peut affecterl'ajustement du spectre X de l'étoile 'a neutron isolée 1RXS J185635.1-375433,et peut affecter la conclusion initiale affirmant que l'atmosph'ere d'hydrog
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.66859 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Haakonsen, Christian |
| Contributors | Robert Rutledge (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Physics) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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