The CIAO (Chandra Interactive Analysis of Observations) software package was first released in 1999 following the launch of the Chandra X-ray Observatory and is used by astronomers across the world to analyze Chandra data as well as data from other telescopes. From the earliest design discussions, CIAO was planned as a general-purpose scientific data analysis system optimized for X-ray astronomy, and consists mainly of command line tools (allowing easy pipelining and scripting) with a parameter-based interface layered on a flexible data manipulation I/O library. The same code is used for the standard Chandra archive pipeline, allowing users to recalibrate their data in a consistent way. We will discuss the lessons learned from the first six years of the software's evolution. Our initial approach to documentation evolved to concentrate on recipe-based "threads" which have proved very successful. A multi-dimensional abstract approach to data analysis has allowed new capabilities to be added while retaining existing interfaces. A key requirement for our community was interoperability with other data analysis systems, leading us to adopt standard file formats and an architecture which was as robust as possible to the input of foreign data files, as well as re-using a number of external libraries. We support users who are comfortable with coding themselves via a flexible user scripting paradigm, while the availability of tightly constrained pipeline programs are of benefit to less computationally-advanced users. As with other analysis systems, we have found that infrastructure maintenance and re-engineering is a necessary and significant ongoing effort and needs to be planned in to any long-lived astronomy software.

Eclipsing systems of massive stars allow one to explore the properties of their components in great detail. We perform a multi-wavelength, non-LTE analysis of the three components of the massive multiple system $\delta$ Ori A, focusing on the fundamental stellar properties, stellar winds, and X-ray characteristics of the system. The primary's distance-independent parameters turn out to be characteristic for its spectral type (O9.5 II), but usage of the ${\rm \it Hipparcos}$ parallax yields surprisingly low values for the mass, radius, and luminosity. Consistent values follow only if $\delta$ Ori lies at about twice the ${\rm \it Hipparcos}$ distance, in the vicinity of the $\sigma$-Orionis cluster. The primary and tertiary dominate the spectrum and leave the secondary only marginally detectable. We estimate the V-band magnitude difference between primary and secondary to be $\Delta V \approx 2.\!\!^{\rm m}8$. The inferred parameters suggest the secondary is an early B-type dwarf ($\approx$ B1 V), while the tertiary is an early B-type subgiant ($\approx$ B0 IV). We find evidence for rapid turbulent velocities ($\sim 200$ km ${\rm s}^{-1}$) and wind inhomogeneities, partially optically thick, in the primary's wind. The bulk of the X-ray emission likely emerges from the primary's stellar wind ($\log L_{\text{X}} / L_{\text{Bol}} \approx -6.85$), initiating close to the stellar surface at $R_0 \sim 1.1\,R_*$. Accounting for clumping, the mass-loss rate of the primary is found to be $\log \dot{M} \approx -6.4\,[M_\odot\,{\rm yr}^{-1}]$, which agrees with hydrodynamic predictions, and provides a consistent picture along the X-ray, UV, optical and radio spectral domains.

Abstract We present conditions for which X-ray spectra can be “unfolded” to present an accurate representation of the true source spectra. The method we use to unfold the data is implemented in the Interactive Spectral Interpretation Software and distinguishes itself as being model-independent. We find that this method of unfolding makes accurate representations of the true source spectra: (1) The detector is high-resolution, and (2) The spectrum is not steeply sloped. These criteria are not simple conditions that give concrete determinations; each detector and spectrum must be judged individually. We find that both grating and imaging detectors can be unfolded with minimal distortions as compared to both continuum and local spectral features, the latter CCD detectors being much more energy dependent. We also provide example use cases for unfolding in the context of current generation X-ray observatories and important caveats.

Abstract The Orion Nebula Cluster (ONC) is the closest site of very young (∼1 Myr) massive star formation The ONC hosts more than 1600 young and X-ray bright stars with masses ranging from ∼0.1–35 M ⊙ . The Chandra HETGS Orion Legacy Project observed the ONC with the Chandra High Energy Transmission Grating Spectrometer (HETGS) for 2.1 Ms. We describe the spectral extraction and cleaning processes necessary to separate overlapping spectra. We obtained 36 high-resolution spectra, which include a high-brilliance X-ray spectrum of θ 1 Ori C with over 100 highly significant X-ray lines. The lines show Doppler broadening between 300 and 400 km s −1 . Higher spectral diffraction orders allow us to resolve line components of high Z He-like triplets in θ 1 Ori C with unprecedented spectral resolution. Long-term light curves spanning ∼20 yr show all stars to be highly variable, including the massive stars. Spectral fitting with thermal coronal emission line models reveals that most sources show column densities of up to a few times 10 22 cm −2 and high coronal temperatures of 10–90 MK. We observe a bifurcation of the high-temperature component where some stars show a high component of 40 MK, while others show above 60 MK, indicating heavy flaring activity. Some lines are resolved with Doppler broadening above our threshold of ∼200 km s −1 , up to 500 km s −1 . This data set represents the largest collection of HETGS high-resolution X-ray spectra from young pre-main-sequence stars in a single star-forming region to date.

Abstract We investigated the temporal and spectral features of γ Cassiopeiae’s X-ray emission within the context of the white dwarf (WD) accretion hypothesis. We find that the variabilities present in the X-ray data show two different signals, one primarily due to absorption and the other due to flickering like in nonmagnetic cataclysmic variables. We then use this two-component insight to investigate previously unreported simultaneous XMM and NuSTAR data. The results of model fitting find WD properties consistent with optical studies alongside a significant secondary, thermal source. We propose a secondary shock between the Be decretion disk and WD accretion disk as the source. Finally, we analyzed a unique, low-count-rate event of the XMM light curve as potential evidence for the WD encountering Be decretion disk structures.