Son derece nadir nötron yıldızının bilinmeyenleri ortaya çıktı

J1023 sistemi, saniyede 600 kez olmak üzere dönen olağanüstü hızlı bir nötron yıldızı ve düşük kütleli bir eş yıldızdan oluşuyor. Nötron yıldızı, eşinden madde çekerek çevresinde bir yığılma diski oluşturuyor. Aynı zamanda dönerken kutuplarından güçlü ışınlar saçan bu pulsar (atarca), milisaniye pulsarı olarak sınıflandırılıyor.

Ancak onu daha da özel kılan şey, zaman zaman aktif bir şekilde eş yıldızından madde çekmesi ve ardından pasif duruma geçmesi. Bu özelliğiyle “geçişli milisaniye pulsarları” olarak adlandırılan nadir bir alt sınıfa giriyor. Bugüne kadar sadece üç örneği bulunan bu sınıf, bilim dünyası için adeta bir kozmik laboratuvar işlevi görüyor.

Işınımın kaynağı yığılma diski değil, rüzgar

Araştırmanın ise temel sorusu şu oldu: J1023’teki X-ışınları nereden geliyor? Cevap, sadece bu sisteme değil, evrendeki tüm nötron yıldızlarının çevresiyle etkileşimine dair modelleri şekillendirecek önemdeydi.

Bir nötron yıldızı aracılığıyla üretilen deniz feneri etkisi

Yapılan gözlemler bu ışımaların kaynağının pulsarın, eş yıldızdan çektiği maddeyle değil de ışık hızına yakın hızlarda hareket eden parçacıklar, manyetik alanlar ve şok dalgalarıyla oluşan pulsar rüzgarı olduğunu gösterdi. Bu rüzgar, çevredeki yığılma diskine çarpınca güçlü X-ışını yayımı meydana geliyor.

Ayrıca Bkz.NASA, “Sonsuzluk Galaksisi”ni keşfetti: İşte benzersiz görüntüler ve detaylar

Bu sonucu elde etmek için araştırmacılar, hem X-ışını hem de optik ışık kutuplanmasını ölçtü. NASA’nın uzaydaki tek X-ışını kutuplaşma ölçüm teleskobu olan IXPE, bu ölçümleri Avrupa Güney Gözlemevi'nin VLT Teleskobu ile elde edilen optik verilerle karşılaştırdı. Ayrıca NASA'nın NICER ve Swift gözlemevleri ile VLA teleskobu da sisteme dair yüksek enerjili gözlemler sağladı.

Dönen bir nötron yıldızının canlandırması

Sonuçlar çarpıcıydı: X-ışını, optik ve radyo dalgaları arasında kutuplanma açısı aynıydı. Bu durum, farklı dalga boylarında yayılan ışığın tek bir fiziksel mekanizmadan —yani pulsarın güçlü parçacık rüzgarlarının— beslendiğine işaret ediyor.

Söz konusu çalışma, 1 Temmuz’da The Astrophysical Journal Letters dergisinde yayımlandı. Bilim insanları, bu bulguların yalnızca pulsarların nasıl çalıştığını anlamakla kalmayıp, aynı zamanda yüksek enerjili astrofiziğin gelecekteki gözlemleri için de temel oluşturacağı görüşünde.

🔭 Kavram sözlüğü

• Pulsar: Hızla dönen nötron yıldızlarıdır. Manyetik kutuplarından düzenli aralıklarla radyo, X-ışını veya gama ışını gibi elektromanyetik dalgalar yayarlar. Genellikle saniyede onlarca ya da yüzlerce kez dönerler.


• Nötron yıldızı: Güneş’ten daha büyük kütleli bir yıldızın yaşamının sonunda gerçekleşen süpernova patlaması sonrası oluşan son derece yoğun ve küçük yıldız kalıntısıdır. Yoğunluğu o kadar fazladır ki, bir çay kaşığı nötron yıldızı maddesi birkaç milyon hatta milyar ton gelebilir.


• Milisaniye pulsarı: Saniyede birkaç yüz kez dönebilen, son derece hızlı pulsarlardır. Genellikle başka bir yıldızdan madde çekerek bu kadar hızlı dönmeye başlarlar. Döngü süreleri milisaniye (binde bir saniye) mertebesindedir.


• Geçişli milisaniye pulsarı (Transitional millisecond pulsar): Zaman zaman aktif hale geçerek eş yıldızından madde çeken, diğer zamanlarda ise normal pulsar gibi davranan özel bir pulsar türüdür. Bu geçiş özelliği, yıldız evrimini anlamada önemli bir ipucu sunar.


• Yığılma diski (Accretion disk): Bir yıldızın ya da kara deliğin çevresinde oluşan, madde birikimi sonucu dönen gaz ve toz diskidir. Bu disk, merkezdeki cisme doğru spiralleşerek hareket ederken büyük miktarda enerji yayar.


• Pulsar rüzgarı (Pulsar wind): Pulsarlardan yayılan ve ışık hızına yakın hareket eden yüksek enerjili yüklü parçacıklardan oluşan akımdır.


• Kutuplanma (Polarizasyon): Işık gibi elektromanyetik dalgaların titreşim yönlerinin belli bir düzende olmasıdır. Kutuplanma, ışığın hangi ortamdan geldiği ve nasıl etkileşimlere uğradığı hakkında bilgi verir.