Resimde Anafor veya M51 denilen gezegenin NASA’nın Chandra X-ışını gözlemcisi tarafından görüntülenen X-ışını mor renkte NASA’nın Hubble Uzay Teleskobundan gelen optik ışık kırmızı, yeşil ve mavi renktedir. Yeni Caltech çalışmasında ultralümin X-ışını kaynağı diğer adıyla ULX gösterilmiştir.
Araştırmacılar,1980’lerde galaksilerin dış kısımlarında, onların merkezlerine hakim olan süper büyük kara deliklerden uzakta son derece parlak X-ışını kaynakları keşfetmeye başladılar. Araştırmacılar ilk başlarda ultraluminous X-ışını kaynakları veya ULX’ler olarak adlandırılan bu kozmik cisimlerin güneş kütlesinin on katından daha fazla kara delik olduğunu öngörüyorlardı. Ancak, 2014’te NASA’nın NuSTAR ve diğer uzay teleskoplarından gelen gözlemler, milyonlarca güneşe enerjisiyle ile eşit derecede parlayan bazı ULX’lerin aslında patlayan devasa yıldızların yanmış çekirdeğinden oluşan nötron yıldızları olduğunu gösteriyor. Şimdiye kadar bu şekilde üç tane ULX nötron yıldızı olarak tanımlanmıştır.
NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi’nden veri alan Caltech liderliğindeki bir ekip, dördüncü bir ULX’i nötron yıldızı olarak belirledi ve bu cisimlerin bu kadar göz alıcı şekilde nasıl parladığına dair yeni ipuçları keşfetti.
Nötron yıldızları son derece yoğun nesnelerdir – bir çay kaşığı miktarı bile yaklaşık bir milyar ton ağırlığına ya da bir dağ kadar ağırlığına tekabül edebilir. Yerçekimleri, etraflarındaki yıldızları çevreleyen maddeleri kendilerine doğru çekiyor. Çektikleri bu maddeler sıkıştıkça ısınıyor X-ray ışınlarıyla göz alıcı bir şekilde parlıyor. Fakat nötron yıldızları maddeyle beslenirken oluşan X-ray ışınlarının maddeyi itiyor . Nesneler herhangi bir maddeyi daha hızlı toplayamadığında artık X ışınları vermeyi bırakıyor ve Gökbilimciler bu noktayı ‘Eddington Sınırı’ olarak adlandırıyorlar.
Doğa Astronomisi bulguları üzerine yeni bir rapor yazan ve Caltech’te doktorasını yapmış bir bilim adamı Murray Brightman, ‘nasıl bizlerin yemek yerken bir doyum noktası varsa aynı şekilde nötron yıldızlarının da maddeyi birleştirme hızının da bir limiti vardır ancak ULX’ler bu muazzam derecede parlak X-ışınlarını yaymak için bir şekilde bu sınırı aşıyor ve nedenini bilmiyoruz’’ diyor.
Yeni çalışmada, araştırmacılar, yaklaşık 28 milyon ışık yılı uzaklıkta olan Anafor galaksisinde (M51 olarak da bilinir) bir ULX’e baktılar. Chandra tarafından alınan arşiv röntgen verilerini analiz ettiler ve ULX’in ışık görüntüsünde alışılmadık bir düşüş olduğunu keşfettiler. Diğer tüm olasılıkları ortadan kaldırdıktan sonra Siklotron Rezonans Saçılımı olarak adlandırılan, yüklü parçacıklar (ya pozitif olarak yüklü protonlar ya da negatif yüklü elektronlar) bir manyetik alan etrafında dönmesi şeklinde anılan bir olgunun oluştuğunu anladılar. Kara deliklerin manyetik alanları yok ama nötron yıldızlarının var, bu yüzden bu bulgu M51’deki bu özel ULX’in bir nötron yıldızı olması gerektiğini ortaya koyuyor.
Siklotron Rezonans Saçılımı bir yıldızın ışık görüntüsünde anlatı işaretleri oluşturur ve siklotron kuyruğu olarak adlandırılan bu kalıpların varlığı, yıldızın manyetik alanının gücü hakkında bilgi sağlayabilir – ancak ister proton olsun isterse de elektron yalnızca kuyruklar hakkında bilgi sağlayabilir. Araştırmacılar, detaylı olarak açıklayabilecekleri yeni ULX spektrumu hakkında yeterli bilgiye sahip değiller.
Brightton, “Eğer siklotron kuyruğu protonlardan oluşuyorsa, nötron yıldızı etrafındaki bu manyetik alanların son derece güçlü olduğunu ve aslında Eddington sınırının aşılmasına yardımcı olabileceğini biliyoruz” diyor. Bu kadar güçlü manyetik alanlar, ULX’in normalde maddenin dışına iten basınç olan X-ışınlarından gelen basıncı azaltabilir ve nötron yıldızının normalden daha fazla madde tüketmesine ve daha muazzam X-ışınlarıyla parlamasını sağlayabilir.
Aksine, siklotron kuyruğu dönen elektronlardan oluşuyorsa, nötron yıldızı etrafındaki manyetik alan şiddeti çok kuvvetli olmayacaktır ve bu nedenle bu yıldızların Eddington sınırını kırmada bu alan etkili olmaz. Bu gizemi çözebilmek için, araştırmacılar M51’de ULX ile ilgili daha fazla X-ışını verileri elde etmeyi ve diğer ULX’lerde siklotron kuyruklarını daha fazla incelemeyi planlıyorlar.
Fiona Harrison, Caltech’in Benjamin M. Rosen Fizik, Matematik ve Astronomi Bölümü Kent ve Joyce Kresa Liderlik Başkanı; ve NuSTAR misyonunun baş araştırmacısı. ‘’Güneşin 1000 katı kadar kitlelere sahip, kara delik olduğu düşünülen bu muazzam parlaklıklardaki nesnelerin, daha az miktarda nötron yıldızı tarafından güçlendirildiği keşfi, büyük bir bilimsel sürprizdi’’ diyor. Şimdi, bu küçük nesnelerin nasıl bu kadar güçlü olabileceği konusunda sağlam ipuçları alıyor olabiliriz.
Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180226122552.htm
Çeviri: Ayşe Yılmaz