Sıcak ve soğuk rüzgarlar esen nötron yıldızının tasviri. Kredi bilgileri: Gabriel Pérez (IAC)
Bir gökbilimciler ekibi, Dünya’daki ve uzaydaki en güçlü teleskopları kullanarak, ilk kez bir uzaydan gelen sıcak, ılık ve soğuk rüzgar patlamalarını keşfetti. nötron yıldızı yakındaki bir yıldızdan madde tüketirken. Keşif, evrendeki en aşırı nesnelerin bazılarının davranışlarına yeni bir bakış açısı sağlıyor.
Düşük kütleli X-ışını ikili dosyaları (LMXB’ler), bir nötron yıldızı veya Kara delik. Toplanma olarak bilinen bir süreç olan komşu bir yıldızdan kopan malzeme tarafından beslenirler. Çoğu yığılma, sistemlerin çarpıcı biçimde aydınlandığı şiddetli patlamalar sırasında meydana gelir. Aynı zamanda, içeri giren malzemenin bir kısmı disk rüzgarları ve jetler şeklinde uzaya geri itilir.
Astronomik nesnelerden dışarı taşan malzemenin en yaygın belirtileri “sıcak” gazla ilişkilidir. Buna rağmen, şimdiye kadar geçici X-ışını ikili dosyalarında sadece “sıcak” veya “soğuk” gaz rüzgarları gözlemlendi.
Bu yeni çalışmada, Southampton Üniversitesi tarafından yönetilen on bir ülkeden bir araştırmacı ekibi, Swift J1858 olarak bilinen X-ışını ikilisinin son patlamasını inceledi. Dahil olmak üzere bir teleskop kombinasyonu kullandılar. NASA‘s Hubble uzay teleskobu (HST), Avrupa Uzay Ajansı’nın XMM-Newton uydusu, Avrupa Güney Gözlemevi Örgütü’nün Çok Büyük Teleskop (VLT) ve İspanyol Gran Telescopio Canarias (GTC).
Sonuçlar, dergide yayınlandı Doğa, optik dalga boylarında soğuk bir rüzgarın imzalarıyla aynı anda meydana gelen ultraviyole dalga boylarında sıcak bir rüzgarın kalıcı imzalarını gösterdi. Bu, böyle bir sistemden gelen rüzgarların elektromanyetik spektrumun farklı bantlarında ilk kez görülmesidir.
Southampton Üniversitesi’nden baş yazar Dr. Noel Castro Segura şunları söyledi: “Bunun gibi patlamalar nadirdir ve her biri benzersizdir. Normalde yıldızlararası toz tarafından büyük ölçüde örtülürler, bu da onları gözlemlemeyi gerçekten zorlaştırır. Swift J1858 özeldi, çünkü galaksimizin diğer tarafında olmasına rağmen, bulanıklık tam bir çok dalga boylu çalışmaya izin verecek kadar küçüktü.”
“Yalnızca bir başka sistem – kara delik X-ışını ikili dosyası, V404 Cyg – benzer özellikler gösterdi. Ancak, aynı deneyi bu sistem üzerinde yapma girişimimiz başarısız oldu, çünkü patlama, yer ve uzay tabanlı teleskopların onu aynı anda gözlemlemesini sağlayamadan sona erdi” dedi. .
Swift J1858, elektromanyetik spektrumda aşırı değişkenlik gösteren ve nadir bir fırsat sunan yeni keşfedilen bir X-ışını geçici olayıdır.
Dr. Castro Segura, “Alandaki tüm gökbilimciler, radyodan X-ray’e kadar tüm spektrumu kapsamak için çabalarımızı birleştirdiğimiz noktaya kadar inanılmaz derecede heyecanlıydı,” dedi. .
Amsterdam Üniversitesi’nden ortak yazar Nathalie Degenaar şunları ekledi: “Nötron yıldızları, diğer yıldızlardan gelen gazları yutmalarına izin veren son derece güçlü bir çekim gücüne sahiptir. Bununla birlikte, yıldız yamyamları dağınık yiyicilerdir ve nötron yıldızlarının kendilerine doğru çektiği gazın çoğu tüketilmez, ancak yüksek hızda uzaya fırlatılır. Bu davranışın hem nötron yıldızının kendisi hem de yakın çevresi üzerinde büyük etkisi vardır. Bu yazıda, bu kozmik kurabiye canavarlarının dağınık yeme alışkanlıkları hakkında önemli bilgiler sağlayan yeni bir keşif hakkında bilgi veriyoruz.”
“Bu sefer bizim tarafımızda kozmik şans vardı, çünkü on teleskopu koordine edebildik ve hepsini J1858’e doğru yönlendirebildik, hepsi tamamen aktifken. Bu, farklı dalga boylarında farklı teknikler kullanabildiğimiz için çok daha fazla bilgi edinmemizi sağlıyor” dedi.
Dr. Degenaar ekledi, “Dünyadaki ve uzaydaki en iyi teleskoplar etrafında inşa edilen böylesine iddialı bir gözlem kampanyası tasarlamak çok büyük bir zorluktu. Dolayısıyla, tüm bu çalışmaların meyvesini vermesi ve başka türlü mümkün olmayan önemli bir keşif yapmamızı sağlaması inanılmaz derecede heyecan verici.”
Ekip, farklı rüzgar türlerini keşfetmenin yanı sıra, dışarı akan gazın zamansal evrimini de incelemeyi başardı. Sıcak rüzgarın, sistemin parlaklığındaki güçlü değişikliklerden etkilenmediğini buldular. Böyle bir yanıtın olmaması, daha önce, karmaşık simülasyonlara dayanan doğrulanmamış bir teorik tahmindi.
“Bu araştırmada, sistemdeki gazın dinamiklerinin yakın kızıl ötesi dalga boyundan ultraviyole dalga boylarına kadar tam bir resmini elde etmek için HST’nin benzersiz yeteneklerini VLT ve GTC gibi en iyi yer tabanlı teleskoplarla birleştirdik. . Bu, bu güçlü çıkışların gerçek doğasını ilk kez ortaya çıkarmamıza izin verdi,” dedi Dr. Castro Segura.
“Sonuçlarımızın sağladığı yeni içgörüler, bu nesnelerin çevreleriyle nasıl etkileşime girdiğini anlamanın anahtarıdır. Galaksiye enerji ve madde akıtarak, yeni nesil yıldızların oluşumuna ve galaksinin kendisinin evrimine katkıda bulunurlar,” diye bitirdi Dr. Castro Segura.
Çalışma, diğerleri arasında Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi (STFC) ve NASA dahil olmak üzere ajanslardan alınan hibelerle finanse edildi.
Bir gökbilimciler ekibi, Dünya’daki ve uzaydaki en güçlü teleskopları kullanarak, yakındaki bir yıldızdan madde tüketirken bir nötron yıldızından ilk kez sıcak, ılık ve soğuk rüzgar patlamaları keşfetti. Keşif, evrendeki en aşırı nesnelerin bazılarının davranışlarına yeni bir bakış açısı sağlıyor.
Düşük kütleli X-ışını ikili dosyaları (LMXB’ler), bir nötron yıldızı veya kara delik içeren sistemlerdir. Toplanma olarak bilinen bir süreç olan komşu bir yıldızdan kopan malzeme tarafından beslenirler. Çoğu yığılma, sistemlerin çarpıcı biçimde aydınlandığı şiddetli patlamalar sırasında meydana gelir. Aynı zamanda, içeri giren malzemenin bir kısmı disk rüzgarları ve jetler şeklinde uzaya geri itilir.
Astronomik nesnelerden dışarı taşan malzemenin en yaygın belirtileri “sıcak” gazla ilişkilidir. Buna rağmen, şimdiye kadar geçici X-ışını ikili dosyalarında sadece “sıcak” veya “soğuk” gaz rüzgarları gözlemlendi.
Bu yeni çalışmada, Southampton Üniversitesi tarafından yönetilen on bir ülkeden bir araştırmacı ekibi, Swift J1858 olarak bilinen X-ışını ikilisinin son patlamasını inceledi. NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu (HST), Avrupa Uzay Ajansı’nın XMM-Newton uydusu, Avrupa Güney Gözlemevi Örgütü’nün Çok Büyük Teleskopu (VLT) ve İspanyol Gran Telescopio Canarias (GTC) dahil olmak üzere teleskopların bir kombinasyonunu kullandılar.
Sonuçlar, dergide yayınlandı Doğa, optik dalga boylarında soğuk bir rüzgarın imzalarıyla aynı anda meydana gelen ultraviyole dalga boylarında sıcak bir rüzgarın kalıcı imzalarını gösterdi. Bu, böyle bir sistemden gelen rüzgarların elektromanyetik spektrumun farklı bantlarında ilk kez görülmesidir.
Southampton Üniversitesi’nden baş yazar Dr. Noel Castro Segura şunları söyledi: “Bunun gibi patlamalar nadirdir ve her biri benzersizdir. Normalde yıldızlararası toz tarafından büyük ölçüde örtülürler, bu da onları gözlemlemeyi gerçekten zorlaştırır. Swift J1858 özeldi, çünkü galaksimizin diğer tarafında olmasına rağmen, bulanıklık tam bir çok dalga boylu çalışmaya izin verecek kadar küçüktü.”
“Yalnızca bir başka sistem – kara delik X-ışını ikili dosyası, V404 Cyg – benzer özellikler gösterdi. Ancak, aynı deneyi bu sistem üzerinde yapma girişimimiz başarısız oldu, çünkü patlama, yer ve uzay tabanlı teleskopların onu aynı anda gözlemlemesini sağlayamadan sona erdi” dedi. .
Swift J1858, elektromanyetik spektrumda aşırı değişkenlik gösteren ve nadir bir fırsat sunan yeni keşfedilen bir X-ışını geçici olayıdır.
Dr. Castro Segura, “Alandaki tüm gökbilimciler, radyodan X-ray’e kadar tüm spektrumu kapsamak için çabalarımızı birleştirdiğimiz noktaya kadar inanılmaz derecede heyecanlıydı,” dedi. .
Amsterdam Üniversitesi’nden ortak yazar Nathalie Degenaar şunları ekledi: “Nötron yıldızları, diğer yıldızlardan gelen gazları yutmalarına izin veren son derece güçlü bir çekim gücüne sahiptir. Bununla birlikte, yıldız yamyamları dağınık yiyicilerdir ve nötron yıldızlarının kendilerine doğru çektiği gazın çoğu tüketilmez, ancak yüksek hızda uzaya fırlatılır. Bu davranışın hem nötron yıldızının kendisi hem de yakın çevresi üzerinde büyük etkisi vardır. Bu yazıda, bu kozmik kurabiye canavarlarının dağınık yeme alışkanlıkları hakkında önemli bilgiler sağlayan yeni bir keşif hakkında bilgi veriyoruz.”
“Bu sefer bizim tarafımızda kozmik şans vardı, çünkü on teleskopu koordine edebildik ve hepsini J1858’e doğru yönlendirebildik, hepsi tamamen aktifken. Bu, farklı dalga boylarında farklı teknikler kullanabildiğimiz için çok daha fazla bilgi edinmemizi sağlıyor” dedi.
Dr. Degenaar ekledi, “Dünyadaki ve uzaydaki en iyi teleskoplar etrafında inşa edilen böylesine iddialı bir gözlem kampanyası tasarlamak çok büyük bir zorluktu. Dolayısıyla, tüm bu çalışmaların meyvesini vermesi ve başka türlü mümkün olmayan önemli bir keşif yapmamızı sağlaması inanılmaz derecede heyecan verici.”
Ekip, farklı rüzgar türlerini keşfetmenin yanı sıra, dışarı akan gazın zamansal evrimini de incelemeyi başardı. Sıcak rüzgarın, sistemin parlaklığındaki güçlü değişikliklerden etkilenmediğini buldular. Böyle bir yanıtın olmaması, daha önce, karmaşık simülasyonlara dayanan doğrulanmamış bir teorik tahmindi.
“Bu araştırmada, sistemdeki gazın dinamiklerinin yakın kızıl ötesi dalga boyundan ultraviyole dalga boylarına kadar tam bir resmini elde etmek için HST’nin benzersiz yeteneklerini VLT ve GTC gibi en iyi yer tabanlı teleskoplarla birleştirdik. . Bu, bu güçlü çıkışların gerçek doğasını ilk kez ortaya çıkarmamıza izin verdi,” dedi Dr. Castro Segura.
Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nden emekli astronom Dr Knox S. Long, “Bu rüzgarlara neyin neden olduğu ve bu sistemlerin zaman içinde nasıl geliştiği konusunda ne kadar temel oldukları konusundaki anlayışımız, en iyi ihtimalle kabadır” dedi. “Heyecanlıyım çünkü keşiflerimiz bize bu fenomenlere yeni bir pencere açıyor ve nihayetinde daha geniş bir astrofizik nesne yelpazesinde rüzgarları güçlendirmek için hangi fiziksel koşulların gerekli olduğuna dair daha somut bir anlayış oluşturmamıza yardımcı olabilir” diye devam etti.
“Sonuçlarımızın sağladığı yeni içgörüler, bu nesnelerin çevreleriyle nasıl etkileşime girdiğini anlamanın anahtarıdır. Galaksiye enerji ve madde akıtarak, yeni nesil yıldızların oluşumuna ve galaksinin kendisinin evrimine katkıda bulunurlar,” diye bitirdi Dr. Castro Segura.
Referans: N. Castro Segura, C. Knigge, KS Long, D. Altamirano, M. Armas Padilla, C. Bailyn, DAH Buckley, DJK Buisson, J. Casares tarafından “Yükselen bir nötron yıldızı ikili geçişinden kalıcı bir ultraviyole çıkışı” , P. Charles, JA Combi, VA Cúneo, ND Degenaar, S. del Palacio, M. Díaz Trigo, R. Fender, P. Gandhi, M. Georganti, C. Gutiérrez, JV Hernandez Santisteban, F. Jiménez-Ibarra, J. Matthews, M. Méndez, M. Middleton, T. Muñoz-Darias, M. Özbey Arabacı, M. Pahari, L. Rhodes, TD Russell, S. Scaringi, J. van den Eijnden, G. Vasilopoulos, FM Vincentelli ve P. Wiseman, 2 Mart 2022, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-021-04324-2
Çalışma, diğerleri arasında Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi (STFC) ve NASA dahil olmak üzere ajanslardan alınan hibelerle finanse edildi.