Araştırmacılar ilk kez beyaz bir cüce üzerinde bir X-ışını patlaması gözlemlediler.

Güneşimiz gibi yıldızlar tüm yakıtlarını tükettiğinde beyaz cüceler oluşturmak için küçülürler. Bazen bu tür ölü yıldızlar, aşırı sıcak bir patlamada hayata geri döner ve bir X-ışını radyasyonu ateş topu üretir. Tübingen Üniversitesi de dahil olmak üzere birçok Alman enstitüsünden ve Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) liderliğindeki bir araştırma ekibi, şimdi ilk kez böyle bir X-ışını ışığı patlamasını gözlemleyebildi.

Bamberg’deki Dr. Karl Remeis gözlemevindeki FAU Astronomi Enstitüsü’nden Ole König, “Bu bir dereceye kadar şanslı bir tesadüftü, gerçekten” diye açıklıyor dergide bu gözlem hakkında bir makale yayınladı. Doğa, Prof. Dr. Jörn Wilms ve Max Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü, Tübingen Üniversitesi, Barselona’daki Universitat Politécnica de Catalunya ve Leibniz Astrofizik Potsdam Enstitüsü’nden bir araştırma ekibi ile birlikte. Astrofizikçi, “Bu X-ışını flaşları yalnızca birkaç saat sürer ve tahmin edilmesi neredeyse imkansızdır, ancak gözlem aracı tam olarak doğru zamanda patlamaya doğrultulmalıdır” diye açıklıyor.

Bu durumda enstrüman, şu anda Dünya’dan bir buçuk milyon kilometre uzakta bulunan ve 2019’dan beri yumuşak X ışınları için gökyüzünü araştıran eROSITA X-ışını teleskopudur. 7 Temmuz 2020’de güçlü X-ışınları ölçtü. dört saat önce tamamen göze çarpmayan gökyüzünün bir bölgesindeki ışın radyasyonu. X-ışını teleskobu dört saat sonra gökyüzünde aynı konumu incelediğinde, radyasyon kaybolmuştu. Bundan, daha önce dedektörün merkezini tamamen aşırı pozlamış olan X-ışını flaşının sekiz saatten az sürmüş olması gerektiği sonucu çıkar.

Bunun gibi X-ışını patlamaları, 30 yıldan uzun bir süre önce teorik araştırmalarla tahmin edilmişti, ancak şimdiye kadar hiçbir zaman doğrudan gözlemlenmedi. Bu X-ışınları ateş topları, yakıtlarının çoğunu hidrojenden ve daha sonra helyumdan, çekirdeklerinin derinliklerinde tüketmeden önce, başlangıçta boyut olarak güneşle karşılaştırılabilir olan yıldızların yüzeyinde meydana gelir. Bu yıldız cesetleri, Dünya’ya benzeyen ancak güneşimizinkine benzer bir kütle içeren beyaz cüceler kalana kadar küçülür. Jörn Wilms, “Bu oranları hayal etmenin bir yolu, güneşin bir elma ile aynı büyüklükte olduğunu düşünmektir; bu, Dünya’nın elmanın etrafında 10 metrelik bir mesafede dönen bir toplu iğne başı ile aynı büyüklükte olacağı anlamına gelir” diye açıklıyor.

Tübingen Üniversitesi’nden Dr. Victor Doroshenko, “Bu sözde novalar her zaman olur, ancak X-ışını emisyonunun çoğunun üretildiği ilk anlarda onları tespit etmek gerçekten zordur” diye ekliyor. “Sadece bir parlamanın kısa süresi değil, aynı zamanda yayılan X-ışınlarının spektrumunun çok yumuşak olduğu gerçeği de bir zorluktur. Yumuşak X-ışınları çok enerjik değildir ve yıldızlararası ortam tarafından kolayca emilir, bu yüzden çok uzağı göremiyoruz. bir nova ya da sıradan bir yıldız olsun, gözlemlenebilir nesnelerin sayısını sınırlayan bu bantta Teleskoplar normalde, absorpsiyonun daha az önemli olduğu daha sert X-ışınlarında en etkili olacak şekilde tasarlanmıştır ve bir olayı kaçırmalarının nedeni tam olarak budur. böyle,” diye bitiriyor Victor Doroshenko.

Yıldız cesetleri değerli taşlara benziyor

Öte yandan, bir elmayı toplu iğne başı boyutunda küçültürseniz, bu küçük parçacık elmanın nispeten büyük ağırlığını koruyacaktır. Jörn Wilms, “Beyaz cücenin içindeki bir çay kaşığı madde kolaylıkla büyük bir truc ile aynı kütleye sahiptir” diye devam ediyor. Bu yanmış yıldızlar esas olarak oksijen ve karbondan oluştuğundan, onları, uzayda yüzen Dünya ile aynı boyuttaki devasa elmaslarla karşılaştırabiliriz. Değerli taşlar şeklindeki bu nesneler o kadar sıcak ki beyaz parlıyorlar. Bununla birlikte, radyasyon o kadar zayıftır ki, Dünya’dan tespit edilmesi zordur.

Bu, beyaz cüceye hala yanan bir yıldız eşlik etmedikçe ve beyaz cücenin muazzam yerçekimi kuvveti eşlik eden yıldızın kabuğundan hidrojen çekmedikçe doğrudur. FAU astrofizikçisi Jörn Wilms, “Zaman içinde bu hidrojen, beyaz cücenin yüzeyinde sadece birkaç metre kalınlığında bir tabaka oluşturmak üzere toplanabilir” diye açıklıyor. Bu katmanda, devasa yerçekimi kuvveti, yıldızın yeniden alevlenmesine neden olacak kadar büyük olan muazzam bir basınç üretir. Bir zincirleme reaksiyonda, çok geçmeden hidrojen tabakasının uçup gittiği büyük bir patlama meydana gelir. Bunun gibi bir patlamanın X-ışını radyasyonu, 7 Temmuz 2020’de eROSITA’nın dedektörlerini vuran ve aşırı pozlanmış bir görüntü üreten şeydir.

“Gelmekte olan X-ışını emisyonunun fiziksel kökeni [from] beyaz cüce atmosferleri nispeten iyi anlaşılmıştır ve tayflarını ilk ilkelerden ve en ince ayrıntısına kadar modelleyebiliriz. Modellerin gözlemlerle karşılaştırılması, [us] sonra bu nesnelerin ağırlık, boyut veya kimyasal bileşim gibi temel özelliklerini öğrenmek için” diye açıklıyor Tübingen Üniversitesi’nden Dr. Valery Suleimanov.

“Ancak bu özel durumda sorun, fotonsuz 30 yıldan sonra aniden çok fazla foton elde etmemizdi, bu da bir tane ama çok parlak yerine milyonlarca çok soluk nesneyi algılamak için tasarlanmış eROSITA’nın spektral tepkisini bozdu.” Victor Doroshenko’yu ekliyor.

“X-ray cihazının geliştirilmesini desteklerken orijinal olarak çizdiğimiz model hesaplamalarını kullanarak, beyaz bir cücenin patlamasının sahne arkası görüntüsünü elde etmek için karmaşık bir süreç sırasında aşırı pozlanmış görüntüyü daha ayrıntılı olarak analiz edebildik. veya nova,” diye açıklıyor Jörn Wilms.

Sonuçlara göre, beyaz cüce güneşimizin kütlesine sahiptir ve bu nedenle nispeten büyüktür. Patlama, yaklaşık 327.000 Kelvin sıcaklığa sahip bir ateş topu oluşturdu ve bu da onu güneşten yaklaşık 60 kat daha sıcak hale getirdi. “Bu parametreler, Tübingen’de Valery Suleimanov ve Victor Doroshenko tarafından yaratılan çok sıcak beyaz cüceler tarafından yayılan radyasyon modelleriyle X-ışını radyasyonu modellerini birleştirerek ve teknik özelliklerin çok dışında bir rejimde alet tepkisinin çok derin analiziyle elde edildi. FAU ve MPE. Bence bu, modern bilimde işbirliğinin ve Alman eROSITA konsorsiyumu içindeki geniş uzmanlık yelpazesinin önemini çok güzel bir şekilde gösteriyor” diye ekliyor Tübingen Üniversitesi’nden Prof. Dr. Klaus Werner.

Bu novaların yakıtı oldukça hızlı tükendiği için hızla soğurlar ve X-ışını radyasyonu, sonunda görünür ışık haline gelene kadar zayıflar; eROSITA algılamasından yarım gün sonra Dünya’ya ulaşan ve optik teleskoplar tarafından gözlemlenen X-ışını radyasyonu. Ole König, “Daha sonra, patlamadan gelen görünür ışık olan ve gece gökyüzünde çıplak gözle görülebilecek kadar parlak görünen parlak bir yıldız ortaya çıktı” diye açıklıyor. Görünüşe göre bunun gibi “yeni yıldızlar” geçmişte gözlemlenmiş ve beklenmedik görünümlerinden dolayı “nova stella” veya “yeni yıldız” olarak adlandırılmıştır. Bu novalar yalnızca X-ışını flaşından sonra görülebildiğinden, bu tür salgınları tahmin etmek çok zordur ve X-ışını dedektörlerine çarptıklarında çoğunlukla şansa bağlıdır. Ole König, “Gerçekten şanslıydık” diyor.