Sanatçının yörüngedeki NuSTAR konsepti. Kredi: NASA/JPL-Caltech
Bu küçük ama güçlü uzay teleskobu Evrenimizdeki en sıcak, en yoğun ve en enerjik bölgelerden bazılarını gözlemlemekle geçen on yıllık bir süre ve daha görülecek çok şey var.
BNuSTAR 2012’de piyasaya çıkmadan önce, galaksilerin içinde gizlenmiş süper kütleli kara delikleri keşfetme sözü verdi. Şimdi, lansmanından on yıl sonra, kara delikleri aydınlatmayı ve diğer birçok kozmolojik keşfe ulaşmayı başardı.
NuSTAR, evreni yüksek enerjili X-ışınlarında inceler ve 5 ila 80 kiloelektronvoltluk enerjilerdeki sert X-ışınlarını tespit eder. Elektromanyetik spektrumdaki bu aralık, kara deliklerin, aşırı aktif galaksilerin ve patlayan yıldızların dinamiklerini incelemek için kullanışlıdır. Bu yüksek enerjili X-ışınlarını tespit etmek biraz zor, bu yüzden NuStar, 30 fit (10 metre) bir direğin dedektörleri odak düzleminde (solda) ayırdığı benzersiz bir tasarıma (yukarıdaki ve alttaki resimlerde görüldüğü gibi) sahiptir. optik modüllerden (sağda).
NASANükleer Spektroskopik Teleskop Dizisi (NuSTAR) yakın zamanda 10 yaşına girdi. 13 Haziran 2012Bu uzay teleskobu, yüksek enerjili X-ışını ışığını algılar ve sıcak gaz yutan kara deliklerden patlamış yıldızların radyoaktif kalıntılarına kadar evrendeki en enerjik nesneleri ve süreçleri inceler. İşte NuSTAR’ın son on yılda X-ışını evrenine gözlerimizi açmasının bazı yolları.
Optik modülleri (sağda) odak düzlemindeki (solda) dedektörlerden ayıran 30 fit (10 metrelik) bir direğe sahip NuSTAR uzay aracının çizimi. Bu ayırma, X-ışınlarını tespit etmek için kullanılan yöntem için gereklidir. Kredi: NASA/JPL-Caltech
Eve Yakın Röntgen Görmek
Görünür ışığın farklı renkleri farklı dalga boylarına ve farklı enerjilere sahiptir; benzer şekilde, bir dizi X-ışını ışığı veya insan gözünün algılayabileceğinden daha yüksek enerjili ışık dalgaları vardır. NuSTAR, aralığın üst ucundaki X ışınlarını algılar. Güneş sistemimizde NuSTAR’ın algılayabileceği X-ışınları yayan pek çok nesne yoktur, ancak Güneş yapar: Yüksek enerjili X-ışınları mikro parlamalardan veya yüzeyindeki küçük parçacık patlamalarından ve ışıktan gelir. NuSTAR’ın gözlemleri, astronotlara ve uydulara zarar verebilecek daha büyük patlamaların oluşumuna ilişkin içgörülere katkıda bulunuyor. Bu çalışmalar, bilim adamlarının Güneş’in dış bölgesi olan koronanın neden yüzeyinden çok daha sıcak olduğunu açıklamalarına da yardımcı olabilir. NuSTAR ayrıca yakın zamanda Jüpiter’den gelen yüksek enerjili X-ışınlarını gözlemleyerek geçmişte neden fark edilmediklerine dair onlarca yıllık bir gizemi çözdü.
NASA’nın NuSTAR’ının yeşil ve mavi gözlemlerinde görülen Güneş’ten gelen X-ışınları, 5,4 milyon Fahrenheit (3 milyon santigrat derece) üzerinde ısıtılan gazdan gelir. NASA’nın Güneş Dinamiği Gözlemevi tarafından alınan ve turuncu renkte görülen veriler, malzemeyi yaklaşık 1.8 milyon °F (1 milyon °C) göstermektedir. Kredi: NASA/JPL-Caltech/GSFC
Kara Delikleri Aydınlatmak
Kara delikler ışık yaymaz, ancak bildiğimiz en büyüklerinden bazıları, birçok farklı ışık dalga boyunda parlayan sıcak gaz diskleriyle çevrilidir. NuSTAR, bilim insanlarına karadeliğe en yakın malzemeye neler olduğunu göstererek, kara deliklerin uzaya binlerce ışık yılı boyunca uzanan parlak alevler ve sıcak gaz jetleri nasıl ürettiğini ortaya çıkarabilir. Misyon, bölgedeki sıcaklık değişimlerini ölçtü. Kara delik Galaksinin geri kalanında yıldız oluşumunu etkileyen rüzgarlar. Yakın zamanda Event Horizon Teleskobu (EHT), kara deliklerin gölgelerinin ilk doğrudan görüntülerini aldı ve NuSTAR destek sağladı. Diğer NASA teleskoplarıyla birlikte NuSTAR, kara delikleri, EHT’nin kendileri tarafından dökülen gölgeyi görüntüleme yeteneğini etkileyebilecek parlamalar ve parlaklıktaki değişiklikler için izledi.
NuSTAR’ın bu arenadaki en büyük başarılarından biri, ESA (Avrupa Uzay Ajansı) XMM-Newton misyonu ile işbirliği içinde yaptığı bir kara deliğin dönüşünün ilk kesin ölçümünü yapmaktı. Spin, bir kara deliğin yoğun yerçekiminin etrafındaki uzayı bükme derecesidir ve ölçüm, Albert Einstein’ın genel görelilik teorisinin bazı yönlerini doğrulamaya yardımcı olmuştur.
Bu çizim, sıcak gazdan yapılmış bir toplanma diski ile çevrili ve uzaya doğru uzanan bir jeti olan bir kara deliği göstermektedir. NASA’nın NuSTAR teleskobu, bu jetlerdeki parçacıkların “açılmadan” ve parlak ışık kaynakları haline gelmeden önce ne kadar uzağa gittiklerini ölçmeye yardımcı oldu, bu mesafe “hızlanma bölgesi” olarak da bilinir. Kredi: NASA/JPL-Caltech
Gizli Kara Delikleri Bulma
NuSTAR’ın sahip olduğu tanımlanmış düzinelerce kalın gaz ve toz bulutlarının arkasına gizlenmiş kara delikler. Görünür ışık tipik olarak bu bulutlardan geçemez, ancak NuSTAR tarafından gözlemlenen yüksek enerjili X-ışını ışığı geçebilir. Bu, bilim adamlarına evrendeki toplam kara delik sayısı hakkında daha iyi bir tahmin sağlar. Son yıllarda bilim adamları, bu devlerin nasıl bu kadar kalın bulutlarla çevrelendiğini, bu sürecin onların gelişimini nasıl etkilediğini ve bir kara deliğin çevredeki galaksi üzerindeki etkisiyle nasıl ilişkili olduğunu öğrenmek için NuSTAR verilerini kullandılar.
NuSTAR, yüksek enerjili X-ışınlarını odaklayabilen ilk uzay teleskopudur. Bu renkli afiş, misyonun 10. yıl dönümünü kutlamak için yapıldı. Buradan bedavaya indir. Kredi: NASA/JPL-Caltech
‘Ölümsüz’ Yıldızların Gücünü Ortaya Çıkarmak
NuSTAR bir tür zombi avcısıdır: Yıldızların ölümsüz cesetlerini bulmakta ustadır. Nötron yıldızları olarak bilinen bunlar, büyük bir yıldızın yakıtı bitip çöktüğünde arta kalan yoğun madde parçacıklarıdır. Nötron yıldızları tipik olarak yalnızca büyük bir şehir büyüklüğünde olsalar da, o kadar yoğundurlar ki, bir çay kaşığının bir çay kaşığı Dünya’da yaklaşık bir milyar ton ağırlığındadır. Güçlü manyetik alanlarıyla birleşen yoğunlukları, bu nesneleri son derece enerjik yapar: Bir nötron yıldızı galakside bulunan M82 ışınları 10 milyon Güneş enerjisine sahiptir.
NuSTAR olmasaydı, bilim adamları nötron yıldızlarının ne kadar enerjik olabileceğini keşfedemezlerdi. M82’deki nesne keşfedildiğinde, araştırmacılar sadece bir kara deliğin bu kadar küçük bir alandan bu kadar çok güç üretebileceğini düşündüler. NuSTAR, yıldızın dönüşünden kaynaklanan titreşimleri tespit ederek cismin gerçek kimliğini doğrulayabildi ve o zamandan beri, daha önce kara delikler olduğu düşünülen bu ultra parlak X-ışını kaynaklarının çoğunun aslında nötron yıldızları olduğunu gösterdi. Bunların ne kadar enerji üretebileceğini bilmek, bilim adamlarının güneş sistemimizde bulunan hiçbir şeye benzemeyen fiziksel özelliklerini daha iyi anlamalarına yardımcı oldu.
Süpernova Gizemlerini Çözmek
Yıldızlar yaşamları boyunca çoğunlukla küreseldir, ancak NuSTAR gözlemleri, süpernova olarak patladıklarında asimetrik bir karmaşaya dönüştüklerini göstermiştir. Uzay teleskobu, iki yıldız patlamasından arta kalan radyoaktif materyalin haritasını çıkararak, enkazın şeklini izleyerek ve her iki durumda da küresel bir şekilden önemli sapmalar ortaya çıkararak süpernova çalışmasında büyük bir gizemi çözdü. NuSTAR’ın X-ışını görüşü sayesinde, gökbilimciler artık doğrudan araştırma yapılması neredeyse imkansız olan bir ortamda neler olduğuna dair ipuçlarına sahipler. NuSTAR gözlemleri, bir yıldızın iç bölgelerinin patlama anında aşırı derecede çalkantılı olduğunu gösteriyor.
Misyon Hakkında Daha Fazla Bilgi
NuSTAR 13 Haziran 2012’de fırlatıldı. Görevin baş araştırmacısı, Pasadena, California’daki Caltech’te Fizik, Matematik ve Astronomi Bölüm başkanı Fiona Harrison’dur. NASA’nın Washington’daki Bilim Misyonu Müdürlüğü için Güney Kaliforniya’daki Ajansın Jet Propulsion Laboratuvarı tarafından yönetilen bir Küçük Kaşif görevi NuSTAR, Danimarka Teknik Üniversitesi (DTU) ve İtalyan Uzay Ajansı (ASI) ile ortaklaşa geliştirildi. Teleskop optikleri tarafından yapılmıştır. Kolombiya Üniversitesi, NASA’nın Greenbelt, Maryland ve DTU’daki Goddard Uzay Uçuş Merkezi. Uzay aracı Orbital Sciences Corp. tarafından Dulles, Virginia’da inşa edildi. NuSTAR’ın görev operasyonları merkezi, Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley, ve resmi veri arşivi NASA’nın Yüksek Enerji Astrofizik Bilim Arşivi Araştırma Merkezi’ndedir. ASI, görevin yer istasyonunu ve bir ayna veri arşivini sağlar. Caltech yönetir JPL NASA için.