NASA’nın Görüntüleme X-ışını Polarimetri Gezgini (IXPE) Vela pulsar rüzgar bulutsusu gözlemlerinden bir görüntü. Renkler, farklı X-ışını yoğunluklarını temsil eder; en parlak bölgeler kırmızı ve en soluk bölgeler mavidir. Siyah çizgiler, IXPE verilerine dayalı olarak manyetik alanın yönlerini verir ve gümüş çizgiler, Avustralya Teleskop Kompakt Dizisinden alınan radyo verilerine dayalı olarak manyetik alanın yönlerini verir. Gri konturlar, Chandra verilerinden alınan X-ışını yoğunluklarını gösterir. Pulsar, en parlak X-ışını emisyonunun merkezine yakın bir yerde bulunur. Kredi: Xie ve diğerleri, 2022 (Doğa)
Yaklaşık 10.000 yıl önce, Vela takımyıldızındaki dev bir yıldızın patlamasının ışığı Dünya’ya ulaştı. Bu süpernova, arkasında yoğun bir nesne bıraktı. atarcakozmik bir deniz feneri gibi döndükçe düzenli olarak parlıyor gibi görünüyor. Bu atarcanın yüzeyinden, ışık hızına yakın hareket eden parçacık rüzgarları çıkar ve çevredeki gaza çarpan yüklü parçacıklar ve manyetik alanlardan oluşan kaotik bir karmaşa yaratır. Bu fenomene pulsar rüzgar bulutsusu denir.
Bu görüntü, Vela pulsar rüzgar bulutsusu göstermektedir. Açık mavi, NASA’nın Görüntüleme X-ışını Polarimetri Gezgini’nden alınan X-ışını polarizasyon verilerini temsil eder. Pembe ve mor renkler, Vela’yı daha önce birkaç kez gözlemleyen NASA’nın Chandra X-Ray gözlemevinden alınan verilere karşılık geliyor. NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu, arka plandaki yıldızlara katkıda bulundu. Kredi: X-ray: (IXPE) NASA/MSFC/Fei Xie & (Chandra) NASA/CXC/SAO; Optik: Judy Schmidt tarafından NASA/STScI Hubble/Chandra işleme; Hubble/Chandra/IXPE işleme ve birleştirme, NASA/CXC/SAO/Kimberly Arcand ve Nancy Wolk tarafından
Bu yeni görüntüde, puslu açık mavi hale, NASA’nın Görüntüleme X-ışını Polarimetri Gezgini veya IXPE’den gelen Vela için ilk X-ışını polarizasyon verilerine karşılık geliyor. Sağ üst köşeyi işaret eden soluk mavi bulanık bir çizgi, atarcadan ışık hızının yaklaşık yarısı kadar hızla fırlayan yüksek enerjili parçacıklardan oluşan bir jete karşılık gelir. Pembe X-ışını “yaylarının”, pulsar rüzgarının yüksek enerjili parçacıkları şok ettiği ve hızlandırdığı halka şeklindeki bölgelerin kenarlarını işaretlediği düşünülüyor. Pulsarın kendisi, görüntünün ortasındaki beyaz dairede bulunur.
Pembe ve mor renkler, Vela’yı daha önce birkaç kez gözlemleyen NASA’nın Chandra X-ray Gözlemevi’nden alınan verilere karşılık geliyor. Altın yıldızlar NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu tarafından yakalandı.
Elektromanyetik dalgaların nasıl organize edildiğiyle ilgili olan kutuplaşmayı ölçmek, bilim insanlarına pulsar gibi kozmik bir nesnenin parçacıkları nasıl yüksek hızlara çıkardığına dair benzeri görülmemiş bir anlayış sağlıyor.
Sanatçının IXPE’yi Dünya yörüngesindeki temsili. Kredi bilgileri: NASA
Kıdemli Phil Kaaret, “IXPE ile, bir yıldız patladıktan çok sonra parçacıkların nasıl ışık hızına yaklaştığı gibi astrofizikteki en acil sorulardan bazılarını araştırmak için Vela gibi aşırı nesneleri laboratuvar olarak kullanıyoruz” dedi. NASA’nın Alabama, Huntsville’deki Marshall Uzay Uçuş Merkezi’ndeki bilim adamı.
Son zamanlarda yapılan bir çalışmada, bilim adamları, Vela pulsar rüzgar bulutsusundaki X-ışınlarında buldukları yüksek derecede polarizasyona şaşırdılar. Bu nesnenin IXPE gözlemleri dergide yayınlandı Doğa aralıkta.
Nature çalışmasının baş yazarı, Nanning, Guangxi, Çin’deki Guangxi Üniversitesi’nde profesör ve daha önce İtalya Ulusal’da doktora sonrası araştırmacı olan Fei Xie, “Bu, bugüne kadar bir göksel X-ışını kaynağında ölçülen en yüksek kutuplaşma derecesidir” dedi. Roma’daki Astrofizik Enstitüsü/Uzay Astrofiziği ve Planetoloji Enstitüsü (INAF/IAPS).
NASA’nın Görüntüleme X-ışını Polarimetri Gezgini (IXPE) Vela pulsar rüzgar bulutsusu gözlemlerinden bir görüntü. Renkler, farklı X-ışını yoğunluklarını temsil eder; en parlak bölgeler kırmızı ve en soluk bölgeler mavidir. Siyah çizgiler, IXPE verilerine dayalı olarak manyetik alanın yönlerini verir ve gümüş çizgiler, Avustralya Teleskop Kompakt Dizisinden alınan radyo verilerine dayalı olarak manyetik alanın yönlerini verir. Gri konturlar, Chandra verilerinden alınan X-ışını yoğunluklarını gösterir. Pulsar, en parlak X-ışını emisyonunun merkezine yakın bir yerde bulunur. Kredi: Xie ve diğerleri, 2022 (Doğa)
Yüksek polarizasyon, elektromanyetik alanların iyi organize olduğu anlamına gelir; belirli yönlerde sıralanırlar ve bulutsu içindeki konumlarına bağlıdırlar. Dahası, IXPE’nin tespit ettiği X-ışınları, “senkrotron emisyonu” olarak adlandırılan, pulsar rüzgar bulutsusundaki manyetik alanlarda spiral çizen yüksek enerjili elektronlardan gelir. Yüksek oranda polarize X-ışınları, bu manyetik alanların da iyi organize edilmesi gerektiği anlamına gelir.
Roger W. Romani, etraflarında bir malzeme kabuğu bulunan süpernova kalıntılarının aksine, X-ışınlarının yüksek polarizasyonu, “elektronların diğer X-ışını kaynaklarında önemli görünen türbülanslı şoklarla hızlanmadığını gösteriyor” dedi. , IXPE veri analizinde yer alan bir Stanford astrofizikçisi. Bunun yerine, manyetik alan çizgilerinin kırılmasını ve birleştirilmesini içeren manyetik yeniden bağlanma gibi başka bir işlem söz konusu olmalıdır. Bu, manyetik enerjinin parçacık enerjisine dönüştürülmesinin bir yoludur.
IXPE verileri ayrıca, manyetik alanın pulsarın ekvatoru çevresinde düz, halka şeklinde bir yapı olarak hizalandığını öne sürüyor. Bu şekil, bilim adamlarının beklentileri doğrultusundaydı.
Roma’daki INAF/IAPS’de veri analizine katkıda bulunan bir araştırmacı olan Alessandro Di Marco, “Bu IXPE X-ışını polarizasyon ölçümü, Vela atarcası rüzgar bulutsusu yapbozunun eksik bir parçasını ekliyor” diyor. “Benzeri görülmemiş bir çözünürlükle haritalama yapan IXPE, dış bulutsunun radyo görüntülerinden elde edilen sonuçlarla uyum göstererek, merkez bölgedeki manyetik alanı açığa çıkarıyor.”
Dünya’dan yaklaşık 1.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunan Vela atarcası, yaklaşık 15 mil (25 kilometre) çapındadır ve saniyede 11 kez dönerek bir helikopter rotorundan daha hızlı döner.
Referans: Fei Xie, Alessandro Di Marco, Fabio La Monaca, Kuan Liu, Fabio Muleri, Niccolò Bucciantini, Roger W. Romani, Enrico Costa, John Rankin, “Vela pulsar rüzgar bulutsusu X-ışınları senkrotron sınırına yakın polarize edilmiştir” Paolo Soffitta, Matteo Bachetti, Niccolò Di Lalla, Sergio Fabiani, Riccardo Ferrazzoli, Shuichi Gunji, Luca Latronico, Michela Negro, Nicola Omodei, Maura Pilia, Alessio Trois, Eri Watanabe, Iván Agudo, Lucio A. Antonelli, Luca Baldini, Wayne H Baumgartner, Ronaldo Bellazzini, Stefano Bianchi, Stephen D. Bongiorno, Raffaella Bonino, Alessandro Brez, Fiamma Capitanio, Simone Castellano, Elisabetta Cavazzuti, Stefano Ciprini, Alessandra De Rosa, Ettore Del Monte, Laura Di Gesu, Immacolata Donnarumma, Victor Doroshenko, Michal Dovčiak, Steven R. Ehlert, Teruaki Enoto, Yuri Evangelista, Javier A. Garcia, Kiyoshi Hayashida, Jeremy Heyl, Wataru Iwakiri, Svetlana G. Jorstad, Vladimir Karas, Takao Kitaguchi, Jeffery J. Kolodziejczak, Henric Krawczynski, Ioannis Liodakis , Simone Maldera, Alberto Manfreda, Frédéric Marin, Andrea Marinucci, Alan P. Marscher, Herman L. Marshall, Francesco Massaro, Giorgio Matt, Ikuyuki Mitsuishi, Tsunefumi Mizuno, C.-Y. Ng, Stephen L. O’Dell, Chiara Oppedisano, Alessandro Papitto, George G. Pavlov, Abel L. Peirson, Matteo Perri, Melissa Pesce-Rollins, Pierre-Olivier Petrucci, Andrea Possenti, Juri Poutanen, Simonetta Puccetti, Brian D. Ramsey, Ajay Ratheesh, Carmelo Sgró, Patrick Slane, Gloria Spandre, Toru Tamagawa, Fabrizio Tavecchio, Roberto Taverna, Yuzuru Tawara, Allyn F. Tennant, Nicolas E. Thomas, Francesco Tombesi, Sergey S. Tsygankov, Roberto Turolla, Jacco Vink, Martin C. Weisskopf, Kinwah Wu ve Silvia Zane, 21 Aralık 2022, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-022-05476-5
IXPE misyonu hakkında
Parçası NASASmall Explorer görev serisi IXPE, Aralık 2021’de NASA’nın Florida’daki Kennedy Uzay Merkezi’nden bir Falcon 9 roketiyle fırlatıldı. Şu anda Dünya ekvatorunun 370 mil veya kabaca 595 kilometre üzerinde yörüngede dönüyor. Misyon, NASA ve İtalyan Uzay Ajansı arasında 13 ülkedeki ortaklar ve bilim işbirlikçileri ile bir ortaklıktır. Merkezi Broomfield, Colorado’da bulunan Ball Aerospace, uzay aracı operasyonlarını yönetiyor.