Aralık 2021’de piyasaya sürülen Görüntüleme X-ışını Polarimetresi Gezgini (IXPE), Dünya’nın yörüngesinde dönen ve kuasarlar, blazarlar ve kara delikler gibi kozmik olaylardan gelen X-ışını emisyonlarını inceleyen önemli bir astronomik araçtır. Bulguları, blazarlardaki hızlanma süreçleri ve süpernova kalıntılarının aktivitesi gibi uzun süredir devam eden kozmik gizemlerin çözümünde çok önemli olmuştur. Kredi bilgileri: NASA
2021’de başlatılan bir X-ışını astronomi misyonu olan IXPE, blazarlar ve süpernova kalıntıları gibi kozmik olaylara ilişkin anlayışımızda devrim yarattı.
9 Aralık’ta gökbilimciler ve fizikçiler, X-ışını biliminin çığır açan iki yılını kutladılar. NASA‘nin IXPE (Görüntüleme X-ışını Polarimetresi Gezgini) misyonu.
IXPE, polarize X-ışını ışığını incelemek için NASA-İtalyan Uzay Ajansı’nın ortak misyonudur. Polarizasyon, ışığın geldiği ultra güçlü enerji kaynaklarının geometrisi ve iç işleyişi gibi ışığın nereden geldiğine ilişkin bilgilerin ortaya çıkmasına yardımcı olabilecek bir ışık özelliğidir.
9 Aralık 2021’de fırlatılan IXPE, Dünya’nın yaklaşık 340 mil yüksekliğindeki yörüngesinde dönüyor ve kuasarlar, blazarlar, nötron yıldızları gibi süpernova patlamalarının kalıntıları ve yüksek ışınlar dahil olmak üzere Dünya’dan binlerce ila milyarlarca ışıkyılı uzaklıktaki güçlü kozmik fenomenlerden gelen X-ışını emisyonlarını inceliyor. -kara deliklerin çevresinden neredeyse ışık hızında fışkıran enerji parçacık akıntıları.
Kozmosu incelemek için bilim operasyonlarına başlamadan önce uzayda konuşlandırılan IXPE’nin bir gif’i. Kredi bilgileri: NASA
Süper kütleli kara delikleri analiz etmek için IXPE’nin bulgularını kullanan bir araştırma grubuna liderlik eden Boston Üniversitesi gökbilimcisi Alan Marscher, “Radyo, kızılötesi ve optik polarizasyon cephaneliğimize X-ışını polarizasyonunu eklemek oyunun kurallarını değiştirecek” dedi.
“Hepimiz X-ışınlarının insanlar için tıbbi teşhis aracı olduğunu biliyoruz. Burada onları farklı bir şekilde kullanıyoruz, ancak normalde bizden gizlenen bilgileri tekrar açığa çıkarıyorlar,” dedi, pulsar rüzgar bulutsusu MSH 15’e ilişkin IXPE çalışmalarına dayanan bulguların ortak yazarlarından Stanford Üniversitesi’nden araştırmacı Josephine Wong. -52, Dünya’dan yaklaşık 16.000 ışıkyılı uzaklıkta.
IXPE’nin geliştirilmesine öncülük eden ve 2022 baharında NASA’dan emekli olana kadar baş araştırmacı olarak görev yapan astrofizikçi Martin Weisskopf da aynı görüşte.
“IXPE’nin, X-ışını polarimetrisinin bu büyüleyici X-ışını sistemlerinin nasıl çalıştığına dair anlayışımızı ilerletme açısından önemli ve alakalı olduğunu gösterdiğine şüphe yok.”
— Martin Weisskopf, Emekli IXPE Baş Araştırmacısı
Bilim adamları, örneğin Markarian 501 ve Markarian 421 gibi blazarların temellerini uzun zamandır anlamışlardır. Kara delik Bir diskin etrafında dönen malzemeyi besleyerek, diske dik iki yönde hızla uzaklaşan yüksek hızlı kozmik parçacıkların güçlü jetlerini yaratır. Peki bu parçacıklar nasıl bu kadar yüksek enerjilere hızlandırılıyor? IXPE verileri yayınlanan Kasım 2022’de dergide Doğa Markarian 501’in suçlusunu jet içindeki şok dalgası olarak tanımladı.
Bu NASA çizimi, Imaging X-ray Polarimetri Explorer (IXPE) tarafından blazar Markarian 421’in yakın zamanda yapılan gözlemlerinden anlaşılan kara delik jetinin yapısını göstermektedir. Jet, görüntünün alt kısmında gösterilen, zamanla yörüngede dönen ve kara deliğin içine düşen bir birikim diski tarafından çalıştırılıyor. Helisel manyetik alanlar jetin içinden geçirilir. IXPE gözlemleri, X-ışınlarının, sarmal manyetik alanlar etrafında spiral çizen malzemenin içinden kaynaklanan bir şokla üretilmesi gerektiğini göstermiştir. Ek, şok cephesinin kendisini göstermektedir. X ışınları şok cephesine en yakın beyaz bölgede üretilirken, optik ve radyo emisyonunun şoktan daha uzaktaki daha türbülanslı bölgelerden kaynaklanması gerekir. Kredi bilgileri: NASA/Pablo Garcia
NASA’nın Huntsville, Alabama’daki Marshall Uzay Uçuş Merkezi’nde NASA Doktora Sonrası Programı araştırmacısı olan Yannis Liodakis, “Bu, çözdüğümüz 40 yıllık bir gizem” dedi. “Sonunda yapbozun tüm parçalarını elde ettik ve onların oluşturduğu resim netti.”
IXPE ayrıca üç süpernova kalıntısı (Cassiopeia A, TychoVe SN1006 – bilim adamlarının bu fenomeni çevreleyen manyetik alanların kökeni ve süreçleri hakkındaki anlayışlarını ilerletmelerine yardımcı olmak.
IXPE, kendi galaksimizin temel mekanizmalarına bile yeni bir ışık tutuyor. IXPE’nin 2022’nin başlarında gerçekleştirdiği çalışmalara göre, Sagittarius A*, gökadanın merkezindeki süper kütleli kara delik. Samanyolu, yaklaşık 200 yıl önce uyandım yoğun, kısa ömürlü bir X-ışını parlamasını tetikleyerek gazı ve diğer kozmik kalıntıları yok eder. IXPE, Chandra ve Avrupa Uzay AjansıAraştırmacılar, XMM-Newton misyonunun ardından olayın 19. yüzyılın başlarında meydana geldiğini belirledi.
NASA Marshall’dan IXPE proje bilimcisi Steve Ehlert, “Aktif galaksilerde ve süper kütleli kara deliklerde insan zaman ölçeğinde değişim olabileceğini biliyoruz” dedi. “IXPE, galaksimizin merkezindeki kara deliğin değiştiği zaman ölçeğini daha iyi anlamamıza yardımcı oluyor. Hangi değişikliklerin tipik, hangilerinin benzersiz olduğunu belirlemek için bunu daha fazla gözlemlemek için sabırsızlanıyoruz.”
Süpernova kalıntısı SN 1006’nın bu yeni görüntüsü, NASA’nın Görüntüleme X-ışını Polarimetresi Gezgini ve NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi’nden alınan verileri birleştiriyor. Kırmızı, yeşil ve mavi elementler, Chandra tarafından tespit edildiği üzere sırasıyla düşük, orta ve yüksek enerjili X ışınlarını yansıtıyor. X-ışını ışığının polarizasyonunu ölçen IXPE verileri, kalıntının manyetik alanının dışarıya doğru hareketini temsil eden çizgilerin eklenmesiyle birlikte sol üst köşede mor renkte gösterilmiştir. Katkı Sağlayanlar: X-ışını: NASA/CXC/SAO (Chandra); NASA/MSFC/Nanjing Üniv./P. Zhou ve diğerleri. (IXPE); IR: NASA/JPL/CalTech/Spitzer; Görüntü İşleme: NASA/CXC/SAO/J.Schmidt
IXPE ayrıca, Ekim 2022’de güneş sistemimizi aniden tarayan, şimdiye kadar kaydedilen en parlak yoğun radyasyon darbesi gibi beklenmedik kozmik olayların gözlemlerini de destekledi.
Araştırmacılar, darbenin 10.000 yılda bir defadan fazla meydana gelme ihtimali olmayan güçlü bir gama ışını patlamasından kaynaklandığını söyledi. NASA’nın Fermi Uzay Teleskobu ve diğer görüntüleyicilerden gelen verileri yedekleyen IXPE, güçlü emisyonun nasıl organize edildiğinin belirlenmesine yardımcı oldu ve Dünya görüntüleyicilerinin jeti neredeyse doğrudan doğrudan görüntülediğini doğruladı.
Belki de uzay bilimcileri için en heyecan verici şey, IXPE verilerinin, çeşitli yüksek enerji kaynakları sınıfları hakkındaki geleneksel bilgeliği nasıl altüst ettiğidir.
Ehlert, “Son iki yılda gördüğümüz polarize X-ışını sonuçlarının çoğu, teorik modelleri pencereden fırlatan büyük bir sürprizdi” dedi.
“Beklemediğimiz sonuçları görmek yeni soruların, yeni teorilerin ortaya çıkmasına neden oluyor. Gerçekten heyecan verici!”
— Steve Ehlert, IXPE Proje Bilimcisi
Bu heyecan dünya çapındaki IXPE ortakları arasında artmaya devam ediyor. Haziran ayında görev, ilk iki yıllık uçuşunun ötesinde resmi olarak 20 ay daha uzatıldı; bu, IXPE’nin en az Eylül 2025’e kadar evrendeki yüksek enerjili X-ışını emisyonlarını gözlemlemeye devam edeceği anlamına geliyor.
Yeni yıl aynı zamanda dünya çapındaki astrofizikçileri ve diğer uzay bilimcilerini IXPE teleskopunu kullanarak çalışmalar önermeye ve bu çalışmalara katılmaya davet eden IXPE Genel Gözlemci Programının da başlangıcı olacak. Şubat 2024’ten itibaren IXPE’nin zamanının %80’i daha geniş bilim camiasının kullanımına sunulacak.
IXPE Misyonu Hakkında
IXPE, NASA ve İtalyan Uzay Ajansı’nın 12 ülkedeki ortakları ve bilim işbirlikçileriyle yaptığı bir işbirliğidir. IXPE, NASA’nın Marshall Uzay Uçuş Merkezi tarafından yönetilmektedir. Merkezi Broomfield, Colorado’da bulunan Ball Aerospace, uzay aracı operasyonlarını Colorado Üniversitesi’nin Boulder’daki Atmosfer ve Uzay Fiziği Laboratuvarı ile birlikte yönetiyor.