Bu sanatçının izlenimi, bir nötron yıldızı üzerindeki nükleer patlamaların, manyetik kutup bölgelerinden fırlayan jetleri nasıl beslediğini gösteriyor. Ön planda, sağ merkezde nötron yıldızını temsil eden çok parlak beyaz bir top var. Beyaz/mor filamentler kutup bölgesinden dışarı doğru akıyor. Top, puslu beyaz daha büyük bir küre olan korona ile çevrelenmiştir ve daha dışarıda, iç diskte beyazdan ortada turuncuya ve dış bölgede kırmızı-macentaya kadar uzanan, farklı renklerde eşmerkezli bantlara sahip bir disk tarafından çevrelenmiştir. Turuncu bir bant, diskin dış kısmını sol üst köşedeki kürenin büyük sarı-turuncu-kırmızı kısmına bağlar. Bu, parlak beyaz küresel gövdenin etrafındaki diski besleyen nötron yıldızının yıldız arkadaşını temsil ediyor. Katkıda bulunanlar: Danielle Futselaar ve Nathalie Degenaar, Anton Pannekoek Enstitüsü, Amsterdam Üniversitesi
Gökbilimciler, uzayda hızlı hareket eden jetlerin hızını ilk kez başarıyla ölçtüler; bu, yıldızların oluşumunda ve yaşam için gerekli temel unsurların dağılmasında kritik bir faktördür.
Gökbilimciler ilk kez uzaydaki yüksek hızlı jetlerin hızını ölçtüler; bu jetler, yıldız oluşumunda ve yaşam için gerekli elementlerin dağılımında çok önemli bir rol oynuyor.
‘Kozmik yamyamlar’ olarak kabul edilen yıldızlar tarafından dışarı atılan madde jetlerinin, 2014’te yayınlanan çığır açıcı yeni bir deney sayesinde, ışık hızının üçte birinden fazla bir hızla hareket ettiği ölçüldü. Doğa.
Çalışma, yıldızların yüzeyindeki kontrolden çıkmış nükleer patlamalardan akıllıca yararlanarak bu şiddetli süreçlere yeni bir ışık tutuyor.
Ortak Yazar Jakob van den Eijnden, Fizik Bölümü Warwick Ödülü Üyesi, Warwick Üniversitesişunları söyledi: “Patlamalar, inanılmaz derecede yoğun olan ve çevrelerindeki gazı yutmalarına neden olan muazzam çekim gücüyle ünlü olan nötron yıldızlarında meydana geldi; bu çekim gücü, yalnızca kara deliklerin aşabileceği bir çekim gücüydü.
Jet Oluşumunun Detaylı Mekanizması
“Çoğunlukla etrafta dolanan yakındaki bir yıldızdan gelen hidrojenden oluşan malzeme, çöken yıldıza doğru girdap gibi dönerek yüzeyine kar gibi düşüyor. Gittikçe daha fazla malzeme yağdıkça, yerçekimi alanı, kontrolden çıkan bir nükleer patlama başlatılana kadar onu sıkıştırır. Bu patlama, aynı zamanda düşen malzemeden fırlayan ve parçacıkları çok yüksek bir hızla uzaya fırlatan jetleri de etkiliyor.
Ekip, Avustralya Teleskop Kompakt Dizisi (sahip olduğu ve işlettiği) tarafından toplanan X-ışını ve radyo sinyallerini karşılaştırarak jetlerin hızını ve özelliklerini ölçmenin bir yolunu tasarladı. CSIROAvustralya’nın ulusal bilim ajansı) ve Avrupa Uzay Ajansı‘nin (ESA’nın) İntegral uydusu.
INAF, Palermo, İtalya Ulusal Astrofizik Enstitüsü’nden ortak yazar Thomas Russell şunları söyledi: “Bu bize mükemmel bir deney kazandırdı. Jete fırlatılan ve jetin hızını öğrenmek için jetin aşağı doğru hareketini takip edebildiğimiz, çok kısa süreli, fazladan bir malzeme darbesi yaşadık.”
Bu sanatsal animasyon, nükleer patlamaların nasıl gerçekleştiğini gösteriyor. nötron yıldızı manyetik kutup bölgelerinden fırlayan jetleri besler. Başka bir yıldızın yörüngesindeyken, nötron yıldızının yoğun çekim alanı, yakınındaki yıldızdan maddeyi ’emebilir’. Malzeme, çöken nesneye doğru döner, onun etrafında döner, bir disk oluşturur ve sonunda yüzeye dalar. Nötron yıldızının yüzeyine çarpan yerçekimi, biriken malzemeyi (çoğunlukla hidrojenden oluşan) şiddetli bir şekilde sıkıştırarak kontrolden çıkmış bir nükleer patlamaya neden olur. Bu da jetlerin aniden yoğunlaşmasını ve parçacıkları çok yüksek hızda uzaya fırlatmasını tetikliyor. Katkı Sağlayan: ESA – Avrupa Uzay Ajansı Teşekkür: D. Futselaar ve N. Degenaar, Amsterdam Üniversitesi. ESA ile sözleşme kapsamında ATG Medialab tarafından gerçekleştirilen çalışma
Gözlemsel Zorluklar ve Sonuçlar
Jakob van den Eijnden şunları ekledi: “Bu patlamalar birkaç saatte bir oluyor ancak ne zaman olacağını tam olarak tahmin edemezsiniz. Bu yüzden teleskop gözlemlerine uzun süre bakmanız ve birkaç patlama yakalamayı ummanız gerekiyor. Üç gün süren gözlemlerde 10 patlama ve jetin ateşlendiğini gördük.”
Jetler saniyede yaklaşık 114.000 kilometre hızla, yani ışık hızının %35-40’ı kadar inanılmaz bir hıza ulaştı.
Bu, gökbilimcilerin belirli bir miktardaki gazın bir jete nasıl yönlendirildiğini ve uzaya nasıl hızlandığını ilk kez öngörebilmeleri ve doğrudan izleyebilmeleriydi.
Hollanda Amsterdam Üniversitesi’nden Ortak Yazar Nathalie Degenaar şöyle devam etti: “Önceki verilere dayanarak, patlamanın jetin fırlatıldığı yeri yok edeceğini düşündük. Ancak biz bunun tam tersini gördük: jette bir aksama yerine güçlü bir girdi.”
Araştırmacılar, nötron yıldızlarının ve kara deliklerin kütlesinin ve dönüşünün de jetleri etkilediğine inanıyor.
Artık bu araştırmanın mümkün olduğunu gösteren bu çalışma, nötron yıldızları ve onların jetleri üzerinde gelecekte yapılacak deneyler için bir plan oluşturacak. Jetler ayrıca süpernova patlamaları ve gama ışını patlamaları gibi felaket olayları tarafından da üretilebilir. Yeni sonuçlar kozmosla ilgili birçok çalışmada geniş çapta uygulanabilirliğe sahip olacak.
Referans: Thomas D. Russell, Nathalie Degenaar, Jakob van den Eijnden, Thomas Maccarone, Alexandra J. Tetarenko, Celia Sánchez-Fernández, James CA Miller-Jones, Erik Kuulkers tarafından yazılan “Nötron yıldızlarındaki termonükleer patlamalar jetlerinin hızını ortaya koyuyor” ve Melania Del Santo, 27 Mart 2024, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-024-07133-5