Circinus X-1’deki nötron yıldızı tarafından fırlatılan S şeklindeki presesyon jetinin radyo görüntüsü. Hem Cir X-1’in kendisi (görüntünün merkezi) hem de bir arka plan kaynağı, S şeklini daha net hale getirmek için görüntüden çıkarılmıştır. Jetler, Cir X-1’den dışarı doğru hızlı, dar malzeme akışlarıdır. Jetlerin gökyüzüne karşı boyutu, 100 metre öteden bakıldığında bir kuruşla aynı görünür boyuta sahiptir, ancak gerçek boyutları beş ışık yılından daha büyüktür. Kaynak: Fraser Cowie
Gökbilimciler ilk kez bir gezegenin görüntüsünü yakaladılar nötron yıldızı 30.000 ışık yılı uzaklıkta bulunan Circinus X-1 ikili sisteminde ‘bahçe fıskiyesi benzeri’ S şeklinde bir jet yayar.
Kara deliklerde gözlemlenen devinime benzer bu fenomen, sıcak gaz diskinden gelen kütleçekimsel çekim nedeniyle jetin yön değişimini göstermektedir. Keşif, MeerKAT radyo teleskopu kullanılarak yapıldı ve bulgular, nötron yıldızlarının dinamikleri ve jet fırlatma mekaniği hakkında içgörüler sağlıyor.
Bir nötron yıldızından gelen garip ‘bahçe fıskiyesi benzeri’ jet ilk kez görüntülendi.
S şeklindeki yapı, jetin yıldızın etrafındaki sıcak gaz diskinin sallanması nedeniyle yön değiştirmesiyle oluşur; bu süreç presesyon olarak adlandırılır ve kara deliklerde gözlemlenmiştir ancak şimdiye kadar nötron yıldızlarında hiç gözlemlenmemiştir.
Circinus-1’den gelen hareket eden sonlandırma şoklarının animasyonu. Bunlar, jetin çevredeki malzemeye şiddetle çarparak ışık hızının önemli bir kısmında hareket eden bir şok dalgasına neden olduğu bölgelerdir. Kaynak: Fraser Cowie
Circinus X-1’deki Kozmik Olaylar
Bu özel nesne, Dünya’dan 30.000 ışık yılı uzaklıktaki Circinus X-1 ikili sisteminde yer alıyor ve Stonehenge’in inşa edildiği sıralarda çöken devasa bir süperdev yıldızın çekirdeğinden oluşmuş.
O kadar yoğundur ki, bir çay kaşığı kadarının ağırlığı Everest Dağı kadardır.
İkili sistemlerde kütleçekim ile birbirine bağlı iki yıldız bulunur. Circinus X-1’de bunlardan biri nötron yıldızıdır.
Hem nötron yıldızları hem de kara delikler, evrendeki en büyük yıldızların ölüp kendi kütle çekimleri altında çökmesiyle oluşan kozmolojik canavarlardır.
Ancak, ikinciler çok daha kütlelidir ve yalnızca kütle çekim etkileriyle tespit edilebilirken, birinciler yoğunluklarına rağmen doğrudan gözlemlenebilirler.
Bunlar evrendeki en uç nesneler arasında yer alır ve iç kısımları neredeyse tamamen nötronlardan oluşur.
MeerKAT teleskopundan alınan radyo görüntüsü, merkezde, doğduğu süpernovanın küresel kalıntısı içinde Circinus X-1’i gösteriyor. Jetlerin neden olduğu şok dalgaları Cir X-1’in üstünde ve altında görülüyor ve jetlerdeki S şeklindeki yapı, arka plandaki parlak bir kaynak tarafından bir nebze gizleniyor. Kredi: Fraser Cowie
MeerKAT ile Gözlemler
Nötron yıldızından yayılan jet, bir gökbilimciler ekibi tarafından tespit edildi. Oxford ÜniversitesiGüney Afrika’daki bir radyo teleskopu olan MeerKAT’ı kullanarak Circinus X-1’in en ayrıntılı ve yüksek çözünürlüklü görüntülerini elde eden .
Bu hafta Hull Üniversitesi’nde düzenlenen Ulusal Astronomi Toplantısı’nda sunulan fotoğraflar arasında, bir nötron yıldızından gelen S şeklindeki bir jetin ilk görüntüsü de yer alıyor. Bu, astronomik olgunun ardındaki aşırı fiziği çözmeye yardımcı olabilecek çığır açıcı bir gelişme.
Baş araştırmacı Fraser Cowie, SS433 adı verilen S şeklindeki jetleriyle bilinen başka bir sistemin daha olduğunu söyledi, ancak son sonuçlar bu cismin muhtemelen bir Kara delik.
“Bu görüntü, doğrulanmış bir nötron yıldızından gelen bir jetin güçlü kanıtını gördüğümüz ilk görüntüdür” dedi.
“Bu kanıt, radyo yayan yıldızın simetrik S şeklinden geliyor. plazma jetlerde ve sadece jetin yön değiştirmesiyle üretilebilen hızlı, geniş şok dalgasından.
“Bu, jetin fırlatılmasının ardındaki aşırı fizik hakkında değerli bilgiler verecek; bu olgu henüz tam olarak anlaşılabilmiş değil.”
Akresiyon ve Jet Dinamikleri
Nötron yıldızının muazzam yoğunluğu, eşlik eden yıldızdan gazı uzaklaştıran ve etrafında yüzeye doğru sarmal şekilde inen sıcak bir gaz diski oluşturan güçlü bir çekim kuvveti yaratır.
Birikme adı verilen bu süreç, saniyede bir milyon Güneş’ten daha fazla güçle muazzam miktarda enerji açığa çıkarır. Bu enerjinin bir kısmı, ikili sistemden dışarı akan dar madde ışınları olan ve ışık hızına yakın bir hızda hareket eden jetlere güç sağlar.
MeerKAT teleskopunda yapılan son yükseltmeler mükemmel hassasiyet ve daha yüksek çözünürlüklü görüntülerle sonuçlandı. Bunlarla birlikte ekip, Circinus X-1’in jetinde, bahçe fıskiyesinden püskürtülen suya benzer şekilde S şeklinde bir yapının açık kanıtını gördü.
Sadece bu değil, araştırmacılar ayrıca hareket eden sonlandırma şoklarını da keşfettiler – bir X-ışını ikilisinden kaydedilen ilk şoklar. Bunlar, jetin çevredeki malzemeye şiddetle çarparak bir şok dalgasına neden olduğu bölgelerdir.
Cowie’nin ekibi, ışık hızının yaklaşık yüzde 10’u hızında hareket eden dalgaları ölçerek, bunların yıldızlardan gelen madde rüzgarı gibi daha yavaş bir şeyden değil, hızlı hareket eden jetten kaynaklandığını doğruladı.
Cowie, “Bu şok dalgalarının geniş bir açıya yayılması modelimizle uyuşuyor,” dedi. “Bu yüzden nötron yıldızı jetinin hareket ettiğini gösteren iki güçlü kanıtımız var.”
Şok dalgalarının hızının ölçülmesi, gökbilimcilerin bu şok dalgalarına neden olan jetin hangi maddeden oluştuğunu anlamalarına da yardımcı olacak.
Şok dalgaları uzayda parçacık hızlandırıcıları gibi davranarak yüksek enerjili kozmik ışınlar üretiyor ve hızlandırılabilen parçacıkların maksimum enerjisi hızlarına bağlı.
Gelecekteki Araştırma Yönleri
Cowie, “Circinus X-1, X-ışını gökyüzündeki en parlak nesnelerden biri ve yarım yüzyıldan fazla süredir inceleniyor,” dedi. “Ancak buna rağmen, bildiğimiz en gizemli sistemlerden biri olmaya devam ediyor.
“Davranışının birçok yönü iyi açıklanmamış olduğundan, başkalarının 50 yıllık çalışmalarına dayanarak bu sisteme yeni ışık tutmaya yardımcı olmak çok ödüllendirici.”
“Bundan sonraki adım, jetleri izlemeye devam etmek ve zamanla beklediğimiz şekilde değişip değişmediklerini görmek olacak” diye ekledi.
“Bu, onların özelliklerini daha hassas bir şekilde ölçmemize ve bu şaşırtıcı nesne hakkında daha fazla şey öğrenmeye devam etmemize olanak tanıyacak.”
Araştırma, Güney Afrika Radyo Astronomi Gözlemevi (SARAO) tarafından işletilen MeerKAT teleskopunda X-KAT ve ThunderKAT projelerinin bir parçası olarak gerçekleştirildi. Gözlemler, Max-Planck Enstitüsü (MPG) tarafından sağlanan yakın zamanda kurulan S-bant alıcıları kullanılarak gerçekleştirildi.