NASA sondaj roket görevi, iç galaksiden yayılan X-ışınlarının kaynağını arıyor

İnsan gözüne, yıldızlar arasındaki gece gökyüzü karanlık, uzay boşluğu gibi görünür. Ancak X-ışını teleskopları son derece farklı bir görüntü yakalar. Uzak bir havai fişek gösterisi gibi, X-ışını gökyüzüne ilişkin görüntülerimiz, etkinlikle çiçek açan bir evreni gözler önüne seriyor. Galaksimizin derinliklerinde bir yerden gelen henüz bilinmeyen kozmik patlamaları ima ediyorlar.

Bu gizemli X-ışınlarının kaynağını bulmaya yardımcı olmak için Wisconsin Üniversitesi, Madison astronomu Dan McCammon ve ekibi, X-ışını Kuantum Kalorimetresi veya XQC cihazını piyasaya sürüyor. XQC, NASA’nın yörünge altı roketiyle uzaya yedinci yolculuğunu yapacak. Bu sefer XQC, kaynağını ortaya çıkarmanın anahtarı olan, her zamankinden 50 kat daha iyi enerji çözünürlüğüne sahip bir X-ışını ışığı yamasını gözlemleyecek. Fırlatma penceresi, 26 Haziran 2022’de Avustralya’nın Northern Territory, Avustralya’daki Ekvator Fırlatma Avustralya’nın Arnhem Uzay Merkezi’nde açılır.

Dünya’nın atmosferi X-ışınlarını emdiği için, kozmik X-ışınlarına ilişkin ilk görüşlerimiz uzay çağını bekliyordu. Haziran 1962’de fizikçiler Bruno Rossi ve Ricardo Giacconi ilk X-ışını dedektörünü uzaya fırlattı. Uçuş, güneşimizin ötesindeki ilk X-ışınları kaynaklarını ortaya çıkardı: Scorpius X-1, yaklaşık 9,000 ışıkyılı uzaklıkta bir ikili yıldız sistemi ve ayrıca gökyüzüne yayılmış dağınık bir parıltı. Keşif, X-ışını astronomi alanını kurdu ve daha sonra Giacconi’ye 2002 Nobel Fizik Ödülü’nün bir payını kazandırdı.

Bilim adamları şimdi diğer NASA X-ray görevlerinin yardımıyla X-ışını gökyüzünü her zamankinden daha ince ayrıntılarla haritaladılar. Yine de, kaynakları bilinmeyen birkaç parlak yama var. Yaklaşan uçuş için, McCammon ve ekibi, Kuzey Yarımküre’den yalnızca kısmen görülebilen bir X-ışını ışığı parçasını hedefleyecek.

McCammon, “Galaksinin büyük bir bölümünü kapsıyor, ancak gökyüzünün bu bölümünü görmek için Güney Yarımküre’de olmamız gerekiyordu.” Dedi. “Avustralya’ya yapılacak bu keşif gezisini uzun zamandır bekliyorduk.”

Bilim adamları, X-ışını yamasının, ölmekte olan yıldızların parlak patlamaları olan süpernovalar tarafından ısıtılan dağınık, sıcak gazdan geldiğine inanıyor. XQC misyonu, aşağıdaki grafikte gösterilen iki olası kaynağı araştırıyor.

Bir olasılık, X ışınlarının, onlarca ila yüz milyonlarca yıl yaşayan devasa yıldızların ölüm sancıları olan “Tip Ia” süpernova tarafından ısıtılan gazdan gelmesidir. Galaksimizin iç kısmı, McCammon’un araştırdığı X-ışını yamasını ısıtmak için bu tür süpernovadan yeterince yüksek bir konsantrasyona sahiptir.

Diğer olası kaynak “Tip II” süpernovadır. Tip II süpernovanın arkasındaki yıldızlar daha da büyük, daha parlak ve daha sıcak yanıyor ve süpernovaya geçmeden sadece birkaç milyon yıl önce yaşıyor. Galaksimizin iç sarmal kollarından birinde olduğu gibi aktif yıldız oluşum bölgelerinde meydana gelirler.

Bu olasılıkları ayırt etmek için XQC, X-ışını ışığını analiz ederek oksijen ve demir izleri arayacaktır. Daha fazla oksijen Tip II süpernovaya işaret ederken, daha az oksijen Tip Ia süpernovaya işaret eder. Arkasındaki fizik karmaşıktır, ancak nihayetinde yıldızların patlamadan önce ne kadar süre yandığına bağlıdır. Tip Ia süpernovaların arkasındaki daha küçük yıldızlar daha uzun süre yanar ve Tip II süpernovalardan daha az oksijen bırakır.

Tabii ki, uçuşun da çok daha fazla bilgi yakalaması muhtemel. McCammon, “Bu, yeni bir yeteneğe sahip bir keşif – görebildiğimizi görmek istiyoruz.” Dedi. “X-ray gökyüzüne yeni bir yetenekle her baktığımızda, sandığımızdan daha karmaşık olduğu ortaya çıkıyor.”

Uçuştan sonra ekip aleti kurtarmayı planlıyor. Laboratuar deneylerine yardımcı olacağı Tennessee’deki Oak Ridge Ulusal Laboratuarlarına emekli olacak.

Bu uçuş, XQC’nin uzaya son yolculuğu olacak, ancak Avustralya, Doğu Arnhem’deki yeni Arnhem Uzay Merkezi roket menzilinden ilk olacak. XQC, NASA’nın 1995’ten bu yana Avustralya’dan ilk kez fırlattığı Haziran ve Temmuz 2022’de menzilden başlatılan üç roket kampanyasının bir parçası.