Ekstrem yıldızlar, gizemli kaynaklara bağlantı sağlayabilecek benzersiz özellikleri paylaşıyor

Almanya’nın Bonn kentindeki Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü’nden Michael Kramer ve Kuo Liu liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi, nötron yıldızlarına evrensel olarak uygulanan temel bir yasayı ortaya çıkarmak için magnetarlar üzerinde çalıştı.

Bu yasa, bu kaynakların nasıl radyo emisyonu ürettiğine dair fikir verir ve uzak evrenden kaynaklanan gizemli radyo ışığı parlamaları, hızlı radyo patlamaları ile bir bağlantı sağlayabilir. Onların çalışması şurada yayınlandı Doğa Astronomi.

Nötron yıldızları, büyük yıldızların çökmüş çekirdekleridir ve çapı 25 km’den daha küçük bir küre içinde güneşin iki katı kadar kütleyi yoğunlaştırmaktadır. Sonuç olarak, madde, gözlemlenebilir evrendeki en yoğun şekilde paketlenmiş maddedir; elektronları ve protonları nötronlara sıkıştırır, dolayısıyla adı da buradan gelir. 3.000’den fazla nötron yıldızı, dönen pulsar ışığını teleskoplarımıza doğru parlattığında, Dünya’dan titreşimli bir sinyal olarak görülebilen bir radyo ışını yaydıklarında radyo pulsarları olarak gözlemlenebilir.

Pulsarların manyetik alanı halihazırda Dünya’nın manyetik alanından bin milyar kat daha güçlüdür, ancak manyetik alanları daha da 1000 kat daha güçlü olan küçük bir nötron yıldızı grubu da vardır. Bunlar sözde magnetarlardır. Bilinen yaklaşık 30 magnetardan altısı, en azından ara sıra radyo emisyonu yayar. Galaksi dışı magnetarların hızlı radyo patlamalarının (FRB’ler) kaynağı olduğu öne sürülüyor.

Bu bağlantıyı incelemek için Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü’nden (MPIfR) araştırmacılar, Manchester Üniversitesi’ndeki meslektaşlarının yardımıyla magnetarların bireysel darbelerini ayrıntılı olarak incelediler ve alt yapıları tespit ettiler. Benzer bir darbe yapısının pulsarlarda, hızlı dönen milisaniye pulsarlarında ve Dönen Radyo Geçicileri olarak bilinen diğer nötron yıldızı kaynaklarında da görüldüğü ortaya çıktı.

Araştırmacılar, sürpriz bir şekilde, magnetarların ve diğer nötron yıldızı türlerinin zaman çizelgesinin, tam olarak dönme periyoduyla ölçeklenen aynı evrensel ilişkiyi izlediğini buldular. Dönme periyodu birkaç milisaniyeden daha az olan ve periyodu yaklaşık 100 saniye olan bir nötron yıldızının magnetar gibi davranması gerçeği, alt darbe yapısının esas kökeninin tüm radyo-yüksek nötron yıldızları için aynı olması gerektiğini düşündürmektedir.

Bu, radyo emisyonunun kendisinden sorumlu olan plazma süreci hakkındaki bilgileri ortaya çıkarır ve karşılık gelen dönme periyodunun sonucu olarak FRB’lerde görülen benzer yapıları yorumlama şansı sunar.

Makalenin ilk yazarı ve MPIfR Direktörü Michael Kramer, “Magnetar emisyonunu FRB’lerinkiyle karşılaştırmaya başladığımızda benzerlikler bekliyorduk” diyor. “Beklemediğimiz şey, tüm radyo gürültülü nötron yıldızlarının bu evrensel ölçeklendirmeyi paylaşmasıydı.”

Kuo Liu, “Magnetarların manyetik alan enerjisinden güç almasını, diğerlerinin ise dönme enerjisinden güç almasını bekliyoruz” diyor. “Bazıları çok yaşlı, bazıları çok genç ama yine de hepsi bu yasaya uyuyor gibi görünüyor.”

Gregory Desvignes şöyle diyor: “Magnetarları Effelsberg’deki 100 metrelik radyo teleskopla gözlemledik ve magnetarlar her zaman radyo emisyonu yaymadığı için sonuçlarımızı arşiv verileriyle de karşılaştırdık.”

Ramesh Karuppusamy, “Magnetar radyo emisyonu her zaman mevcut olmadığından, kişinin esnek olması ve hızlı tepki vermesi gerekir; bu da Effelsberg’deki gibi teleskoplarla mümkündür” diyor.

Araştırmanın ortak yazarı Ben Stappers için sonucun en heyecan verici yönü FRB’lerle olası bağlantıdır. “Eğer en azından bazı FRB’ler magnetarlardan kaynaklanıyorsa, patlamadaki altyapının zaman ölçeği bize altta yatan magnetar kaynağının dönüş periyodunu söyleyebilir. Eğer verilerde bu periyodikliği bulursak, bu, bu tür olayları açıklamada bir kilometre taşı olacaktır.” Radyo kaynakları olarak FRB.”

Kramer, “Bu bilgiyle birlikte arama devam ediyor” diyor.