Chandra yakındaki yıldızları yok eden örümcek pulsarlarını yakalıyor

“Örümcek pulsarları” olarak bilinen bir grup ölü yıldız, ulaşabilecekleri mesafedeki yoldaş yıldızları yok ediyor. NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi’nden küresel küme Omega Centauri’den alınan veriler, gökbilimcilerin bu örümcek pulsarlarının yıldız arkadaşlarını nasıl avladığını anlamalarına yardımcı oluyor.

Pulsar, büyük bir yıldızın kendi içine çökerek bir nötron yıldızı oluşturmasından sonra kalan, dönen yoğun çekirdektir. Hızla dönen nötron yıldızları radyasyon ışınları üretebilir. Dönen bir deniz feneri ışını gibi, radyasyon da güçlü, atımlı bir radyasyon kaynağı veya pulsar olarak gözlemlenebilir. Bazı pulsarlar saniyede onlarca ila yüzlerce kez döner ve bunlara milisaniye pulsarları denir.

Örümcek pulsarları, milisaniyelik pulsarların özel bir sınıfıdır ve isimlerini, etraflarındaki yörüngedeki küçük yoldaş yıldızlara verdikleri zarardan alırlar. Örümcek pulsarlardan yayılan enerjik parçacıkların rüzgarları sayesinde, pulsarın yoldaş yıldızlarının dış katmanları düzenli olarak sıyrılıyor.

Gökbilimciler yakın zamanda Parkes ve MeerKAT radyo teleskoplarını kullanarak, Dünya’dan yaklaşık 17.700 ışıkyılı uzaklıkta bulunan Omega Centauri’de 18 milisaniyelik pulsarlar keşfettiler. Kanada’daki Alberta Üniversitesi’nden bir çift gökbilimci daha sonra milisaniyelik pulsarlardan herhangi birinin X-ışını yayıp yaymadığını görmek için Omega Centauri’nin Chandra verilerine baktı.

X-ışınları yayan 11 milisaniyelik pulsarlar buldular ve bunlardan beşi, Omega Centauri’nin merkezi yakınında yoğunlaşan örümcek pulsarlarıydı. Araştırmacılar daha sonra Omega Centauri’nin verilerini Chandra’nın diğer 12 küresel kümedeki 26 örümcek pulsarına ilişkin gözlemleriyle birleştirdi.

Yok edilen yıldızın boyutuna bağlı olarak iki çeşit örümcek pulsarı vardır. “Kızıl sırtlı” örümcek pulsarları, güneş kütlesinin onda biri ile yarısı arasında bir ağırlığa sahip olan yoldaş yıldızlara zarar veriyor. Bu arada, “kara dul” örümcek pulsarları, güneş kütlesinin yüzde 5’inden daha azına sahip olan yoldaş yıldızlara zarar veriyor.

Ekip, iki örümcek pulsar sınıfı arasında açık bir fark buldu; kırmızı sırtlı pulsarlar, X-ışınlarında kara dullardan daha parlaktı ve bu da önceki çalışmayı doğruladı. Ekip, örümcek pulsarlarının X-ışını parlaklığı ile eşlik eden kütlesi arasında genel bir korelasyon olduğunu gösteren ilk ekip oldu; daha fazla X-ışını üreten pulsarlar, daha büyük yoldaşlarla eşleştirildi. Bu, örümcek pulsarlarının yoldaşının kütlesinin, yıldızın aldığı X-ışını dozunu etkilediğine dair açık bir kanıt sağlıyor.

Chandra tarafından tespit edilen X-ışınlarının esas olarak, pulsarlardan uzaklaşan parçacık rüzgarları, eşlik eden yıldızlardan uzaklaşan madde rüzgarlarıyla çarpıştığında ve süpersonik uçakların ürettiği şok dalgalarına benzer şok dalgaları ürettiğinde üretildiği düşünülüyor.

Örümcek pulsarları tipik olarak arkadaşlarından Dünya ile Ay arasındaki mesafenin yalnızca 1 ila 14 katı kadar bir mesafeyle ayrılır. Kozmik açıdan konuşursak bu yakınlık, pulsarlardan gelen enerjik parçacıkların yoldaş yıldızlara özellikle zarar vermesine neden oluyor.

Bu bulgu, bilim adamlarının geliştirdiği teorik modellerle örtüşüyor. Daha büyük kütleli yıldızlar daha yoğun bir parçacık rüzgarı ürettiğinden, rüzgarları pulsardan gelen parçacıklarla çarpıştığında daha güçlü bir şok oluşur (daha parlak X-ışınları üretir). Eş yıldızların pulsarlara yakınlığı, X ışınlarının, pulsarın rüzgarıyla birlikte yıldızlara ciddi zarar verebileceği anlamına geliyor.

Chandra’nın keskin X-ışını görüşü, küresel kümelerdeki milisaniyelik pulsarları incelemek için çok önemlidir çünkü bunlar genellikle gökyüzünün küçük bir bölümünde çok sayıda X-ışını kaynağı içerir ve bu da kaynakların birbirinden ayırt edilmesini zorlaştırır. Omega Centauri’deki milisaniyelik pulsarların birçoğunun yalnızca birkaç yay saniyesi uzaklıkta başka ilgisiz X-ışını kaynakları var. (Bir yay saniyesi, 2,5 mil mesafede görülen bir kuruşun görünen boyutudur.)

Bu sonuçları açıklayan makale Aralık sayısında yayınlanacak. Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimlerive kabul edilen makalenin ön baskısı mevcut üzerinde arXiv ön baskı sunucusu.