Chandra ve Hubble ‘alev fırlatan’ Gitar Bulutsusu’na uyum sağlıyor

Normalde yalnızca ağır metal gruplarında veya belirli kıyamet sonrası filmlerde bulunan “alev fırlatan gitar”ın artık uzayda hareket ettiği görüldü. Gökbilimciler, NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi ve Hubble Uzay Teleskobu’nu kullanarak bu aşırı kozmik nesnenin filmlerini yakaladılar.

Chandra (kırmızı) ve Palomar (mavi) verilerinin yeni filmi, Gitar Bulutsusu’nda neler olup bittiğini açıklamaya yardımcı oluyor. Chandra’dan gelen X-ışınları, yaklaşık iki ışık yılı veya 12 trilyon mil uzunluğunda, enerjik madde ve antimadde parçacıklarından oluşan bir filamanın, pulsardan (filamente bağlı parlak beyaz nokta olarak görülür) uzağa doğru patladığını gösteriyor.

Gökbilimciler, PSR B2224+65 pulsarına bağlı yapıya, parlayan hidrojen ışığındaki alete belirgin benzerliği nedeniyle “Gitar Bulutsusu” adını verdiler. Gitarın şekli, pulsardan sabit bir rüzgar yoluyla fırlatılan parçacıkların üflediği kabarcıklardan geliyor. Pulsar sağ alttan sol üst tarafa doğru hareket ettiğinden, baloncukların çoğu geçmişte pulsarın yoğunluk farklılıkları olan bir ortamda hareket etmesiyle oluşmuştu.

Gitarın ucunda, büyük bir yıldızın çöküşünden sonra geride kalan, hızla dönen bir nötron yıldızı olan pulsar bulunur. Uzayda hızla ilerlerken, gökbilimcilerin Chandra ile yakaladığı aleve benzer parçacıklar ve X-ışını ışığını dışarı pompalıyor.

Uzay bu kadar tuhaf bir şeyi nasıl üretiyor? İki uç noktanın (pulsarların hızlı dönüşü ve yüksek manyetik alanları) birleşimi, parçacıkların hızlanmasına ve elektron ve pozitron çiftleri halinde madde ve antimadde parçacıkları yaratan yüksek enerjili radyasyona yol açar. Bu durumda, Albert Einstein’ın E = mc denklemiyle belirlenen, olağan kütleyi enerjiye dönüştürme süreci gerçekleşir.² denklem tersine çevrilir. Burada parçacıkları üretmek için enerji kütleye dönüştürülüyor.

Pulsarın etrafındaki manyetik alan çizgileri boyunca spiral çizen parçacıklar, Chandra’nın tespit ettiği X ışınlarını yaratıyor. Atarca ve onu çevreleyen enerjik parçacıklardan oluşan bulutsu uzayda uçtukça, daha yoğun gaz bölgeleriyle çarpıştı.

Bu, en enerjik parçacıkların Gitar Bulutsusu’nun sınırlarından kaçmasına ve pulsarın sağına uçarak X-ışınlarının filamentini oluşturmasına olanak tanır. Bu parçacıklar kaçarken, yıldızlararası ortamda, yani yıldızlar arasındaki boşlukta, manyetik alan çizgileri boyunca spiral çizerek akarlar.

Yeni film, 2000, 2006, 2012 ve 2021’de alınan Chandra verileri aracılığıyla, görüntünün sol üst kısmına doğru uçan pulsar ve filamanı gösteriyor. Film, her karede aynı optik görüntüye sahip, dolayısıyla görüntünün bazı kısımlarında değişiklik göstermiyor. “gitar.” NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu’ndan (1994, 2001, 2006 ve 2021’de elde edilen) verilerle elde edilen ayrı bir film, pulsarın hareketini ve etrafındaki daha küçük yapıları gösteriyor.

Bu veriler üzerinde yapılan bir çalışma, gitarın ana hatlarını oluşturan hidrojen bulutsusu içindeki kabarcıkların oluşumunu sağlayan varyasyonların, aynı zamanda pulsarın sağına kaç tane parçacığın kaçtığını da kontrol ederek, gitarın hafif bir şekilde parlamasına ve solmasına neden olduğu sonucuna varmıştır. X-ışını filamanı, gitarın ucundan çıkan kozmik bir fener gibi.

Filamentin yapısı gökbilimcilere elektronların ve pozitronların yıldızlararası ortamda nasıl seyahat ettiğini öğretir. Aynı zamanda bu sürecin yıldızlararası ortama elektronları ve pozitronları nasıl enjekte ettiğine dair bir örnek de sağlıyor.

Bu sonuçları açıklayan 2022 tarihli bir makale yayınlandı içinde Astrofizik Dergisi.