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 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.

Avrupa’nın bir sonraki büyük uzay görevi PLATO’nun 2026 Aralık ayında fırlatılması hedefleniyor.

Bu teleskop, Güneş benzeri yıldızların etrafında yaşama elverişli olabilecek Dünya benzeri kayalık gezegenleri aramak için tasarlandı.

Avrupa’nın Bir Sonraki Büyük Uzay Misyonu

Avrupa’nın bir sonraki büyük uzay görevi olan Güneş Sistemi’nin dışındaki Dünya benzeri kayalık gezegenleri arayacak bir teleskopun 2026’nın sonunda fırlatılması planlanıyor.

PLATO, yani Yıldızların Gezegensel Geçişleri ve Salınımları, Güneş benzeri yıldızların çevresinde detaylı olarak inceleyebileceğimiz, potansiyel olarak yaşanabilir dünyalar bulmak için inşa ediliyor.

Uzay teleskobu, geçen hafta 4 milyar avro (4,3 milyar dolar) maliyetle geliştirilen ve ilk uçuşunu gerçekleştiren Avrupa’nın yeni roketi Ariane-6 ile yörüngeye oturacak.

Misyon Hedefleri ve Amaçları

Dr. David Brown, Warwick Üniversitesiyakın zamanda Hull Üniversitesi’nde düzenlenen Kraliyet Astronomi Topluluğu Ulusal Astronomi Toplantısı’nda göreve ilişkin bir güncelleme yaptı.

“PLATO’nun amacı, Güneş’e benzer yıldızların etrafında ve yaşanabilir bölgede kalabilecek kadar uzun yörünge periyotlarına sahip dış gezegenleri aramaktır” dedi.

“Görevin ana hedeflerinden biri, Dünya-Güneş eşdeğeri başka bir çift bulmaktır, ancak aynı zamanda bulduğu dış gezegenleri dikkatli ve hassas bir şekilde karakterize etmek (yani kütlelerini, yarıçaplarını ve hacim yoğunluklarını hesaplamak) için de tasarlanmıştır.”

Yıldız Bilimi Misyonu

PLATO sadece bir dış gezegen Ancak avcı. Aynı zamanda bir yıldız bilimi görevidir.

Ötegezegenleri aramanın yanı sıra, yıldızların kütlelerini, yarıçaplarını ve yaşlarını belirlemek için asterosismoloji (yıldızların titreşimlerini ve salınımlarını ölçme) gibi çeşitli teknikler kullanarak yıldızları inceleyecek.

Çoğu uzay teleskopunun aksine PLATO’nun birden fazla kamerası var. Bunlardan biri de 1924’te Kraliyet Astronomi Topluluğu’nun prestijli Altın Madalyası’nı kazanan ünlü astronom ve fizikçi Arthur Eddington’ın adını taşıyan İngiltere yapımı Arthur Eddington.

Gelişmiş Kamera Sistemi

24 adet ‘Normal’ kamera (N-CAM) ve 2 adet ‘Hızlı’ kamera (F-CAM) bulunmaktadır. N-CAM’ler, her gruptaki kameralar aynı yöne bakacak şekilde ancak gruplar hafifçe kaydırılmış şekilde, altı kameradan oluşan dört gruba ayrılmıştır.

Dr. Brown, bunun PLATO’ya çok geniş bir görüş alanı, gelişmiş bilimsel performans, arızalara karşı yedeklilik ve bir dış gezegen geçişini taklit edebilecek ‘yanlış pozitif’ sinyalleri tespit etmek için yerleşik bir yol sağlayacağını açıkladı.

“Planlanan gözlem stratejisi, ikişer yıl boyunca biri kuzeyde, diğeri güneyde olmak üzere gökyüzünün iki noktasına bakmaktır” diye ekledi.

Üretim ve Test İlerlemesi

“Güney gökyüzü parçası seçildi, kuzey gökyüzü parçası ise önümüzdeki birkaç yıl içinde onaylanacak.”

Uzay aracının birkaç bileşeni üretim programlarını tamamladı ve kalibrasyon testlerini tamamlamaya yakın. Bunlara N-CAM’ler için İngiltere tarafından sağlanan Ön Uç Elektroniği (FEE) de dahildir.

University College London’daki Mullard Uzay Bilimleri Laboratuvarı tarafından inşa edilen bu cihazlar, kameraları çalıştırıyor, görüntüleri dijitalleştiriyor ve bunları gemideki veri işleme birimine aktarıyor.

Son kameralardan on tanesi üretildi ve test edildi. Bunlardan ilki, bu yılın başlarında tüm kameraların doğru yöne bakmasını sağlayan yüzey olan optik sehpaya monte edildi.

Görevin 2026 Aralık ayında başlatılması planlanıyor.

Güneş’in bir sonraki 11 yıllık güneş döngüsü, mevcut Döngü 25 güneş maksimumunda olmasına ve 2025 ortasına kadar bitmeyecek olmasına rağmen, iç ses dalgalarında tespit edildi. Bu zirve dönemi güneş lekelerini, parlamaları ve koronal kütle atımlarını artırarak Dünya’ya doğru daha fazla elektromanyetik enerji gönderiyor.

Güneş, şu anki 11 yıllık güneş döngüsünün henüz yarısında olmasına rağmen, bir sonrakinin ilk gürlemeleri, ev sahibi yıldızımızın içindeki ses dalgalarında tespit edildi.

Mevcut döngü şu anda zirvesinde veya ‘güneş maksimumunda’, yani Güneş’in manyetik alanının değiştiği ve kutuplarının yer değiştirdiği noktada, 2025 ortalarına kadar devam edecek.

Güneş’in yüzeyindeki aktiviteyi etkiler, güneş lekeleri, parlamalar ve koronal kütle atımları solar maksimumda daha da yaygınlaşır. Bu, elektromanyetik enerjide Dünya’ya doğru fırlayan bir artışa yol açar ve auroraları daha sık ve daha düşük irtifalarda görünür hale getirir.

Döngü 25: Devam Eden Gözlemler

Güneş lekelerinin kapsamlı bir şekilde kayıt altına alınmaya başlandığı 1755 yılından bu yana 25.si olduğu için 25. Döngü olarak adlandırılan mevcut güneş döngüsü 2019 yılında başladı.

Önümüzdeki altı yıl içinde sona ermesi beklenmiyor ancak bir sonraki güneş döngüsünün başladığına dair ilk işaretler araştırmacılar tarafından tespit edildi. Birmingham Üniversitesi ve Hull’daki Kraliyet Astronomi Topluluğu’nun Ulusal Astronomi Toplantısı’nda sunuldu.

Gökbilimciler, Güneş’in iç ses dalgalarını kullanarak nasıl döndüğünü ölçer ve biraz daha hızlı veya yavaş dönen bir bant desenini (güneş burulma salınımı) görünür hale getirir. Bunlar, aktivite döngüsü sırasında Güneş’in ekvatoruna ve kutuplarına doğru hareket eder.

Daha hızlı dönen kuşaklar, bir sonraki güneş döngüsünün resmi olarak başlamasından önce ortaya çıkma eğilimindedir.

Yeni Güneş Döngüsünün Keşfi

Dr. Rachel Howe ve uluslararası işbirlikçileri, dönüş bantlarından analiz ettikleri verilerde bir sonraki güneş döngüsünün ortaya çıkmaya başladığına dair zayıf bir işaret keşfettiler.

“Eğer grafikte bir güneş döngüsüne -11 yıl- geri giderseniz, 2017’de gördüğümüz şekille birleşen benzer bir şey görebilirsiniz. Bu, mevcut güneş döngüsünün, Döngü 25’in bir özelliği haline geldi” diyor Birmingham Üniversitesi’nde araştırma görevlisi olan Dr. Howe.

“2030’dan önce resmen başlamayacak olan 26. Döngü’nün ilk izlerini muhtemelen görüyoruz.”

Güneş burulma salınım sinyalleri, Küresel Salınım Ağı Grubu’ndan (GONG), Güneş ve Heliosfer Gözlemevi’ndeki Michelson Doppler Görüntüleyicisi’nden (MDI) ve Güneş ve Heliosfer Gözlemevi’ndeki Helioseismik ve Manyetik Görüntüleyici’den (HMI) alınan helioseismik veriler kullanılarak incelenmiştir. Güneş Dinamikleri Gözlemevi 1995’den beri.

Veriler artık Güneş Döngüleri 23, 24 ve 25’in ilk dört yılını kapsıyor ve araştırmacıların bu döngülerin yükselen evrelerini karşılaştırmasına olanak tanıyor.

Gelecekteki Keşifler İçin Heyecan

Dr. Howe, bilim insanlarının Güneş Döngüsü 23’e ait verilerin yalnızca bir kısmına GONG ve MDI’dan erişebildiği yaklaşık 25 yıldır Güneş’in dönüşündeki değişiklikleri takip ediyor.

Daha hızlı hareket eden malzemenin ekvatora doğru sürüklenmesinin güneş lekeleriyle birlikte desenini görebiliyorlardı. O zamandan beri, Döngü 24 gelip geçtikçe ve Döngü 25 büyüdükçe desenin tekrarlandığını (ama tam olarak değil) izlediler.

“Yaklaşık altı yıl içinde başlaması beklenen 26. Döngüde aynı desenin tekrarlanacağına dair ilk ipuçlarını görmek heyecan verici.

“Daha fazla veriyle, bu akışların karmaşık dansta oynadığı rol hakkında daha fazla şey anlayabileceğimizi umuyorum. plazma ve güneş döngüsünü oluşturan manyetik alanlar” dedi.

Potansiyel karanlık madde nesnelerine dair kanıtlar, düzenli radyo dalgası ışınları yayan nötron yıldızları olan pulsarlar kullanılarak tespit edildi.

Bu ışınlar Profesör John LoSecco tarafından analiz edildi ve görünmeyen kütlenin, muhtemelen karanlık maddenin varlığını gösteren değişimler ve gecikmeler ortaya çıktı. LoSecco, birkaç radyo teleskopundan alınan hassas ölçümleri içeren PPTA2 araştırmasından gelen verileri kullandı. Çalışma, karanlık maddenin muhtemelen etkilediği yaklaşık bir düzine örnek buldu pulsar Bu araştırma sadece karanlık maddeyi anlamaya yardımcı olmakla kalmıyor, aynı zamanda diğer astronomik çalışmalar için pulsar zamanlama verilerini de iyileştiriyor.

Pulsarlarla Karanlık Maddenin Tespiti

Evrenin ‘zaman tutucularının’ yardımıyla potansiyel karanlık madde nesnelerine dair heyecan verici kanıtlar tespit edildi.

Bu pulsarlar (uzayda hızla ilerleyen deniz feneri benzeri radyo dalgaları yayan ve dönen nötron yıldızları) gizemli gizli kütleleri tespit etmek için kullanıldı.

Pulsarlar bu takma adı, milisaniyelerden saniyelere kadar değişen çok düzenli aralıklarla elektromanyetik radyasyon yaymaları nedeniyle almışlardır; bu da onları son derece hassas zaman tutucular yapar.

Araştırmanın arkasındaki gökbilimci ve Notre Dame Üniversitesi’nden Profesör John LoSecco, bulgularını yakın zamanda Hull Üniversitesi’ndeki Ulusal Astronomi Toplantısı’nda sundu ve “Bilim, zamanı ölçmek için çok hassas yöntemler geliştirdi” dedi.

“Dünyada atom saatlerimiz var, uzayda ise pulsarlarımız var.

“Yer çekiminin ışığı yavaşlattığı bir asırdan uzun süredir biliniyor ancak şimdiye kadar çok az uygulaması oldu.”

Pulsar Zamanlamalarındaki Değişimleri Gözlemlemek

Profesör LoSecco, pulsar zamanlamalarında değişiklikler ve gecikmeler gözlemledi; bu da radyo ışınlarının pulsar ile teleskop arasında bir yerde bulunan görünmeyen bir kütle yoğunluğunun etrafında hareket ettiğini gösteriyor.

Bu görünmeyen kütlelerin karanlık madde nesneleri için aday olduğuna inanıyor.

Profesör LoSecco, normalde nanosaniye olan radyo darbelerinin varış sürelerindeki gecikmeleri inceledi kesinlikParkes Pulsar Zamanlama Dizisi’nden PPTA2 araştırma verilerinin yayınlanması sırasında radyo darbelerinin yolunu araştırdı.

Devam eden bu proje, yedi farklı radyo teleskopundan (Effelsberg, Nançay, Westerbork, Green Bank, Arecibo, Parkes ve Lovell, ikincisi Cheshire’da) alınan verileri kullanarak darbe varış sürelerinin hassas ölçümlerini üretiyor.

Atımların üç gözlem bandında yaklaşık üç haftalık bir ritmi vardır.

Karanlık Madde Nedeniyle Varış Zamanlarındaki Sapmalar

Karanlık maddeden kaynaklanan varış sürelerindeki sapmalar, iyi tanımlanmış bir şekle ve kütlesiyle orantılı bir büyüklüğe sahiptir.

Karanlık madde bölgelerinin yakınından geçen ışık, varlığı nedeniyle yavaşlayacaktır. 65 ‘milisaniye pulsarlarından’ gelen hassas verilerin araştırılması, karanlık maddeyle etkileşimler gibi görünen yaklaşık bir düzine olayı ortaya çıkardı.

Profesör LoSecco, “Dünya’nın hareket etmesinden, Güneş’in hareket etmesinden, pulsarın hareket etmesinden ve hatta karanlık maddenin hareket etmesinden faydalanıyoruz.

“Gözlemlediğimiz kütle ile ‘saat’ pulsarımıza olan görüş hattı arasındaki mesafedeki değişimden kaynaklanan varış süresindeki sapmaları gözlemliyoruz.”

Güneş büyüklüğündeki bir kütle yaklaşık 10 mikrosaniyelik bir gecikme üretebilir. Profesör LoSecco’nun yaptığı gözlemlerin çözünürlükleri nanosaniye mertebesinde, 10.000 kat daha küçüktür.

Profesör LoSecco, “Bulgulardan biri Güneş’in kütlesinin yaklaşık yüzde 20’si kadar bir bozulma olduğunu gösteriyor” dedi. “Bu nesne karanlık madde adayı olabilir.”

Pulsar Zamanlama Veri Örneğini İyileştirme

Ayrıca bu araştırmanın bir yan etkisinin pulsar zamanlama veri örneğini iyileştirmesi olduğunu doğruladı. Bu hassas örnek, düşük frekanslı kütleçekimsel radyasyonun kanıtını aramak için toplandı.

Karanlık madde nesneleri bu verilere ‘gürültü’ ekliyor, dolayısıyla onları tanımlayıp kaldırmak, örneklerdeki bazı değişkenlikleri temizleyecek ve kütle çekim radyasyonuna yönelik diğer aramalar sırasında bu tür gürültüyü ortadan kaldıracak.

Karanlık Maddeye Işık Tutmak

Profesör LoSecco, “Karanlık maddenin gerçek doğası bir gizemdir,” dedi. “Bu araştırma, karanlık maddenin doğası ve Dünya’daki dağılımı hakkında yeni ışık tutuyor. Samanyolu ve ayrıca hassas pulsar verilerinin doğruluğunu da artırabilir.”