Evrendeki en güçlü mıknatıs bu yıldız olabilir!

Bilinen evrenin genişliğinde bir magnetardan daha hayranlık uyandırıcı çok az şey vardır. Bu yıldızlar şaşırtıcı derecede küçük olsalar da bir şehir boyutundaki bir küreye birden fazla güneşin kütlesini sığdırabilirler. Üstelik manyetik alanları da gezegenimizi çevreleyen alanın trilyonlarca katı kadar güçlüdür. Bir magnetarın manyetik alanı o kadar güçlüdür ki yıldızın yüzeyini çatlatıp milyarlarca ışık yılı öteden görülebilecek enerji patlamalarına neden olabilir.

Jonathan O’Callaghan

Çeviri: Arda Çetinkaya, Fatma Naz Şenlikci

Bilinen evrenin genişliğinde bir magnetardan daha hayranlık uyandırıcı çok az şey vardır. Bu yıldızlar şaşırtıcı derecede küçük olsalar da bir şehir boyutundaki bir küreye birden fazla güneşin kütlesini sığdırabilirler. Üstelik manyetik alanları da gezegenimizi çevreleyen alanın trilyonlarca katı kadar güçlüdür. Bir magnetarın manyetik alanı o kadar güçlüdür ki yıldızın yüzeyini çatlatıp milyarlarca ışık yılı öteden görülebilecek enerji patlamalarına neden olabilir. Bu olağanüstü özelliklerine rağmen gökbilimciler magnetarların nasıl oluştuğuna dair kesin bir sonuca ulaşamamıştır. Pek çok teori halen daha tartışılmaktadır. New York’taki Flatiron Enstitüsü’nden Christopher White bu konuda “Çok fazla fikrimiz var ama hangilerinin doğru olduğundan emin değiliz” demiştir. Ancak araştırmacılar, bu esrarengiz nesnelerden birini oluşturmanın eşiğinde olabilecek alışılmadık derecede büyük ve manyetik bir yıldız bularak bir magnetara giden olası bir yolu tespit etmiş olabilirler.

Amsterdam Üniversitesi’nden Tomer Shenar ve ekibi, Dünya’dan yaklaşık 3.000 ışık yılı uzaklıkta HD 45166 olarak adlandırılan bir çift yıldızı inceledi. Çiftin bir üyesi daha önce Wolf-Rayet Yıldızı olarak tanımlanmıştı ve bu yıldız yaşamının son evrelerinde olan sıcak ve büyük kütleli nadir bir yıldız türüdür. Bu yıldızlar hidrojen yakıtlarını tüketip helyum yakmaya başlar bu da onları çok parlak hale getirir ve dış katmanlarını savuran güçlü yıldız rüzgarları üretir. Shenar’ın ekibi, bu yıldızın 43.000 Gauss’luk bir manyetik alana sahip olduğunu keşfederek onun son derece sıra dışı bir Wolf-Rayet Yıldızı olduğunu ortaya çıkardı. (Karşılaştırıldığında  Dünya’nın manyetik alanı yalnızca 0,5 gauss, Güneş’inki ise 1 gauss’tur.) Bu da kütlesi güneşimizin iki katı olan yıldızı şimdiye kadar keşfedilen en büyük kütleli manyetik yıldız yapıyor. Shenar, “Bu tür yıldızlarda manyetik alan hiç tespit edilmemişti.” diyor. “Son derece güçlü bir manyetik alana sahip olduğu ortaya çıktı ve bu yıldız bir magnetar olmaya güçlü bir aday.” Bu araştırma bugün Science dergisinde yayımlandı.

 
Shenar ve ekibi; Hawaii’deki Kanada-Fransa-Hawaii Teleskobu’nun yanı sıra Brezilya’daki Ulusal Astrofizik Laboratuvarı, Şili’deki La Silla Gözlemevi ve İspanya’daki Roque de los Muchachos Gözlemevi’nden gelen verilerle yıldızı inceledi. Yıldızın manyetik alanını çözümlemek için Zeeman-Doppler Görüntüleme adlı bir yöntem kullandılar; bu teknik, manyetik alanın bir yıldızın ışığının polarizasyonunda yarattığı küçük değişimleri analiz ederek detayları ortaya koymakta. Araştırmacılar  yıldızın geçmişini modelleyerek bu olağanüstü manyetik alanın nasıl oluştuğunu anlamaya çalıştı ve yıldızın helyum açısından zengin iki yıldızın birleşmesiyle meydana geldiğini buldular. Shenar, “Bunun oldukça karmaşık bir birleşme olduğunu düşünüyoruz” diyor. Muhtemelen helyum bakımından zengin düşük kütleli bir yıldızın, eşlik eden kırmızı bir süper devin kabarık yıldız atmosferine spirallenmesini içeren bir birleşme. Birleşme sırasında öncü yıldızların hızlı dönüşü, birleşim sonrası oluşan yıldızın manyetik alanını “yüksek derecede artırmış” diyor araştırmanın ortak yazarlarından Lidia Oskinova (Potsdam Üniversitesi) ve “Bu, yeni bir tür nesne” ifadesini de ekliyor.

 
Galaksimizde yalnızca yaklaşık 30 magnetar biliniyor. Bunlar, büyük bir yıldızın ölümünden sonra geride kalan Nötron Yıldızlarının bir türü. Nötron Yıldızları, devasa yıldızların bir kara deliğe dönüşmek için yeterince büyük olmadıkları durumlarda ulaşabilecekleri son evrelerdir. Çoğu Süpernova ile doğar ve yıldızın patlayarak ölümü geride sadece 16 kilometre çapında yoğun bir çekirdek bırakır. Bu çekirdek aşırı sıkışma ve hızla artan dönüşü sayesinde var olan manyetik alanını magnetarlarda ölçülen seviyelere yaklaşık 100 trilyon Gauss çıkarabilir.

 Bu manyetik alan o kadar güçlüdür ki atomlardaki elektronların yörüngelerini bozabilir. Örneğin, bir magnetar alanında hidrojen atomları 200 kat sıkışır. Böyle bir magnetar, Ay’ın Dünya yörüngesine yerleştirilseydi, gezegendeki kredi kartları ve sabit diskler bozulurdu. Bir magnetara 1.000 kilometre kadar yaklaşırsanız vücudunuzdaki atomlar o kadar deforme olur ki temel biyokimyanız çökerek anında ölümünüze yol açar. Magnetarın kendisi bile bu manyetik alanın stresinden etkilenir. Amsterdam Üniversitesi’nden Jason Hessels “Manyetik alan yıldızın kabuğunu çatlatacak kadar büyük bir stres yaratabilir.” diyor. “Bu da devasa bir yıldız depremiyle büyük miktarda enerji açığa çıkarır.”
 
Shenar ve ekibi; onların modellemesini baz alarak bu zamandan birkaç milyon yıl önce HD 45166’nın sıra dışı manyetik Wolf-Rayet yıldız yaşamını bir nötron-yıldızı-formundaki süpernova olarak sonuçlandıracağını, yepyeni magnetar doğurmasını öngördüler ama diğer uzmanlar henüz aynı fikirde değiller. Maryland Üniversitesi’nden Cole Miller, ölçümler sırasında Wolf-Rayet yıldızının manyetik alanının “sabit görünümlü” olduğunu söylüyor. Kendisi, bu yıldızın bir nötron yıldızı haline gelmesinden tamamen emin değil. Güçlü yıldız rüzgârları nedeniyle Wolf-Rayet yıldızları genellikle yok olmadan önce kütlelerinin çoğunu kaybederler. Ancak HD 45166’daki yeterince kütle kaybetmezse, “bir nötron yıldızı yerine bir kara delik haline gelebilir” diyor. Bununla birlikte, yeterince kütle kaybedilirse, bir magnetarın oluşması “neredeyse kaçınılmaz” olacaktır, diyor White. “Manyetik alan öylece yok olamaz. Bir nötron yıldızı boyutuna çöktüğünüzde güçlendirilmesi gerekir.”

Astronomlar birçok nötron yıldızının manyetik alanını henüz ölçmeyi başaramadı ama teorik hesaplara göre onların belki 10% ile 40% arasında magnetarlar olabileceğini tahmin ediyor. Neden bazı nötron yıldızlarının ultra güçlü manyetik alanlar geliştirdiği ve diğerlerinin geliştirmediği açık bir sorudur. HD 45166’daki Wolf-Rayet yıldızının durumunun özellikle alışılmadık bir durum olduğu ve tüm manyetarların izleyeceği bir yolu temsil etmediği düşünülmektedir. Magnetarlar nötron yıldızlarının birleşmesinden ya da özellikle yakın yörüngede dönen bir yoldaş tarafından döndürülen bir nötron yıldızından da kaynaklanabilir. Hessels, “Manyetarları oluşturmanın tek yolu bu olsaydı biraz şaşırırdım” diyor. Ancak bu bize magnetarların nasıl oluştuğuna dair anlayışımızda önemli bir veri sağlıyor ve belki de başka benzer Wolf-Rayet yıldızlarının bulunmasına olanak tanıyor. Yeni makalenin yazarlarından Ontario’daki Kanada Kraliyet Askeri Koleji’nden Gregg Wade, “Bu, şimdiye kadar bir magnetarın doğrudan atasının en iyi örneği” diyor.

Ayrıca Magnetarların bazı hızlı radyo patlamalarının (FRBs) nedeni olduğu düşünülmektedir. Gözlemciler, evrenin her yerine dağılmış gizemli kaynaklardan yayılan güçlü ama kısa süreli radyo dalga püskürmelerini keşfettiler. Magnetarların nasıl FRBs üretebildikleri belirsizdir, şimdilik HD 45166 gibi sistemler bulmacayı çözmek için yararlı ipuçları sunabilir. Hessel, HD 45166 gibi fenomen ile sistemler arasında potansiyel bir bağlantı olduğunu belirterek “Bir FRB kaynağının ikili sistemde olabileceğine dair en azından bir vakamız mevcuttur.” demiştir.

Ne yazık ki birkaç milyon yıl herhangi birinin HD 45166’nın tuhaf yıldızı bir magnetaranın nasıl ve ne şekilde doğduğunu bizzat görebilmesi için beklemesi çok uzun bir süredir lakin bu durum muhteşem cisimlere ve bizim onlar hakkındaki daha derin anlayışımıza olası bir güzergâh oluşturabilir. Wade “Hiç kimse magnetarların evrendeki neden en güçlü mıknatıslar olduğunu açıklayamadı.” demiştir. Şimdi bunlardan birinin nasıl meydana geldiğini biliyor olabiliriz.

Kaynak

https://www.scientificamerican.com/article/this-bizarre-star-could-become-one-of-the-strongest-magnets-in-the-universe/

Son Erişim Tarihi: 01.02.2025