Eş yıldızını yiyerek beslenen bir yıldız, astronominin en kafa karıştırıcı tekrarlayan sinyallerinden birinin kökenini nihayet gözler önüne serdi.
Çeviri: Sıla Öztürk
GazeteBilim Yazı İşleri
Gökbilimciler, gizemli ve tekrarlayan bir kozmik sinyal türünün izini sıra dışı bir yıldız çiftine kadar sürerek, astronominin en kafa karıştırıcı fenomenlerinden birinin kaynağına dair bugüne kadarki en güçlü kanıtı elde ettiler.
Keşif, Sydney Üniversitesi’ndeki bilim insanlarının liderliğindeki ve CSIRO’nun ASKAP radyo teleskobunu kullanan uluslararası bir araştırma ekibi tarafından gerçekleştirildi. Elde edilen bulgular; Samanyolu Galaksisi genelinde sadece birkaç noktada tespit edildiklerinden gökbilimcilerin kafasını kurcalayan, gizemli radyo dalgası patlamaları yaymalarıyla bilinen ve “uzun periyotlu radyo geçici kaynakları” (long-period radio transients) olarak adlandırılan nadir bir nesne sınıfının kökenini tanımlıyor.
Araştırma sonuçları Nature Astronomy dergisinde yayımlandı.
Sydney Üniversitesi Fizik Bölümü ve CSIRO’da doktora öğrencisi olan başyazar Kovi Rose, ekibin nihayet bu gizemli sinyallerden birini belirli bir yıldız sistemi türüyle ilişkilendirmeyi başardığını belirtti.
Kovi Rose: “İlk kez bu sinyallerin kökenini tam olarak tespit ettik ve kaynağın bir “kataklizmik değişen yıldız” veya kütle aktarımı yapan bir beyaz cüce yıldız olduğunu doğruladık.”
Rose, “Uzun periyotlu radyo geçici kaynakları yıllardır gökbilimcilerin kafasını karıştırıyordu.” dedi. “Şimdiye kadar bunlardan sadece bir düzine kadar bulabilmiştik ve kökenleri belirsizdi. Şimdi ise bu geçici kaynaklardan birinin kökeninin, eş yıldızından aktif olarak madde çeken bir beyaz cüce olduğunu göstermeyi başardık.”
Nadir bir beyaz cüce sistemi açığa çıktı
ASKAP J1745−5051 olarak adlandırılan ve yeni tanımlanan bu sistem, birbirine son derece yakın bir yörüngede kilitlenmiş bir beyaz cüce ile bir kızıl cüceden oluşuyor. Beyaz cüce; kabaca Dünya büyüklüğünde olan ancak Güneş ile kıyaslanabilir bir kütleye sahip, ölü bir yıldızın yoğun kalıntısıdır. Eşi olan kızıl cüce ise Güneş’in kütlesinin yaklaşık onda birine sahip, çok daha büyük ama daha az yoğun bir yıldızdır.
Bu iki yıldız, birbirinin etrafındaki dönüşünü 1 saatten biraz fazla bir sürede tamamlıyor.
Beyaz cüce, eşinden gaz çektikçe bu madde ısınıyor ve X-ışınları yayıyor. Aynı zamanda, yıldızların manyetik alanları arasındaki etkileşimler güçlü radyo patlamaları üretiyor. Bu emisyonlar bir araya gelerek her 1,4 saatte bir düzenli bir döngüde tekrarlanıyor.
Rose, “Bu emisyonların tamamı sistemin yörünge hareketine bağlı.” dedi. “Ancak ilginç olan şu ki, radyo ve X-ışını sinyalleri aynı anda zirveye ulaşmıyor; bu da bize bu sinyallerin sistemin farklı bölgelerinde üretildiğini gösteriyor.”
Araştırmacılar, radyo dalgalarının büyük olasılıkla yıldızların manyetik alanlarının çarpıştığı ve beyaz cüceye doğru akan yüklü madde akımıyla etkileşime girdiği yerde üretildiğini buldular. Bu süreç, uzayda dönerek yayılan ve dar bir odağa sahip radyasyon patlamaları yaratıyor.
Uzun periyotlu radyo geçici kaynakları gizeminin çözümü
Uzun periyotlu radyo geçici kaynakları ilk keşfedildiğinde, birçok gökbilimci bunların pulsar (atarca) olarak bilinen ve alışılmadık derecede yavaş dönen nötron yıldızları olabileceğinden şüphelenmişti. Ancak mevcut modeller, bu kadar yavaş dönen nötron yıldızlarının bu tür sinyaller üretemiyor olması gerektiğini öne sürüyordu.
Yeni bulgular ise farklı bir açıklamayı destekliyor: En azından bazı uzun periyotlu radyo geçici kaynakları, beyaz cüceleri içeren ikili yıldız sistemlerinden kaynaklanıyor gibi görünüyor.
Sydney Üniversitesi Fizik Bölümü Başkanı ve ARC Yerçekimi Dalgası Keşfi Mükemmeliyet Merkezi (OzGrav) Baş Araştırmacısı Profesör Murphy şunları söyledi:
“Daha önce de benzer bazı nesneler ikili sistemlerle ilişkilendirilmişti, ancak bu sistem, her iki yıldızı ve kütle aktarım sürecini işlevsel halde net bir şekilde görebildiğimiz ilk sistem oldu.”
Bu sistem, aynı zamanda düzenli X-ışınları ürettiği bulunan ve bilinen ikinci uzun periyotlu radyo geçici kaynağı olma özelliğini taşıyor. Ayrıca bilim insanlarının, bu periyodik davranışa tam olarak neyin sebep olduğunu kesin olarak doğruladığı ilk örnek konumunda.
Kozmik bir Rosetta taşı
Araştırmacılar, ASKAP J1745−5051 sisteminin, diğer gizemli radyo geçici kaynaklarını anlamak için önemli bir referans nesnesi olabileceğine inanıyor.
Sistem, Avustralya’nın ulusal bilim ajansı CSIRO’ya ait olan ve onun tarafından işletilen bir radyo teleskobu olan ASKAP kullanılarak keşfedildi. ASKAP; geniş bir görüş alanını, yüksek çözünürlüğü ve olağanüstü bir hassasiyeti bir araya getirerek, aksi takdirde gözden kaçabilecek sıra dışı sinyalleri tespit etmede özellikle etkili bir performans sergiliyor.
Mısır’da bulunan ve antik hiyerogliflerin çözülmesine yardımcı olan arkeolojik esere atıfta bulunan Bay Rose, “Bu sistem bize bu sinyalleri çözmek için bir yol sunuyor. Diğer uzun periyotlu geçici kaynakların pulsarlara mı yoksa beyaz cüce sistemlerine mi daha çok benzediğini belirlememize yardımcı olabilir ve adeta yıldızsal bir Rosetta taşı görevi görebilir.” dedi.
Sistem, gizemli radyo sinyallerini açıklamaya yardımcı olmanın ötesinde, bilim insanlarına Dünya’daki laboratuvarlarda yeniden yaratılması imkansız olan uç fiziksel koşulları incelemek için de nadir bir fırsat sunuyor.
Rose, “Bu sistemler doğal laboratuvarlardır.” dedi. “Güçlü manyetik alanlarda ve yoğun yerçekimi kuvvetleri altında maddenin nasıl davrandığına dair anlayışımızı test etmemize olanak tanıyorlar.”
Gelecek gözlemler planlanıyor
Ekip; sistemi radyo, optik ve X-ışını teleskoplarını kullanarak incelemeye devam etmeyi planlıyor. Farklı dalga boylarındaki gözlemleri birleştirerek, bu sinyallerin nasıl üretildiğini ve benzer mekanizmaların daha geniş bir uzun periyotlu radyo geçici kaynağı popülasyonunu açıklayıp açıklayamayacağını daha iyi anlamayı umuyorlar.
Rose, “Her yeni keşif, büyük resmi bir araya getirmemize yardımcı oluyor.” dedi. “Bu yeni kozmik olaylar sınıfını daha henüz yeni anlamaya başlıyoruz.”
Bu uluslararası iş birliğinde Avustralya, Amerika Birleşik Devletleri, Çin, Kanada, İspanya ve İsrail’den araştırmacılar yer aldı. Gözlemler; Avustralya’daki CSIRO’nun ASKAP ve Avustralya Teleskobu Kompakt Dizisi (ATCA), Güney Afrika’daki MeerKAT radyo teleskobu, Şili’deki SOAR ve Magellan optik teleskopları ile uzay tabanlı Swift (UV/X-ışını) ve Einstein Probe (X-ışını) gözlemevleri kullanılarak gerçekleştirildi.
Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması bildirmedi. Araştırmanın finansmanı; Avustralya Araştırma Konseyi Yerçekimi Dalgası Keşfi Mükemmeliyet Merkezi (OzGrav), NASA, Alfred P. Sloan Vakfı, Profesör Harry Messel Fizik Araştırma Bursu Fonu, Avrupa Araştırma Konseyi ve Çin Burs Konseyi tarafından sağlandı.
Kaynakça:
A stellar “Rosetta stone” reveals the source of mysterious cosmic signals | ScienceDaily
