Süpernova Patlaması Sonrası Yeni Bir Nötron Yıldızı

Süpernova Patlaması Sonrası Yeni Bir Nötron Yıldızı: Meşhur 1987A Süpernovasında Tek Başına Duran Bir Nötron Yıldızı Bulunmuş Olabilir. Üniversiteye başladığımın ilk yıllarında daha İngilizce eğitime yeni başladığım yıllardı Fizik bölümüne henüz başlamamıştım. Ancak kuzenim aynı zamanda Fizik Bölümünde akademisyen olan Dr. Murat Alev sayesinde astronomiye merak sarmıştım. Bölümün koridorlarında  1987A ismini çokça duyuyordum. Devlet okulundan gelen ve interneti olmayan bizler için bu tip bilgilere kavuşmak ve onlar için araştırmalarda bulunmak ancak bilim kurumlarında bulunmakla olabiliyordu. Sevdiğim ve istediğim bir bölümde okuyordum. Konumuz 1987A Süpernovası ile ilgili. Sıkılmadan okumanız ve paylaşmanız ricasıyla. Şimdi konumuza geçelim. Süpernova Patlaması Sonrası Yeni Bir Nötron Yıldızı keşfetmiş olabilirler.

Evet 1987’de galaksimizin hemen dışında patlayan yıldızdan geriye kalan nedir? Süpernova kalıntıları bilim insanlarına birçok ipucu sunmasının yanında aynı zamanda onlardan bazı önemli bilgileri de gizlemektedir.

Ancak NASA’nın X-ışını teleskoplarından ikisi yeni ipuçları ortaya çıkarmış bulunuyor.

Gökbilimciler 24 Şubat 1987’de bir yıldızın parlak patlamasını yakaladıklarından beri, bu patlama sonrası geride kalan ezilmiş yıldız çekirdeğini arıyorlardı.

NASA’nın uzay görevlerinden ve yer tabanlı teleskoplardan gelen verileri kullanan bir grup gökbilimci sonunda bu yıldız çekirdeğini bulmuş olabilirler. Yapılan araştırmalar bilim dünyası ile paylaşıldıktan sonra bu konuda çalışmaların yoğunlaşması daha büyük bilimsel sıçramalar yapılmasına olanak vermektedir.

Yaklaşık 400 yıl içinde çıplak gözle görülebilen ilk süpernova olarak, Süpernova 1987A (veya kısaca SN 1987A) bilim insanları arasında büyük bir heyecan uyandırmıştı ve kısa sürede gökyüzünde en çok çalışılan nesnelerden biri haline gelmişti. Tabi benim için bir şey ifade etmeyen İngilizce öğrenmeye çalışan meraklı bir amatör astronom olarak sadece poster görüntüsü idi.

Evimde 1980’den sonra uzay yapılan uzay çalışmaları notlarını biriktiren astronomi meraklısı olarak çok da uzak sayılmazdım. Artık hayatımı bu işe adamış sayılırım.

Neyse konumuzdan çok uzaklaşmadan bu Süpernova, Dünya’dan sadece 170.000 ışık yılı uzaklıkta, Samanyolu’nun küçük bir yoldaşı olan Büyük Macellan Bulutunda bulunuyor.

Gökbilimciler enkazın patlama yerinden dışarıya doğru patladığını izlerken, aynı zamanda yıldızın çekirdeğinden kalması gereken bir nötron yıldızını bu zaman kadar aradılar. NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi’nden gelen veriler ve NASA’nın Nükleer Spektroskopik Teleskop Dizisinden (NuSTAR) daha önce yayınlanmamış veriler, geçen yıl bildirilen yer tabanlı Atacama Büyük Milimetre Dizisi (ALMA) verileriyle birlikte şimdi bazı kanıtlara ulaşılmış durumda.

1987A Süpernovasında Tek Başına Duran Bir Nötron Yıldızı

SN 1987A’nın merkezinde nötron yıldızının varlığı.

İtalya’daki Palermo Üniversitesi’nden çalışmanın lideri Emanuele Greco, “34 yıldır gökbilimciler, orada olmasını beklediğimiz nötron yıldızını bulmak için SN 1987A’nın yıldız kalıntılarını inceliyorlar” dedi.

“Çıkmazlara dönüşen pek çok ipucu oldu, ancak son sonuçlarımızın farklı olabileceğini düşünüyoruz” diye açıklamada bulunda.

Süpernova patlamasında dış katmanlar uzaya fırlatılmadan önce kendi üzerine çöker ve çekirdeğin sıkışması onu olağanüstü yoğun bir nesneye dönüştürür, Güneş kütlesi yalnızca yaklaşık 10 mil genişliğinde bir nesneye sıkışabilir. Bu inanılması çok zor bir bilgidir.

Bu nesnelere nötron yıldızları adı verilmiştir, çünkü neredeyse tamamen yoğun şekilde paketlenmiş nötronlardan yapılmıştır.

Bunlar, Dünya’da bulunması imkanı olmayan bilim insanlarına eşsiz bilgiler sunan fizik laboratuvarlarıdır. Hızla dönen ve yüksek derecede manyetik alana sahip olan nötron yıldızları, pulsarlar olarak adlandırılır.

Bu pulsarlar yani evrenimizin atarcaları dönüşleri esnasında ışınları gökyüzünü gökbilimcilerin atım olarak algıladıkları deniz feneri benzeri bir radyasyon ışını üretir.

Yüzeylerinde – bazen neredeyse ışık hızında – rüzgarlar üreten ve “pulsar rüzgar bulutsusu” olarak bilinen karmaşık yüklü parçacıklar ve manyetik alanlar oluşturan bir pulsar alt kümesi vardır.

Araştırma ekibi, Chandra ve NuSTAR ile SN 1987A’nın enkazından gelen nispeten düşük enerjili X-ışınlarının çevredeki malzeme ile çarpıştığını da keşfetti.

Ekip ayrıca NuSTAR’ın daha enerjik X-ışınlarını algılama yeteneğini kullanarak yüksek enerjili parçacıklara dair kanıtlar da buldu.

Bu enerjik X-ışını emisyonunun iki olası açıklaması vardır:

Birincisi bir pulsar rüzgar bulutsusu ya da patlamanın dalgası tarafından yüksek enerjilere ulaştırılan parçacıklar. İkinci etki, bir pulsarın varlığını gerektirmez ve patlamanın merkezinden çok daha uzak mesafelerde meydana gelir.

Yapılan en son X-ışını çalışması, patlama dalgası hızlanması senaryosuna karşı birkaç cephede tartışarak, pulsar rüzgar bulutsusu durumunu – yani nötron yıldızının orada olması gerektiğini – desteklemektedir.

İlk olarak, yüksek enerjili X-ışınlarının parlaklığı 2012 ile 2014 yılları arasında yaklaşık olarak aynı kalırken, Avustralya Teleskop Kompakt Dizisi ile tespit edilen radyo emisyonunun artışı idi. Bu, patlama dalgası senaryosuna ilişkin beklentilere aykırıdır.

İkincil olarak bilim insanları elektronları, kalıntıların yaşından 10 kat daha eski olan NuSTAR verilerinde görülen en yüksek enerjilere kadar hızlandırmanın neredeyse 400 yıl alacağını tahmin ediyorlar.

Yine Palermo Üniversitesi’nden ortak yazar Marco Miceli, “Gökbilimciler bir pulsarın oluşması için yeterli zamanın geçip geçmediğini veya SN 1987A’nın bir kara delik oluşturup oluşturmadığını merak ettiler” demektedir.

“Bu, birkaç on yıldır devam eden bir gizem ve bu sonuçla masaya yeni bilgiler getirmekten çok heyecanlıyız.”

Chandra ve NuSTAR verileri, milimetre dalga boyu bandındaki pulsar rüzgar bulutsusunun yapısı için olası kanıtlar sağlayan ALMA’nın 2020 sonucunu da destekliyor.

Bu bilginin başka olası açıklamaları olsa da, bir pulsar rüzgar bulutsusu olarak tanımlanması yeni X-ışını verileriyle doğrulanabilir. Bu, geride bir nötron yıldızı kaldığı fikrini destekleyen bir kanıttır. Eğer bu gerçekten de SN 1987A’nın merkezindeki bir pulsar ise, şimdiye kadar bulunan en genç pulsar olmaya adaydır.

İtalya’daki Ulusal Astrofizik Enstitüsü (INAF) araştırma tesisi olan Palermo Astronomi Gözlemevi’nden ortak yazar Salvatore Orlando, “Doğduğundan beri bir pulsarı esasen izleyebilmek eşi görülmemiş bir şey olacaktır” dedi. “Bir bebek pulsarının gelişimini incelemek için hayatta bir kez karşılaşabileceğiniz bir fırsat olabilir” demektedir.

SN 1987A’nın merkezi gaz ve tozla çevrilidir. Yazarlar, bu materyalin X-ışınlarını farklı enerjilerde nasıl absorbe edeceğini anlamak için son teknoloji simülasyonlar kullandılar. X-ışını spektrumunun – yani farklı enerjilerdeki X-ışınlarının miktarının daha doğru bir şekilde yorumlanmasını sağladılar.

Bu, SN 1987A’nın merkezi bölgelerinin spektrumunun, engelleyici malzeme olmadan ne olduğunu tahmin etmelerini sağlamaktadır. Çoğu zaman olduğu gibi, pulsar rüzgar bulutsusu durumunu güçlendirmek için daha fazla veriye ihtiyaç vardır. Gelecekteki gözlemlerde nispeten yüksek enerjili X ışınlarında bir artışla birlikte radyo dalgalarında bir artış, bu fikre karşı bir argüman olarak karşımıza da çıkabilir.

Öte yandan, gökbilimciler yüksek enerjili X-ışınlarında bir azalma gözlemlerlerse, bir pulsar rüzgar bulutsusunun varlığı doğrulayacaktır.

Pulsarı çevreleyen yıldız döküntüsü, düşük enerjili X-ışını emisyonunu yoğun bir şekilde emerek, şu anda tespit edilemez hale getirerek önemli bir rol oynamaktadır.

Model, bu malzemenin önümüzdeki birkaç yıl içinde dağılacağını ve bunun da emme gücünü azaltacağını öngörüyor.

Böylelikle atarca emisyonunun yaklaşık 10 yıl içinde ortaya çıkarak nötron yıldızının varlığını ortaya çıkarması beklenmektedir.

Şimdi bu çalışmalar da emeği geçenleri biraz tanıyalım ve sonrasında sizlere Diyarbakır’dan bir amatör astronomdan bahsetmek istiyorum

Bu sonuçları açıklayan bir makale bu hafta The Astrophysical Journal’da yayınlandı ve bir ön baskı çevrimiçi olarak ta mevcuttur.

Makalenin diğer yazarları yine INAF-Palermo’dan Barbara Olmi ve Fabrizio Bocchino; Japonya’daki RIKEN Astrofiziksel Büyük Patlama Laboratuvarı’ndan Shigehiro Nagataki ve Masaomi Ono; Japonya’daki Kyushu Üniversitesi’nden Akira Dohi ve Palermo Üniversitesi’nden Giovanni Peres. NASA’nın Marshall Uzay Uçuş Merkezi, Chandra programını yönetiyor. Smithsonian Astrofizik Gözlemevi’nin Chandra X-ray Merkezi, Cambridge Massachusetts’ten bilimsel çalışmaları ve uçuş operasyonları da Burlington, Massachusetts’ten kontrol edilmektedir.

NuSTAR, Caltech tarafından yönetilen ve ajansın Washington’daki Bilim Görev Müdürlüğü için NASA’nın Jet Tahrik Laboratuvarı tarafından yönetilen bir Küçük Kaşif görevidir. NuSTAR, Danimarka Teknik Üniversitesi ve İtalyan Uzay Ajansı (ASI) ile ortaklaşa geliştirildi. Uzay aracı, Dulles, Virginia’da (şimdi Northrop Grumman’ın bir parçası) Orbital Sciences Corporation tarafından inşa edildi.

NuSTAR’ın görev operasyonları merkezi UC Berkeley’de, resmi veri arşivi ise NASA’nın Yüksek Enerji Astrofizik Bilim Arşivi Araştırma Merkezindedir. ASI, görevin yer istasyonunu ve bir ayna arşivini sağlar. JPL, Caltech’in bir bölümüdür.

Mutlaka bu çalışmaların bir parçası olmak zorundayız.

Bizim ülkemizde gözlemsel astronomi adına yaptığı çalışmalar ile sesini duyuran Diyarbakır’da yaşayan 8 çocuk sahibi olan bir fırında çalışan Ay’ın ve Güneş’in hareketlerini anlamaya çalışan Abdülkadir Topkaç’tan bahsetmek istiyorum.

Abdülkadir Topkaç’ın Diyarbakır’da yaşanan terör olaylarında teleskobu hasar görmüş ve sosyal medyada yürütülen kampanyalarda yeniden kendisine bir teleskop alınmıştı. Bu zamana kadar yaptığı çalışmalar dolayısıyla da kendisine buradan sizler ve bilim dünyası adına teşekkür ediyorum. O artık aramızda değil. 21.02.2021 tarihinde aramızdan ayrıldı. Nur içinde yatsın.

Albülkadir Topkaç ile daha detaylı araştırma yapmanızı da tavsiye ediyorum

Bizlerin hedefi bu tip çalışmaları yüreklendirmek ve daha çok araştırma yapmak olmalıdır.

Sağlıcakla kalın.

Fizik Öğretmeni Hasan Ongan

Ref: https://www.jpl.nasa.gov/news/reclusive-neutron-star-may-have-been-found-in-famous-supernova