Bilim adamları ilk kez, genellikle Deniz Feneri Bulutsusu olarak adlandırılan şeyin içinde yer alan bir pulsar olan PSR J1101−6101’in manyetik alanlarını doğrudan ölçmek için NASA’nın IXPE’sini (Görüntüleme X-ışını Polarimetresi Gezgini) kullandılar. NASA evrenin nasıl çalıştığının sırlarını keşfetmeye devam ederken, sonuçlar evrendeki en ekstrem nesnelerden bazılarının yapısına dair yeni bilgiler sağlıyor. A sonuçları açıklayan kağıt Perşembe günü Astrophysical Journal’da yayınlandı.
- Pulsar, inanılmaz derecede hızlı dönen, güçlü bir manyetik alana sahip bir tür nötron yıldızıdır. Deniz Feneri Bulutsusu’nun merkezindeki pulsar saniyede 16 kez dönüyor.
- Nötron yıldızları, yaşam döngülerinin sonunda oluşan ve Güneş’ten daha fazla kütleye sahip olan büyük kütleli yıldızların arta kalan çekirdekleridir. Bir şehir büyüklüğüne kadar sıkıştırılmış olmaları, onları ekstrem fizik çalışmaları için doğal laboratuvarlar haline getiriyor.
- Polarizasyon, ışığın elektrik alan titreşimlerinin yönünü tanımlayan bir özelliğidir. Polarizasyon derecesi, bu titreşimlerin birbirleriyle ne kadar hizalı olduğunun bir ölçümüdür.
Haziran 2025’te IXPE, Deniz Feneri Bulutsusu’na odaklanarak yaklaşık 18 gün geçirdi.
Gökbilimciler, neredeyse ışık hızındaki elektronların bu enerjik sistemle nasıl etkileşime girdiğini daha iyi anlamak için pulsardan uzanan iki dar X-ışını dalını inceledi. Daha uzun olan dal “filament”, daha kısa olan ise “iz” olarak bilinir.
Pulsardan gelen yüksek enerjili parçacıklar, yıldızlararası uzayın gazıyla çarpıştıklarında, hız yapan bir teknenin ön kısmında oluşan yay dalgasına benzer bir yay şoku oluştururlar. Parçacıkların çoğu bu yay şokunun arkasında sıkışıp kalıyor ve pulsarın arkasında çalkantılı bir yol oluşturuyor.
Araştırmacılar 2008’den bu yana, en yüksek enerjili parçacıkların bu yay şoku yoluyla yıldızlararası uzaya kaçtığından, galaksinin manyetik alan çizgileri boyunca akarak bulutsunun uzun, ince filamentini oluşturduğundan şüpheleniyorlardı.
Araştırmayı yöneten Stanford Üniversitesi lisans öğrencisi Jack Dinsmore, “Bu teoriyi test etmek istedik” dedi. “‘Sigara tabancası’, ışığın manyetik alan yönünü gösteren polarizasyonunu ölçerek elde edilir. Eğer manyetik alan filaman boyunca işaret ediyorsa, bu, filamanın parçacıklarının alan boyunca aktığını doğrular.”
Bu ölçümlerdeki zorluklardan biri Deniz Feneri Bulutsusu’nun nispeten sönük olmasıdır. Bu sorunu çözmek için IXPE bilim insanları, bilgiyi sınırlayabilecek adımları basitleştirmekten kaçınarak, her veri parçasını kullanan gelişmiş analiz yöntemleri geliştirdiler. Bu yeni araçlar ve Deniz Feneri’nin yeni gözlemleriyle bilim ekibi filamanın polarizasyonunu başarıyla ölçtü. Bu teknikler aynı zamanda izin polarizasyon ölçümünü ve pulsarın emisyon sinyalini de verdi.
Analizleri, manyetik alanın gerçekten de parçacıkların akışıyla aynı hizada olduğunu %99’dan fazla bir güvenle doğruladı.
Paralel yön, parçacığın hareketi için modelleri doğrularken, polarizasyon derecesi yeni soruları gündeme getirecek kadar yüksekti.
Bu makalenin ortak yazarlarından Stanford Üniversitesi profesörü Roger Romani, “Filament modellerinin çoğu güçlü manyetik türbülansı varsayıyor” dedi. “Ölçtüğümüz yüksek polarizasyon derecesi, bu tür modellerin gerektirdiğinden daha düşük türbülansa işaret ediyor.”
IXPE gözlemleri ayrıca X-ışını emisyonundan sorumlu manyetik alanın ize paralel olması gerektiğini de gösterdi. Ancak yazarlar, neredeyse tam olarak dik bir manyetik alan gösteren radyo frekansı gözlemleri topladılar.
Çalışmanın ortak yazarı ve İtalyan Ulusal Astrofizik Enstitüsü’nden Niccolò Bucciantini, “Radyo ve X-ışını dalga boyları arasında gözlemlenen manyetik alan yönelimlerindeki çarpıcı farklılık, bu nesnelerin yüksek düzeyde yapılandırılmış doğasına dair ikna edici kanıtlar sağlıyor” dedi. “Bu, farklı enerjilerdeki parçacıkların sistem içinde farklı bölgeleri işgal ettiğinin ilk açık göstergesini işaret ediyor ve birden fazla ve potansiyel olarak çok farklı hızlanma mekanizmalarının iş başında olduğuna işaret ediyor.”
Evrendeki gök cisimleri hakkında çığır açan keşiflere olanak tanıyan benzeri görülmemiş veriler sağlamaya devam eden IXPE misyonu, 12 ülkedeki ortaklar ve bilim işbirlikçileriyle birlikte NASA ve İtalyan Uzay Ajansı’nın ortak bir misyonudur. NASA’nın Huntsville, Alabama’daki Marshall Uzay Uçuş Merkezi tarafından yönetilmektedir ve BAE Systems, Inc., uzay aracı operasyonlarını Colorado Üniversitesi’nin Boulder’daki Atmosfer ve Uzay Fiziği Laboratuvarı ile birlikte yönetmektedir.
IXPE’nin devam eden misyonu hakkında daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz:
Source link
