Gökbilimciler, büyük yıldızların patlamasından sonra geride kalan ezilmiş çekirdekler olan nötron yıldızlarının Samanyolu galaksisi boyunca dağılmış olması gerektiğini uzun zamandır biliyorlardı. Ancak bunların çoğu fiilen görünmezdir. Astronomi ve Astrofizik dergisinde yayınlanan yeni bir çalışma, NASA’nın yaklaşmakta olan Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu’nun onları yine de tespit edebileceğini öne sürüyor.
Araştırmacılar, Samanyolu ve Roman’ın gelecekteki gözlemlerinin ayrıntılı simülasyonlarını kullanarak, amiral gemisi gözlemevinin, kütleçekimsel mikromercekleme adı verilen ince bir etki yoluyla düzinelerce izole nötron yıldızını tanımlayıp karakterize edebileceğini gösterdi.
Almanya’daki Heidelberg Üniversitesi’nden Zofia Kaczmarek, “Çoğu nötron yıldızı nispeten sönük ve kendi başına” dedi. çalışma. “Bir çeşit yardım olmadan fark edilmeleri inanılmaz derecede zor.”
Görünmeyeni bulmak
Nötron yıldızları Güneş’ten daha fazla kütleyi yaklaşık bir şehir büyüklüğündeki bir küreye sığdırmak. Bunları incelemek, yıldızların nasıl yaşadığını, öldüğünü ve ağır elementleri evrene nasıl yaydığını anlamamıza yardımcı olur. Ayrıca hayal edilebilecek en aşırı koşullar (baskı ve yoğunluk) altında neler olduğunu inceleme şansı da sağlarlar.
Ancak bunlar olmadıkça pulsarlar Radyo dalga boylarındaki ışınlar ya da X-ışınları halinde parıldayan bu ışınlar, en güçlü teleskoplardan bile gizlenebilirler.
Roman onları farklı bir şekilde arayabilir. Nötron yıldızı gibi devasa bir nesne uzaktaki bir arka plan yıldızının önünde hareket ettiğinde, onun yoğun kütle çekimi uzay-zamanı büker ve arka plandaki yıldızın ışığını saptırır. Bu mikro mercekleme etkisi, arka plandaki yıldızın kısa süreliğine daha parlak olmasını ve gökyüzündeki gerçek konumundan kayık görünmesini sağlar.
Birçok teleskop geçici parlamayı tespit edebilirken, Roman mercekli yıldızın hem parlaklığını (fotometri) hem de küçük konumsal kaymasını (astrometri) olağanüstü bir hassasiyetle ölçebilir.
Nötron yıldızları nispeten büyük olduğundan, daha hafif nesnelerden daha büyük bir astrometrik sinyal üretirler, bu da Roman gibi misyonların onları yalnızca tespit etmekle kalmayıp aynı zamanda bazı durumlarda onları tartmasına da olanak tanır; bu, tek başına fotometri ile neredeyse imkansız olan bir şeydir.
Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’ndan makalenin ortak yazarı Peter McGill, “Mikromercekleme kullanmanın gerçekten harika yanı, doğrudan kütle ölçümleri alabilmenizdir” dedi. “Fotometri bize bir şeyin yıldızın önünden geçtiğini söyler, ancak o nesnenin ne kadar büyük olduğunu bize söyleyen de yıldızın konumundaki kayma miktarıdır. Gökyüzündeki bu küçük sapmayı ölçerek, normalde görülmeyecek bir şeyi doğrudan tartabiliriz.”
Roman’ın ölçümleri, gökbilimcilerin nötron yıldızlarının kütleleri ile kara deliklerin kütleleri arasında gerçek bir boşluk olup olmadığını ve nötron yıldızlarının ne kadar hızlı hareket ettiğini belirlemelerine yardımcı olabilir.
Bilim adamları özellikle nötron yıldızlarının süpernova patlamalarında doğduklarında aldıkları güçlü “tekmelerin” anlaşılmasıyla ilgileniyorlar. Bu tekmeler onları galakside saniyede yüzlerce kilometre hızla yarıştırabilir.
Büyük anketler, yüksek kazanç şansı
Araştırma ekibi Roman’ın geleceğinden yararlanacak Galaktik Bulge Zaman Alanı AraştırmasıYüksek frekansta alınan geniş gökyüzü görüntülerinde aynı anda milyonlarca yıldızı izleyecek.
McGill, “Veriler gelmeye başlar başlamaz çalışmaya başlayacağız” dedi. “Devreye alındıktan sonraki ilk aylarda bile umut verici olayları belirlemeye başlamayı bekliyoruz.”
Nispeten az sayıda doğrulanmış tespit bile yıldız patlamaları ve aşırı madde modellerini önemli ölçüde iyileştirebilir.
McGill, “Nötron yıldızlarının, kara deliklerin kütle dağılımını veya birinin nerede bitip diğerinin nerede başladığını kesin olarak bilmiyoruz” dedi. “Roman bu konuda gerçekten bir atılım olacak.”
Şu ana kadar çoğunluğu pulsar olmak üzere yalnızca birkaç bin nötron yıldızı tespit edilmiş olsa da bilim insanları, Samanyolu’nda on milyonlarca ila yüz milyonlarca nötron yıldızının olabileceğini tahmin ediyor. Ek olarak bugüne kadar araştırmacılar nötron yıldızlarının kütlelerini yalnızca ikili eşleşmelerde ölçebildiler.
Kaczmarek, “Büyük resmi temsil etmeyen küçük bir örnek görüyoruz” dedi. “Tek bir kütle ölçümü bile çok güçlü olabilir. Eğer tek bir izole edilmiş nötron yıldızı bulsaydık, araştırmamız için zaten inanılmaz derecede teşvik edici olurdu.”
İleriye bakmak
Çalışma aynı zamanda misyonun yeteneklerinin yaratıcı bir şekilde kullanıldığını da vurguluyor. Roman’ın araştırması öncelikle fotometrik mikromercekleme kullanarak dış gezegenleri bulmak için tasarlanmış olsa da, güçlü astrometrik yetenekleri astrometrik mikromercekleme ile tamamen yeni keşiflere kapı açıyor.
McGill, “Bu orijinal planın bir parçası değildi” dedi. “Fakat Roman’ın astrometrik yeteneğinin nötron yıldızlarını ve kara delikleri tespit etmede gerçekten iyi olduğu ortaya çıktı, böylece Roman’ın araştırmalarına yepyeni bir tür bilim ekleyebiliriz.”
Tahminler doğru çıkarsa misyon, yalnızca yerçekimi sayesinde keşfedilen izole nötron yıldızlarının ilk büyük örneğini sağlayabilir ve şimdiye kadar ulaşılamayan gizli bir popülasyonu ortaya çıkarabilir. Roman’ın mikro mercekleme ve galaksimizdeki gizli nesne popülasyonları (haydut dış gezegenlerden nötron yıldızları gibi yıldız kalıntılarına kadar) ile ilgili çalışmaları dönüştürmesi bekleniyor.
Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu, NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’nın katılımıyla, NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde yönetilmektedir; Pasadena, Kaliforniya’da Caltech/IPAC; Baltimore’daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü; ve çeşitli araştırma kurumlarından bilim adamlarından oluşan bir bilim ekibi. Ana endüstriyel ortaklar Boulder, Colorado’daki BAE Systems Inc.; L3Harris Technologies, Rochester, New York’ta; ve Thousand Oaks, California’daki Teledyne Scientific & Imaging.
Roma ziyareti hakkında daha fazla bilgi edinmek için:
kaydeden Hannah Braun
Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü, Baltimore, MD.
[email protected]
Medya kişileri:
Claire Andreali
NASA’nın Goddard Uzay Uçuş MerkeziGreenbelt, Md.
301-286-1940
Christine Pulliam
Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü, Baltimore, MD.
[email protected]
Source link
