NASA Beklenmedik Bir Yerde Aşırı Yıldızların Çarpışmasını Keşfetti

NASA misyonlarından oluşan bir filo, büyük bir gaz akışına gömülmüş küçük bir galaksideki iki ultra yoğun yıldız arasındaki çarpışmayı muhtemelen ortaya çıkardı. Gökbilimciler daha önce böyle bir ortamda bu tür bir patlayıcı olay görmemişlerdi ve bu, iki olağanüstü kozmik gizemin çözülmesine yardımcı olabilir. Bu sonuçları açıklayan bir makale bugün yayınlandı. Astrofizik Günlük Mektupları.

Nötron yıldızları, Güneş'ten çok daha ağır bir yıldızın yakıtının bitip kendi üzerine çöküp patlaması sonucu geride kalan çekirdeklerdir. Küçüktürler (yalnızca bir düzine kadar mil çapındadırlar), ancak Güneş'ten biraz daha büyüktürler, bu da onları inanılmaz derecede yoğun hale getirir. Gökbilimciler onları evrendeki en ekstrem nesnelerden biri olarak görüyor.

Son yıllarda gökbilimciler, orta büyüklükte veya büyük galaksilerin içindeki iki nötron yıldızının çarpışmaları veya birleşmeleri hakkında veri topladılar. Ancak bu son keşif, nötron yıldızı çarpışmasının küçük bir galaksinin içinde gerçekleşebileceğini gösteriyor.

Çalışmayı yöneten Penn State Üniversitesi'nden Simone Dichiara, "Bizim yaptığımız yerde bir nötron yıldızı çarpışması bulmak oyunun kurallarını değiştiriyor" dedi. "Astrofizikte bir değil iki önemli sorunun kilidini açmanın anahtarı olabilir."

Bir nötron yıldızı çarpışması için bu benzeri görülmemiş konumun açıklayabileceği ilk bulmaca, iki nötron yıldızının çökmesiyle üretilebilen gama ışını patlamalarının (GRB'ler) bazen bir galaksinin çekirdeğinde veya herhangi bir galakside görünmemesi gerçeğidir. Bu sonucun cevaplayabileceği diğer soru, galaksilerin merkezlerinden büyük mesafelerde bulunan yıldızlarda altın ve platin gibi elementlerin nasıl bulunduğudur.

Bu nötron yıldızı çarpışması, beklenmedik bir şekilde, yaklaşık 4,7 milyar ışıkyılı uzaklıkta, yaklaşık 600.000 ışıkyılı uzunluğunda bir gaz akışının içine gömülü küçük bir galakside bulunuyor. (Bağlam açısından, Samanyolu galaksimizin genişliği yaklaşık 100.000 ışık yılıdır.) Bu akıntı muhtemelen bir grup galaksinin yüz milyonlarca yıl önce çarpışarak galaksilerden gaz ve tozu çekip galaksiler arası uzayda bırakmasıyla oluşmuştu.

İtalya'daki Roma Üniversitesi'nden ortak yazar Eleonora Troja, "Çarpışma içinde çarpışma bulduk" dedi. "Galaksi çarpışması, yüz milyonlarca yıl boyunca bu nötron yıldızlarının doğuşuna ve sonunda çarpışmasına yol açan bir yıldız oluşum dalgasını tetikledi."

6 Eylül 2023'te meydana gelen GRB 230906A adlı olayı keşfetmek için gökbilimcilerin Chandra X-ışını Gözlemevi, Fermi Gama-ışını Uzay Teleskobu, Neil Gehrels Swift Gözlemevi ve Hubble Uzay Teleskobu dahil olmak üzere birçok NASA teleskopuna ihtiyacı vardı.

Fermi, nötron yıldızı çarpışmasını gama ışını patlamasının veya GRB patlamasının ayırt edici sinyalini alarak keşfetti. Fermi kaynağı için bir ön konum belirlemek amacıyla Gezegenler Arası Ağı kullandıktan sonra gökbilimciler, nesnenin konumunu daha kesin bir şekilde belirlemek için Chandra, Swift ve Hubble'ın keskin görüşüne ihtiyaç duydular. NASA'nın görevleri, evrenin nasıl çalıştığına dair gizemleri çözmek için bu değişiklikleri izleyen, dünya çapında büyüyen bir ağın parçasıdır.

Carnegie Mellon Üniversitesi'nde McWilliams Doktora Sonrası Araştırmacısı olan ortak yazar Brendan O'Connor, "Chandra'nın kesin X-ışını lokalizasyonu bu çalışmayı mümkün kıldı" dedi. "O olmasaydı patlamayı belirli bir kaynağa bağlayamazdık. Chandra bize tam olarak nereye bakacağımızı söylediğinde, Hubble'ın olağanüstü hassasiyeti o konumdaki küçük, son derece sönük galaksiyi ortaya çıkardı. Bu keşfi ancak tüm parçaları bir araya getirdikten sonra yapabildik."

Bu bulgu, bazı GRB'lerin neden ev sahibi galaksilere sahip olmadığını açıklayabilir. Bu sonuç, bazı ev sahibi gökadaların, yerdeki gözlemevlerinden alınan çoğu optik ışık görüntüsünde görülemeyecek kadar küçük ve sönük olduğu anlamına gelir.

GRB 230906A'nın alışılmadık konumu, gökbilimcilerin galaksilerden nispeten uzak mesafelerdeki yıldızlarda altın ve platin gibi elementleri nasıl tespit ettiğini açıklamaya da yardımcı olabilir. Bu tür yıldızların genellikle daha yaşlı olması ve süpernova patlamaları nedeniyle ağır elementler açısından zenginleşmesi daha az zaman alan gazlardan oluşmuş olması bekleniyor.

İki nötron yıldızının çarpışması, bir nükleer reaksiyonlar zinciri yoluyla, altın ve platin gibi ağır elementler üretebilir; gökbilimciler, 2017'de görülen, iyi belgelenmiş bir çarpışmada buna tanık oldular. GRB 230906A gibi olaylar, bunun gibi elementler üretebilir ve onları galaksilerin eteklerine yayabilir ve sonunda gelecek nesil yıldızlarda ortaya çıkabilir.

Patlamanın alternatif bir açıklaması ise galaksi grubunun arkasında, çok daha uzak bir galakside yer almasıdır. Ekip bunun küçük galaksi fikrinden daha az olası bir açıklama olduğunu düşünüyor.

NASA'nın Huntsville, Alabama'daki Marshall Uzay Uçuş Merkezi Chandra programını yönetiyor. Smithsonian Astrofizik Gözlemevi'nin Chandra X-ışını Merkezi, Cambridge, Massachusetts'teki bilim operasyonlarını ve Burlington, Massachusetts'teki uçuş operasyonlarını kontrol ediyor.

Chandra hakkında daha fazla bilgi edinmek için şu adresi ziyaret edin:

https://science.nasa.gov/chandra

NASA'nın Chandra X-ışını Gözlemevi'nden daha fazlasını okuyun

Chandra X-ışını Gözlemevi ve misyonu hakkında daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz:

https://www.nasa.gov/chandra

https://chandra.si.edu

Bu sürümde iki sanatçının konsepti ve yüz milyonlarca yıl önce başlayan iki kozmik çarpışmayı gösteren kompozit bir görüntü yer alıyor.

Büyük sanatçının konseptinin merkezinde, neredeyse beyaz bir çekirdeği ve altın turuncu dış katmanları olan, parlak, parlak bir top var. Bu parlak top, yüz milyonlarca yıl önce başlayan iki gökada grubu arasındaki çarpışmadaki en parlak gökadayı temsil ediyor. Bu çarpışmadan kaynaklanan gaz ve toz, uzun gelgit akıntıları halinde galaksiler arası uzaya fırlatıldı. Resimde gelgit akıntıları, parlak toptan fırlayan mavi çizgilere benziyor. Her hızla gelen gelgit akıntısının sonuna doğru parlak turuncu bir çizgi veya elips bulunur. Bu parlayan şekiller daha küçük galaksilerdir ve yakından incelendiğinde bazılarının sarmal kollara sahip olduğu ortaya çıkar.

Gelgit akıntılarından biri sol üst köşemize doğru fırlıyor, ardından yolu boyunca iki parlak turuncu galaksinin yanından geçerek aşağıya doğru kıvrılmaya başlıyor. Bu gelgit akıntısının sonuna yakın bir yerde, yakın plandaki ekin ortasında küçük bir galaksi ve bir X-ışını kaynağı görülüyor. Bileşik parçanın merkezinde, turuncu renkli Hubble gözlemleri, gelgit akıntısına gömülmüş küçük, sönük galaksiyi ortaya çıkarıyor. Neon mavisi bir pus havuzu, Chandra'nın iki ultra yoğun nötron yıldızının çarpışmasından tespit ettiği X ışınlarını gösteriyor.

Gökbilimciler, minik galaksinin, galaksi gruplarının ilk çarpışmasıyla yaratılan 600.000 ışıkyılı uzunluğundaki gelgit akıntısı boyunca uzanan gaz ve tozdan doğduğuna inanıyor. Yüz milyonlarca yıl boyunca bu malzeme, küçük galakside birçok yıldızın doğuşuna katkıda bulundu. Bu yıldızlardan ikisi nötron yıldızlarına dönüştü ve sonuçta çarpışarak altın ve platin gibi önemli elementlerin yanı sıra uzayda dalgalanan yerçekimsel dalgalar ürettiler.

Sanatçının diğer ekte yer alan konsepti, bir nötron yıldızı çarpışmasının ardından nasıl görünebileceğinin yandan yakından görünümünü gösteriyor. Bir gama ışını patlaması ilk olarak jetin namlusunun aşağısından bakıldığında tespit edildi ve bu da Chandra ve diğer X-ışını teleskoplarıyla takip eden X-ışını gözlemlerini tetikledi.

Megan Watzke
Chandra Röntgen Merkezi
Cambridge, Mass.
617-496-7998
[email protected]

Joel Wallace
Marshall Uzay Uçuş Merkezi, Huntsville, Alabama
256-544-0034
[email protected]