Ana Sayfa Blog

Ölü Bir Yıldızın Nabzını Bulmak

0
Ölü Bir Yıldızın Nabzını Bulmak

Evrende altın gibi ağır elementlerin nasıl oluştuğu biraz gizemli. Hafif elementler, yıldızların merkezinde basit çekirdekleri daha karmaşık olanlara birleştirerek hazırlanabilir. Yıldız patlamaları, daha bile karmaşık çekirdekleri üretebilir.  Ama altın, bu epey iyi anlaşılmış mekanizmaların herhangi biriyle kolayca açıklanamıyor ve göründüğü kadarıyla daha da ekstrem yöntemler gerektiriyor. Bilim insanları şu anda altın ve diğer kompleks atomların, nötron yıldızı çift sistemlerinin çarpışmalarıyla oluştuğunu düşünüyorlar. Böyle sistemler, kütle çekimle bağlı (her biri 8 Güneş kütlesinden daha ağır) dev yıldızlar olarak başlarlar. Normal yıldız evrimi sürecinde her yıldız nükleer yakıtını tüketir ve bir “çekirdek-çökmesi” süpernovası olarak patlayıp geride, eğer patlama çok şiddetli değilse yoldaşının yörüngesinde kütle çekimle bağlı kalabilecek bir kompakt cisim bırakır. Kompakt cisim bir nötron yıldızı, ya da patlayan yıldız fazla ağırsa bir kara delik olabilir. Bu çiftler zamanla kütle çekim radyasyonu emisyonu nedeniyle yörünge enerjilerini kaybeder ve nihayetinde birlikte spiraller çizer. Eğer çiftteki kompakt cisimlerin ikisi de nötron yıldızıysa birleşmelerinin aşırı şiddeti, altın gibi ağır elementlerin oluşumu için tam uygun, nötron zengini bir ortam ortaya çıkarır. Aslında bunun, bilim insanlarının “altın birleşme” adını verdiği bir olayın olduğuna Ağustos 2017’de şahit olduk. LSI+31 303 olarak bilinen, özellikle ilginç bir dev çifti. Bu çift, yıldızın yüzeyinden fırlatılmış madde diskiyle çevrelenmiş, hızla dönen bir dev yıldız içeriyor. Dev yıldızın çevresinde, normal bir dev yoldaş yıldızın süpernovası tarafından üretilmiş bir kompakt cisim dönüyor. Sistem sıra dışı çünkü kompakt cisim diske çarptığında gama ışın ve X-ışın patlamaları üretiliyor. Kompakt cismin ne olduğu 40 yıldan uzun süredir bir sırdı, ama Dünya’nın en büyük ikinci teleskobu olan Çin’in beş yüz metrelik radyo teleskobu FAST’ın gözlemleri sayesinde artık bu sır çözüldü. Bu FAST gözlemleri, kompakt cisimden gelen geçici, saniyeden kısa radyo zonklamalarını keşfetti. Bu zonklamaların keşfi, gizemli kompakt cismin gerçekte bir nötron yıldızı, aşırı güçlü manyetik alana sahip bir magnetar olduğunu doğruladı. Bu sistemin nihayetinde bir nötron yıldız çifti birleşmesi oluşturup oluşturmayacağı belli değil, ama izlemeye değer.

Görsel: D. F. Torres, S. Weng, K. Rappaport, Science Communication Lab

Yeniden Canlanan R Aqr

0
Yeniden Canlanan R Aqr

Simbiyotik yıldızlar; genelde bir beyaz cüce olan ölü, kompakt bir yoldaşla bağlı evrimleşmiş bir kızıl dev yıldızdan oluşan çift sistemleridir. Kızıl devin gazları kompakt cismin üstüne düşer, güçlü kütle çekim tarafından ezilir ve ısıtılır, sonunda da hidrojenin helyuma dönüştürülmesiyle bir termonükleer patlamayı tetikler. Bu, bir süre için beyaz cüceyi tekrar gençleştirir ve yeniden enerji üretir. Değişen yıldız R Aquarii (R Aqr), yıldız simbiyozunun geçmiş fışkırmaların tarihinin yıldızı çevreleyen kompleks, görkemli yapılar olarak hala görülebildiği ilginç bir örneği. R Aqr yakında (yaklaşık 1200 ışık yılı), bu yüzden de bilinen tüm simbiyotik yıldızlar arasında en iyi incelenenlerden birisi. Yukarıdaki görsel, R Aqr’nin etrafındaki nebulanın X-ışınlarında (XMM-Newton gözlemevi) mor renkte ve Çok Büyük Teleskop’tan bir optik görüntüsünün kompozit sahte renkli görüntüsü. Optik görüntü, R Aqr çevresindeki geniş nebulada çok sayıda çanak şeklinde boşluk gösteriyor. XMM tarafından görülen X-ışın emisyonu, muhtemelen Chandra X-ışın Gözlemevi’nin daha önce gördüğü beyaz cüce yoldaşın kıvrılan jetiyle ilişkili. Bilim insanları, bu jetin beyaz cüce etrafındaki birikim diskinden doğan ve dış püskürüğü temizleyip ısıtarak XMM-Newton tarafından görülen geniş X-ışın emisyonunu üreten devam eden bir yapı olduğunu düşünüyorlar. Bu, birikim disklerinin çevrelerine nasıl “geri besleme yaptıklarının” önemli bir yerel örneği. R Aqr’nin çevresini etkilediği yolları incelemek, astronomların aktif galaksilerin merkezlerindeki birikim yapan süperdev kara deliklerin geri beslemesinin galaksi dışı ölçeklerdeki önemini anlamalarına yardımcı oluyor.

Görsel: Image courtesy of J.A. Toalá, L. Sabin, M.A. Guerrero, G. Ramos-Larios, Y.-H. Chu, T. Liimets and ESA

Tek Gökyüzü

0
Tek Gökyüzü

Yukarıdaki güzel görüntü sıcak ve enerjik Evren’in, SRG uzay aracının üzerindeki eROSITA teleskobuyla, Dünya-Güneş L2 noktasında Dünya’dan 1,6 milyon kilometre uzaktaki geçici yörüngesinden alınan ilk tüm gökyüzü haritasını gösteriyor. Bu, tüm gökyüzünün X-ışınlarında şimdiye dek elde edilen en derin haritası ve (görüntünün merkezinde soldan sağa doğru uzanan) Samanyolu’ndan derin uzaydaki kozmolojik mesafelere kadar 1.000.000 kadar X-ışın kaynağını ortaya çıkarıyor. eROSITA tarafından tespit edilen kaynakların sayısı, X-ışın astronomisini 50 yıllık tarihinde belirlenen X-ışın kaynaklarının sayısını ikiye katlıyor. eROSITA bunu başarmak için yalnızca altı aya ihtiyaç duydu. Tespit edilen kaynakların çoğu, uzak galaksilerin merkezlerindeki aktif şekilde birikim yapan süperdev kara delikler. Bu da süperdev kara deliklerin zaman içinde büyümelerini detaylandırıyor. eROSITA haritası aynı zamanda ve Evren’i bir arada tutan “Karanlık Madde” ile Evren’i parçalayan “Karanlık Enerji”nin gizemli doğasını anlamak için hayati sondalar olan galaksi kümelerinin muazzam kütle çekimi tarafından tutulan X-ışın yayınlayan gazların detaylarını da sunuyor. Eve yaklaştıkça, eROSITA haritası Samanyolu içerisindeki tüm normal maddeyle birlikte parlayan yıldızlar, çift sistemlerinde yoldaşlarını yiyen kara delikler ve nötron yıldızları, dev yıldızların yıldızlararası uzaya güçlü şok dalgaları taşıyan rüzgarları ve (Güneş Sistemimizin oluşumuna yardımcı olmuş olabilecek yakın bir yıldız patlamasının kanıtı da dahil) süpernova kalıntılarının bir sayımını sunuyor. Ama eROSITA’nın işi kesinlikle bitmiş değil: önümüzdeki 3,5 yılda eROSITA tüm gökyüzünü 7 kez daha tarayarak sıcak, yüksek enerjili, daima değişen X-ışın Evreni’nin daha bile net bir haritasını oluşturacak.

Görsel: Jeremy Sanders, Hermann Brunner ve eSASS ekibi (MPE); Eugene Churazov, Marat Gilfanov (IKI adına)

Jüpiter’in Yüksek Enerji Işık Gösterisi

0
Jüpiter’in Yüksek Enerji Işık Gösterisi

Kuzey ve güney ışıkları, auroralar; gezegenin manyetik alanı tarafından yakalanan yüklü parçacıklar (elektronlar, protonlar ve pozitif yüklü diğer atomlar) tarafından ortaya çıkarılır. Dönen gezegenler, içlerindeki düzenli elektrik akımları nedeniyle manyetik alanlar üretir, bu da “kuzeyden” “güneye” doğru akan manyetik güç çizgileri üreten doğal bir elektrik dinamosu oluşturur. Dünya’da aruroralar, Güneş’ten gelen yüklü parçacıklar manyetik alan tarafından yakalanıp kutupların yakınında aşağı doğru inerken oluşur. Başka gezegenlerin de manyetik alanları ve auroraları vardır.  En büyük manyetik alana sahip gezegen Jüpiter’dir, yani çok güzel auroralar görmeyi bekleyebilirsiniz ve hayal kırıklığına da uğramazsınız.  Jüpiter’de, auroraları üreten yüklü parçacıklar Jüpiter’in yakınındaki küçük uydusu Io’dan gelir. Io Güneş Sistemi’ndeki volkanik açıdan en aktif cisimdir, çünkü Jüpiter’in güçlü kütle çekimi tarafından devamlı çekilir ve itilir. Volkanik püskürmeler uzaya sıcak erimiş kaya ve gaz saçar. Elektrik yüklü bu gazın bir kısmı Jüpiter’in manyetik alanları tarafından yakalanır ve auroraları üretir. NuSTAR yüksek enerji X-ışın uydusuyla yapılan yeni bir gözlemde, yakın zamanda Jüpiter auroralarında (ya da Dünya dışında herhangi bir gezegende) görülen en yüksek enerji emisyonu tespit edildi. Görüntüde “NuSTAR PSF” adı verilen daire, NuSTAR nokta dağılım fonksiyonunu, NuSTAR’ın Jüpiter’de görebileceği küçük bir yapının tahminini gösteriyor. Bu NuSTAR gözlemleri, Jüpiter yörüngesindeki Juno uzay aracının bıraktığı ve Jüpiter auroralarının X-ışın emisyonunun tam olarak nasıl üretildiğine dair onlarca yıllık bir sırrın çözülmesini sağlıyor. Bu NuSTAR gözlemleri, aslında Jüpiter’de ve Dünya’da (ve belki Satürn’de de) benzer aurora süreçlerinin işlediğini gösteriyor.

Görsel: NASA/JPL-Caltech

IXPE İlk Fotoğraf

0
IXPE İlk Fotoğraf

Cas A

Bu Ocak’ta, NASA’nın en yeni X-ışın gözlemevi IXPE, yani Görüntüleyici X-ışın Polarimetre Kaşifi, teleskopik teleskop kolunun Aralık’ta  başarılı şekilde yerleştirilmesinden sonra bilimsel operasyonlara başladı. Yukarıdaki görsel, ilk bilimsel hedefi olan ünlü  Cas A süpernova kalıntısının, Güneş’in yaklaşık on katı kütleye sahip bir yıldız termonükleer yakıtını tüketip patladığında geriye kalan gaz ve tozun bir IXPE görüntüsü. Cas A; X-ışın gözlemleri (özellikle de Cas A’nın Chandra X-ışın Gözlemevi tarafından alınan derin, yüksek çözünürlüklü görüntüsü) süpernovaların yıldızlararası uzayda kompleks atomları nasıl üretip yaydığının ve böylesi patlamaların nötron yıldızlarını nasıl doğurduğunun gizemlerini çözmek için bir anahtar sunduğundan, X-ışın astronomlarınca gözde bir cisim. Aynı zamanda, süpernova kalıntıları atom altı parçacıkların ışığa yakın hızlara ulaştığı önemli alanlar. Bu hızlandırılmış parçacıklar, kozmik ışınlar şeklinde galakside uçuyorlar. Bu aşırı hızlanma, yüklü parçacıklar kalıntıyı sarmalayan manyetik alanlarla etkileşime girdiğinde üretiliyor. Bu süreç de polarize ışık, yani özgün bir titreşim yönelimine sahip ışık ortaya çıkarır ve IXPE işte burada devreye giriyor. IXPE, NASA’nın X-ışın radyasyonu dalgalarının polarizasyonunu ölçebilen ilk uzay teleskobu. Yukarıdaki IXPE Cas A görüntüsü 11-18 Ocak’ta alındı ve maviden kırmızı/beyaza doğru renkler artan X-ışın parlaklığını belirtiyor. IXPE’nin Cas A gözlemlerinin analizi, bilim insanlarının kalıntının çevresindeki parçacık hızlanmasının etkinliğini ölçmek için polarizasyon miktarını uzamsal olarak haritalamalarını sağlayacak.

Görsel: NASA

Birlikte Ölmek

0
Birlikte Ölmek

Biyologlar, iki farklı organizma arasındaki iyi yapılanmış, uzun süreli, yaşamı değiştiren ilişkileri tarif etmek için “simbiyotik” (Yunanca’dan, “birlikte yaşama” anlamında) terimini kullanırlar. Simbiyotik ilişkiler karşılıklı yararlı olabilir ve her iki organizmanın gelişmesini sağlayabilir. Karşılıklı yararlı simbiyotik ilişkilere klasik bir örnek, palyaço balığı ve zehirli deniz anemonu arasındakidir: palyaço balığı anemona besin sağlarken anemon da balığa yırtıcılara karşı korunma sağlar.  Ya da daha karanlık bir yüzleri olabilir; parazit ve konakçı arasındaki ilişki gibi, bir organizma yarar sağlarken diğeri bundan zarar görür. Yıldızlar da simbiyotik ilişkiler kurabilir. Simbiyotik yıldızlar, evrimleşmiş bir kızıl dev yıldızla bağlı ölü, sıklıkla bir beyaz cüce hatta bazen daha da yoğun bir nötron yıldızı olan kompakt yoldaşından oluşan parazitik çift sistemleridir. Kızıl devden kompakt cismin üzerine gaz düşer, güçlü kütle çekim tarafından ezilir ve ısıtılır, nihayetinde hidrojenin helyuma çevrilmesiyle bir termonükleer patlamayı ateşler. Bu ölü yıldızı bir süre için tekrar canlandırır ve bir kez daha enerji üretir (ama bu sefer, ana kol ömründe yıldızın çekirdeğinde meydana geldiği gibi kararlı bir nükleer yanma yerine yıldızın yüzeyinde kararsız şekilde). Değişen yıldız R Aquarii, yıldız simbiyozuna ilginç bir örnek. Burada geçmişteki fışkırmalar, yıldızı çevreleyen şaşırtıcı ve görkemli yapılar olarak hala görülebiliyor. Yukarıdaki görsel, R Aqr’nin kompozit optik ve X-ışın görüntüsü. Optik görüntü (kırmızı, Hubble Uzay Teleskobu), eski fışkırmalar tarafından oluşturulan (yaklaşık bir ışık yılı genişlikte) büyük, soğuk, yoğun yapıları gösteriyor. X-ışın görüntüleri (mavi, Chandra X-ışın Gözlemevi), daha yeni fışkırmalar tarafından, patlamanın saatte milyon kilometre hızla giden şarapneli, yıldızın yakınındaki daha yavaş gaza çarptığında üretilen, aşırı sıcak gazdan oluşmuş jet benzeri damlaları ortaya çıkarıyor. Yeni püskürmelerin yanında geçmiş fışkırmalara dair kanıtları görebilme yeteneği, bilim insanlarının kütlenin kızıl devden beyaz cüceye nasıl aktarıldığını ve püskürmelerin nasıl gerçekleştiğini ve de bu süreçlerin zamanla nasıl değiştiğini anlamalarını sağlıyor.

Görsel: X-ışın: NASA/CXC/SAO/R. Montez et al.; Optik: Veri: NASA/ESA/STScI, İşleme: Judy Schmidt (CC BY-NC-SA)

Güneş’in İçini Görmek

0
Güneş’in İçini Görmek

Güneş

Güneş’in içinde ne oluyor? Güneş’in içinin nasıl olduğuna dair , Güneş’in dışından yapılan gözlemlerden zorlukla elde edilen oldukça bütünlüklü fikirlerimiz var: ne kadar uzakta (bu da bize ne kadar büyük olduğunu gösteriyor), kütlesi ne ve ne kadar sıcak? Hans Bethe 1938’de bu özellikleri ve atomik süreçlerin fiziğini kullanarak, kadim bir bilmecenin çözümüne buldu, Güneş ve diğer yıldızların sayesinde ışıdığı enerji kaynağını belirledi. Ama çıkarım farklı şey, doğrudan gözlem farklı şey. Güneş’in çekirdeğindeki nükleer fırının içine kimse doğrudan bakabilir mi?  Şaşırtıcı şekilde, bu aslında mümkün.  Yukarıdaki görsel, Güneş’in çekirdeğinden yayınlanan nötrinoların, Japonya’da bulunan Super-Kamiokande nötrino teleskobu tarafından alınmış bir görüntüsü. Nötrinolar, Güneş’in çekirdeğindeki nükleer reaksiyonlarla üretilir ve çok çekingen olup maddeyle nadiren etkileştiklerinden, Güneş’in çekirdeğinde üretilen bir nötrino ancak sekiz dakika sonra Dünya’da görülebilir, sanki tüm Güneş görünmezmiş gibi Güneş’in içinden geçip gider. Bu nötrinoları tespit ederek Güneş’in nükleer fırınının boyutu, sıcaklığı ve yoğunluğu hakkında anlık bilgi sahibi olabiliriz. Nötrinoları yakalamak çok zor olduğu için nötrino detektörleri çok büyük olabilir. Super-Kamiokande, 39 metre çapında ve yüksekliği 41 metre olan, 55 ton suyla dolu silindir bir depodan oluşuyor. Atomlarla etkileşen nötrinolar suda, depoda 13 bin tanesi sıralanmış olan ışığa duyarlı sensörlerin tespit edebildiği kısa süreli, küçük ışık parlamaları üretir. Super-K yalnızca Güneş’in içine dair anlayışımızı doğrulamakla kalmadı, aynı zamanda atom altı fiziğindeki sorunların giderilmesine de yardımcı oldu ve nötrinoların, bir formdan diğerine değişerek salınım yapabildiğini gösterdi. Bu tür nötrino salınımlarının Super-Kamiokande tarafından tespiti, Güneş’te önceki nötrino teleskoplarıyla neden standart modellerin öngördüğünden çok daha az nötrino tespit edildiğini açıklayarak “Güneş nötrino problemini” çözmüş oldu.

Görsel: SUPER KAMIOKANDE COLLABORATION

Bir Örümceğe Dönüşmek

0
Bir Örümceğe Dönüşmek

Pulsar ve beyaz cüce

Milisaniye pulsarları adı verilen hızlı dönen pulsarlar, Güneş kadar kütleye sahiplerdir ama bir Formula-1 arabasının motorundan daha hızlı, saniyede yüzlerce kez dönerler. Hızlı dönüşleri, bir yoldaş yıldızdan madde biriktirilmesinden kaynaklanır; bu madde nötron yıldızının çevresinde ince, hızla dönen bir disk oluşturup bir kenarına çarpar ve bir basket topunu elinizle çevirmenize benzer şekilde dönüşünü artırır. Milisaniye pulsarı, yoldaşından neredeyse tüm kütlesini çekip alır, böylece yoldaş yıldız genelde aşırı düşük kütleli bir beyaz cüce (dejenere maddeden atıl, Dünya boyutlarında bir çekirdek) haline gelir. Yoldaş maddeden bu kadar çok kütle kaybedildiği için bu milisaniye pulsar çift sistemleri ilk olarak “karadul” çiftleri olarak adlandırıldı, daha fazla çeşit bulundukça artık daha genel olarak işin duayenlerince “örümcek” çiftleri adıyla biliniyorlar. Örümcek çiftleri yüksek enerji gama-ışınları yayınlarlar ve 2008’den bu yana gama-ışın gökyüzünü tarayan Fermi Gama-ışın Uzay Teleskobu bunların pek çoğunun bulunmasında önemli rol oynadı. Fermi tarafından daha önce belirlenmemiş bir gama-ışın kaynağı olarak görülen, Fermi kataloğunda 4FGL J1120.0Ð2204 adı verilen yeni fark edilmiş bir milisaniye pulsarı, yakın zamanda Şili’deki SOAR Teleskobu’nun yer temelli gözlemleri kullanılarak sıra dışı bir örümcek sistemi şeklinde tanımlandı. Bu sistemdeki yoldaş yıldız, çoğu diğer örümcek sistemindekilerden daha ağır ve çok daha büyük. Bu da astronomların bu sistemdeki nötron yıldızını yoldaşını yerken yakaladıkları anlamına geliyor ve bunu, bir örümceğe dönüşüm sürecinde en erken yakalanan sistem yapıyor.

Görsel: NOIRLab; Fermi; NASA; Swihart et al. (2022)

Galaksi Dışı Bir Ötegezegen Mi?

0
Galaksi Dışı Bir Ötegezegen Mi?

Ötegezegen

Samanyolu’nda, Güneş Sistemimiz dışındaki 5000 kadar gezegeni doğrulamış durumdayız. Bu ötegezegenler, yıldızlarının ışığındaki küçük periyodik değişimlerin özenli gözlemleriyle; soğurma çizgilerinin gezegenin ufacık çekiminden kaynaklanan ileri ve geri hareketinden, ya da parlaklıktaki gezegen yıldızın önünden geçtiğinde oluşan küçücük azalmadan bulunuyorlar. Bazı ötegezegenlerin Dünya’ya benzedikleri, hatta atmosfere sahip oldukları ve yaşamı destekleyebilecekleri düşünülüyor. NASA’nın yeni fırlatılan James Webb Uzay Teleskobu, bugüne kadar fırlatılan en büyük uzay teleskobu; yörüngedeki yerine ulaştığında (yaklaşık bir ay sonra, Dünya-Güneş hattı üzerinde Dünya’nın yaklaşık 1,5 milyon kilometre arkası) umut vadeden gezegenlerde yaşamın işaretlerini doğrudan arayacak. Ama Jüpiter gibi dev bir gezegen bile boyut olarak normal bir yıldızın yalnızca onda biri kadardır, bu yüzden gezegenin düşürdüğü gölge, yıldız ışığında sadece küçücük bir noktadır. X-ışın yayınlayan nötron yıldızları veya kara deliklerin çevresinde dönüyor olabilecek gezegenler için bu durum farklıdır; çünkü Jüpiter’in boyutları, bir nötron yıldızı ya da kara deliğin çevresinde X-ışın yayınlayan bölgeden binlerce kat büyüktür. Yukarıda soldaki görsel, galaksi M51’in bir X-ışın (mor) ve optik görüntüsü. Görseldeki beyaz kutu, M51-ULS-1 (“ULS” cisimden gelen olağan dışı miktarda X-ışınlarından dolayı aşırı parlak X-ışın kaynağı anlamına geliyor) adı verilen güçlü bir X-ışın kaynağını çevreliyor. M51-ULS-1, küçük normal bir yoldaş yıldızla ondan madde biriktiren bir nötron yıldızı ya da kara delikten oluşan bir X-ışın çifti. Chandra X-ışın Gözlemevi’yle 20 Eylül 2012’de yapılan bir X-ışın gözleminde, astronomlar bu kaynağın yaklaşık bir saat boyunca aniden kaybolduğunu fark ettiler. Bu tür X-ışın çiftleri, bir dizi nedenden ötürü X-ışın parlaklığında sıra dışı şekilde büyük düşüşler sergiliyor olsa da M51-ULS-1’in düşüşü daha öncekilerin hepsinden farklı görünüyordu. Bilim insanları bu düşüşün, M51-ULS-1’deki X-ışın kaynağının tüm sistemin yörüngesindeki küçük, Satürn boyutlarında bir cisim tarafından örtülmesinden kaynaklandığını öne sürdüler. Eğer doğrulanırsa bu ilk “fazla ötegezegen” (Samanyolu dışındaki ötegezegenler için önerilen bir isim) keşfi olabilir.

Görsel: X-ışın: NASA/CXC/SAO/R. DiStefano, et al.; Optik: NASA/ESA/STScI/Grendler; İllüstrasyon: NASA/CXC/M.Weiss

Geride Kalanlara Bakış

0
Geride Kalanlara Bakış

2021

2021 yılına bir çok soruyla başladık. Ve yıl boyunca, bir çok cevap elde ettik. Nötron yıldızlarının, yani dev bir yıldız yakıtını tüketip çekirdeği çöktüğünde geride kalan küçük, süper yoğun parçaların yuvarlaklığını ve sıkışmışlığını belirledik. Gittikçe derinleşen X-ışın gökyüzünü SRG uzay aracındaki eROSITA teleskobuyla inceledik ve de Samanyolu’nun merkezini çevreleyen, gama-ışın yayınlayan gizemli Fermi Kabarcıkları’yla benzer büyük ölçekli X-ışın kabarcıklarının bağlantısını çözdük. Ses bilimini kullanarak yüksek enerji evreninin gizemlerini dinledik. Aktif galaksi M87’deki süperdev kara delik yakınındaki manyetik alanların oluşturduğu birikim disklerinin şeklini belirleyip yükseklik ve derinliklerini ölçtük. Aynı zamanda, Antarktika’nın kozmik nötrino teleskobunun 10’uncu yılını güzel bir pastayla kutladık. Veri arşivlerinin, bilim camiasına ve genel olarak halka çoklu enerji bantlarında kalibre edilmiş veri sağlamada oynadığı rolü gördük. INTEGRAL’i kurtardık ve COSI’yi onayladık. Ve yılın sonuna doğru, nötron yıldızlarıyla kara deliklerin beslenme alışkanlıklarına dair yeni bir bakış açısı sağlayacak olan IXPE’yi fırlattık.

Görsel: M. F. Corcoran

Gezinen Yıldız

0
Gezinen Yıldız

Mira

Sabit yıldızlar hareket ediyor, üstelik bazıları oldukça hızlı gidiyor. Galaksimizde, yıldızların pek çoğu birlikte hareket ediyor, Samanyolu’nun merkezi çevresinde (aşağı yukarı) hep beraber dönüyorlar. Ama bazı yıldızlar diğerlerinden daha bağımsız ve daha az kullanılan yolları seçiyorlar. Mira yıldızı (1662’de Polonyalı astronom Johannes Hevelius tarafından verilen adla, “Harika”) beyaz cüce bir yoldaşa sahip, zonklayan bir kızıl dev çift olan, daha bağımsızlardan birisi. Kızıl devden beyaz cüceye kütle akıyor ve tüm bu sistem, çevredeki maddeye kıyasla, Samanyolu’nda saatte neredeyse 480 bin kilometre hızla ilerliyor. Bu büyük nispi hız, bir gölde giden sürat teknesine benzer şekilde güçlü bir “şok dalgası” ve Güneş’le en yakın yıldız komşusu arasındaki mesafenin yaklaşık üç katı boyunca, 13 ışık yılından daha fazla uzanan şaşırtıcı şekilde uzun, ince bir kuyruk üretiyor. Burada gösterilen bu kuyruk morötesi ışıkta parıldıyor ve tüm gökyüzü UV taraması sırasında Galaksi Evrim Kaşifi (GALEX) tarafından keşfedildi.

Görsel & Referans: NASA/JPL-Caltech/C. Martin (Caltech)/M. Seibert(OCIW)

Şeylerin Şekli

0
Şeylerin Şekli

IXPE

9 Aralık 2021’de, yerel saatle 1’de, NASA IXPE’yi (ya da Görüntüleyici X-ışın Polarimetre Kaşifi) başarıyla fırlattı. IXPE yalnızca kozmik cisimlerin (nötron yıldızları, kara delikler, süpernovalar ve diğerleri) X-ışın parlaklıklarını değil, X-ışın emisyonlarının polarizasyonunu da ölçen ilk uzay temelli deney. Tüm radyasyon türleri gibi X-ışınları da ışık hızında uzayda ilerleyen elektromanyetik dalgalardır. Sahildeki dalgalar gibi, elektromanyetik dalgalar da belirli bir yönelimde bir düzlemde hareket ederler. Bu dalgaların polarizasyon miktarı, okyanus dalgalarının sizin bakış hattınıza göre sahilin yönelimini göstermesi gibi astronomların da yayınlayan cismin geometrisini belirlemelerini sağlar. X-ışın polarizasyonunun derecesini ölçmek, doğrudan çözmek için fazla uzak olan X-ışın yayınlayan cisimlerin şeklini anlamaya yardımcı olur. Örneğin; polarizasyon ölçümleri, bir X-ışın kaynağının belirli bir yönelimdeki düz bir disk mi yoksa daha geniş bir cisim mi olduğunu belirlemeyi sağlayabilir. IXPE aynı zamanda bu şeklin zamanla ve X-ışın enerjisiyle nasıl değişebileceğini de bulabilir. Yukarıdaki görsel evreni gözlemleyen IXPE’nin bir sanatçi tasviri; IXPE’nin üç X-ışın teleskobu illüstrasyonun tepesinde ve IXPE’nin cihaz paketiyle birlikte gücünü sağlayan güneş panelleri de altta. IXPE işbirliği, NASA/Marshall Uzay Uçuş Merkezi ve İtalyan Uzay Ajansı’yla birlikte sektörden ve akademik camiadan diğer partnerler tarafından yürütülüyor. IXPE şu anda yörünge kontrol aşamasında ve yakında, iki yıl sürmesi beklenen birincil bilim görevine başlayacak.

Görsel: NASA

Kükreyen Cüce

0
Kükreyen Cüce

Kahverengi Cüce

Yıldızlar aşırı ısınmış plazmalar, elektronların atomik çekirdeklerinden soyulacağı kadar sıcak gaz toplarıdır. Kütle çekim, basınç ve sıcaklığın yıldızın yüzeyinden merkeze doğru artmasına yol açar ve bu içeri doğru artış, yıldızın içindeki sıcak plazmanın yükselmesine, dışarı doğru gitmesine, soğumasına ve ardından tekrar aşağı batmasına yol açabilir (ocaktaki bir cezvede sıcak suyun kaynamasına benzer konvektif bir hareket). Yıldızlar aynı zamanda dönerler (ve diğer hareketler yaparlar) ve dönen bir yıldızdaki plazmanın konvektif hareketleri, küresel bir manyetik alan oluşturan elektrik akımları üretir (en azından çoğu yıldızda; Güneş’in yaklaşık sekiz katı ya da daha fazla kütleye sahip yıldızlar, nadir durumlarda ölçülebilir manyetik alanlar gösterir). Yıldızlar dönerken, manyetik alanları dolaşıklaşır ve eğer çok karışık hale gelirlerse şiddetlenip potansiyel olarak yıkıcı sonuçlar doğurabilir. Dolaşık manyetik alanlar, güçlü yıldız parlamalarına, yani ateş hattında olan herhangi bir gezegene zarar verebilecek madde ve enerji fışkırmalarına neden olabilir. 2008’de, XMM-Newton X-ışın gözlemeviyle yapılan gözlemlerde, şaşırtıcı şekilde güçlü bir yıldız parlaması keşfedildi.  Bu parlama hakkında en tuhaf şey de yalnızca J0331-27 olan katalog numarasıyla bilinecek kadar sıradan olan, küçük, soğuk bir yıldızdan gelmesiydi. Bu yıldız bir kahverengi cüce, Jüpiter gezegeninden sadece biraz daha fazla kütlesi var. Yine de bir şekilde, Güneş’te görülmüş herhangi bir parlamanın on katından daha enerjik, güçlü bir yıldız “süper parlaması” yayınlamayı başardı. Yukarıdaki görsel, yüzeyde manyetik açıdan aktif bir bölge üzerinde manyetik olarak desteklenen bir ilmekle bir kahverengi cücenin nasıl görünebileceğinin sanatçı tasviri. Ek görsel, XMM-Newton’un gördüğü şekilde X-ışınlarındaki artışı gösteriyor. Bunun neden ve nasıl olduğu şimdilik bilinmiyor ve henüz benzer başka küçük yıldızlarda benzer güçlü parlamalar görmedik. Bu da akla bir soru getiriyor: Jüpiter’in de patlaması mümkün olabilir mi?

Credit: ESA

Bir Gezegeni mi Yiyor?

0
Bir Gezegeni mi Yiyor?

Beyaz Cüce

Söylemek istemezdik ama Dünya’nın günleri sayılı. Daha yakın vadedeki muhtemel felaketleri bir kenara bırakırsak, nihayetinde (yaklaşık beş milyar yıl içinde) Güneş nükleer yakıtını tüketecek. Bu olduğunda Güneş genişleyip bir kırmızı dev yıldıza dönüşecek, şu anki boyutunun 150 katından daha fazla şişecek, Merkür’ü, Venüs’ü ve belki de Dünya’yı yutacak. Sonunda Güneş dış katmanlarını kaybedecek ve Güneş’in çekirdeği bir beyaz cüce yıldız, şimdiki boyutunun 150 katından daha küçük yanmış, yoğun bir artık şeklinde geride kalacak. Bu senaryonun Samanyolu’nda çok defalar gerçekleştiğini düşünüyoruz. Hala beyaz cücelerin yörüngelerinde dönen gezegenlere dair ipuçları bulabilir miyiz? Cevap belki de evettir. Bazı beyaz cücelerin X-ışın incelemeleri, sıra dışı yüksek enerji emisyonu gösteriyoru. Böylesi bir sistemin, KPD 0005+5106 adıyla bilinen bir beyaz cücenin Chandra X-ışın Gözlemevi ve XMM-Newton X-ışın teleskobuyla yapılan gözlemleri, yüksek enerji X-ışınlarının yaklaşık 4,7 saatlik bir periyodda değiştiğini gösteriyor. Değişen X-ışınları muhtemelen beyaz cüce tarafından yakınlardaki düşük kütleli bir cisimden, ya çok küçük bir yıldız ya da Jüpiter’e benzer dev bir gezegenden madde biriktirilmesiyle üretiliyor. Yukarıdaki görsel, bir beyaz cüce yıldızın düşük kütleli bir cisimden madde biriktirmesinin bir illüstrasyonu, ek görsel ise KPD 0005+5106’nın Chandra X-ışın görüntüsü. Bu, (eski) bir yıldızın gezegenlerinden birisini yemesinin ilk kanıtı olabilir.

Görsel: İllüstrasyon: NASA/CXC/M. Weiss; X-ışın(Ek): NASA/CXC/ASIAA/Y.-H. Chu, et al.

Tarihte Yankılanan

0
Tarihte Yankılanan

Evren’in büyük patlamadan bu yana ne kadar çabuk genişlemekte olduğuna dair anlayışımızda garip bir belirsizlik var. Evrenimizin genişleme hızı, mikrodalga arka plan radyasyonu, yani Büyük Patlama’dan geriye kalan hatıra radyasyon dikkatlice incelenerek belirlenebilir. Bir diğer yöntemde ise, uzak galaksilerin gerileme hızlarını bize olan uzaklıklarıyla ilişkilendirmek için, genellikle patlayan beyaz cüce süpernovaları olan “standart kandilleri” kullanılır. Her iki yöntem de iyi anlaşılmış fizik prensiplerine dayanır ve her ikisi de yaklaşık 13 milyar yıllık yaşlar verir. Ama mikrodalga arka plan çalışmalarından ulaşılan yaş, süpernova çalışmalarında bulunandan bir milyar yıl kadar daha fazladır. Belki de bu tekniklerden birinde ya da her ikisindeki tüm ilişkili fiziği tam olarak anlamıyoruz? Bilim insanları şimdi, bu tutarsızlığı çözebilecek tamamen yeni bir yöntem öneriyorlar. “Yankı haritalama” adı verilen bu yöntem, birikim yapan süperdev kara deliklerin X-ışın emisyonundaki değişimleri, kara deliğe doğru spiral çizen dönen madde diskinden yansıyan X-ışınlarındaki değişimlerle karşılaştırıyor. X-ışınları bir sıcak gaz bölgesinde, birikim diskinin üstünde ve altındaki “hale”de üretilir. Bu X-ışınlarından bazıları diske çarpar ve buradan yansır. Haleden gelen X-ışınları değiştiğinde birikim diskinin iç ve dış kısımlarından yansıyan X-ışınları da bir gecikmeyle birlikte değişir. Yukarıdaki görsel bu sürecin bir şeması. Sıcak hale, renkli birikim diskinin üstündeki parlak bir ışık kaynağı olarak gösteriliyor; mavi kara deliğe daha yakın sıcak maddeyi, kırmızı ise diskin dış kısmındaki düşük sıcaklıkta maddeyi temsil ediyor. Halenin X-ışınları diskin iç ve dış bölgelerinden yansıyor.  NuSTAR ve XMM-Newton gibi gözlemevlerini kullanarak, halenin X-ışın değişimlerini inceleyerek ve diskin farklı kısımlarından yansıyan gecikmiş emisyonu ölçerek, araştırmacılar diskin mutlak parlaklığını belirleyebilirler. Bu mutlak parlaklık da daha sonra süperdev kara deliğe kesin bir mesafe ve evrenin genişleme hızını bulmak için bağımsız bir yol belirlemekte kullanılabilir.

Görsel: Filippo Brambilla

Kara Deliklerin Sayısını Azaltmak

0
Kara Deliklerin Sayısını Azaltmak

Yalnızca altı yıl önce, iki kara deliğin çarpışması ve birleşmesiyle üretilen ilk kütle çekim dalgası sinyalinin LIGO tarafından tespit edilmesiyle evrene tamamen yeni bir pencere açıldı. Bu tarihi duyuru, Einstein’ın maddenin (özellikle de bir kara deliğin olay ufku içinde kalmış maddenin) hızlanmasının uzay ve zamanın dokusunda küçük kıpırdanmalara yol açtığı kestirimini doğruladı ve uzun zamandır inanıldığı gibi, çift sistemlerindeki kara deliklerin gerçekten birlikte spiraller çizip birleştiklerini gösterdi. O zamandan beri, yeni tesislerin aktif hale gelmesi ve var olanların da daha bile hassaslaşmasıyla kütle çekim dalga astronomisi fazlaca ilerledi. 7 Kasım’da LIGO-Virgo-KAGRA Birlikteliği, kara delikler ve/veya nötron yıldızlarının kombinasyonlarını içeren birleşme olaylarının son kataloğunu yayınladı ve gözlenen böylesi olayların toplam sayısı 90 oldu. Yukarıdaki görsel, doksan olay için kütle çekim dalga verilerinin montajı. Her bir görüntü, sağa doğru zamanın artışını ve yukarı doğru uzay zamanın titreşim frekansının artışını gösteriyor. Her görüntüdeki parlak çizgi, iki kara delik (ya da bir kara delikle bir nötron yıldızı) birleştiğinde üretilen sinyal; zaman arttıkça cisimler gittikçe daha da yakınlaşırken uzay zaman sürekli daha hızlı titreşiyor ve (kulaklarınız yeterince hassassa) duyulabilir bir cırlama üretiyor. Birleşme gerçekleştikten sonra sinyal kayboluyor. Yeni katalog, yalnızca dört ayda tespit edilen 35 olaylık bir artışı gösteriyor. Bu birleşmeler, evrende kara deliklerin sayısındaki toplam azalmayı ve aynı zamanda evrenin kara delikler anlamındaki toplam kütlesinin düşüşünü temsil ediyor.

Görsel: LIGO/Virgo/KAGRA/S. Ghonge/K. Jani

INTEGRAL’i Kurtarmak

0
INTEGRAL’i Kurtarmak

integral

Dış uzayda çalışmak tehlikelidir. Sıcaklıktaki dramatik değişimler, tehlikeli bölgeler, yüksek enerji parçacıkları ve radyasyon; hepsi hoş olmayan bir çalışma ortamı yaratır. Bunun bir örneği, geçtiğimiz Eylül’de Uluslararası Gama-ışın Astrofizik Laboratuvarı’nın (INTEGRAL) başına geldi. INTEGRAL, 2002’den beri Samanyolu ve ötesindeki gama-ışın ve X-ışın kaynaklarını inceleyen, önemli bir yüksek enerji uzay gözlemevi. 22 Eylül’de INTEGRAL, (uzay aracını uzayda doğru konumda tutan) üç jiroskopik reaksiyon tekerinden birisi dönmeyi durdurduğunda acil durum moduna geçti. Açısal momentumun korunumuyla aracın kendisi dönmeye başladı. Bu aracın güç kaybettiği anlamına geliyordu, çünkü bataryaları dolu tutmak için kullanılan güneş panelleri artık Güneş’e dönük değildi. Kontrolsüz dönüş bir uzay aracının parçalanmasına bile yol açabilir. Sorun, INTEGRAL tehlikeli Van Allen radyasyon kuşaklarından, yüksek enerjili atom altı parçacıkların Dünya’nın manyetik alanları tarafından tutulduğu bölgelerden geçerken yüklü bir atom altı parçacığın INTEGRAL’in elektroniklerinin hassas bir kısmına çarpmasından kaynaklanmış gibi görünüyordu. Sadece üç saatlik güç kalmışken ESA mühendislerinin hızlı çalışması gerekliydi. Dönen uzay aracından tanısal bilgilerin ancak gelişigüzel alınabilmesi zorlukları arttırıyordu. Çalışmamakta direnen reaksiyon tekerini aktif hale getirmek ve dönmeyi yavaşlatmak üzere dönüş hızlarını değiştirmek için komutlar gönderildi. Başlangıçta bu komutlarla INTEGRAL kontrol altına alınmış gibiydi, ama birkaç saat sonra tekrar dönmeye başladı. Hummalı analizlerden sonra yer kontrolörleri bu sorunun, Dünya yıldız takipçilerinin görüşünü engellediğinde ortaya çıktığını, böylece uzay aracını yönlendirmek için kullanılan yıldızların kısa süre için bulunamadığını düşündüler. Uzay aracına bir dizi yeni komut gönderildi ve can sıkıcı birkaç saatin ardından kıymetli araç bir kez daha kararlı şekilde kontrol altındaydı. INTEGRAL 27 Eylül’den bu yana gözlemlerine devam ediyor.

Görsel: ESA

COSI

0
COSI

COSI

Elektromanyetik spektrumun düşük enerji gama-ışın bölgesi, Samanyolu’nun merkezi yakınlarında ve diğer yerlerde anti-maddenin nasıl oluştuğu, yıldızların patlayarak nasıl öldükleri ve sonuç olarak Samanyolu’nun kimyasının nasıl evrimleştiği hakkında önemli bilgiler sunar. Dünya’nın atmosferi (neyse ki) gama-ışınlarının yer ulaşmasını engellediği ve bunları zararsız mavi ışık parlamaları üreten ışıktan hızlı parçacıklara dönüştürdüğü için, gama-ışınları yalnızca uzaydan görülebilir. Evrenin gama-ışın incelemeleri 50 yıldan beri yürütülüyor olsa da düşük enerji gama-ışın bandı hala elektromanyetik spektrumun en az araştırılmış bölgesi. Özellikle yüksek enerji gama-ışın arka plan kirliliğinden ve kozmik bir sinyali arka plan gürültüsünden ayırmak için yeni tekniklerle özellikle hassas teknoloji gerektiğinden bu bölgenin araştırılması bu kadar zor. Şimdi spektrumun bu önemli bölgesini araştırması için NASA tarafından yeni bir uzay gözlemevi, Compton Spektrometre ve Görüntüleyici, ya da kısaca COSI seçildi. COSI, yumuşak gama-ışın bandında düşük arka plan ve yüksek yeterliliğe sahip devrimsel bir teleskop. COSI tüm gökyüzünü düşük enerji gama-ışın bandında (0,2-5 MeV) tarayacak ve galakside maddeyle anti-maddenin çarpıştığı ve yok olduğu yerlerin en iyi haritasını sunacak, gama-ışın kaynaklarının geometrisinin sınırlarını belirleyecek. COSI projesi Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley tarafından yürütülüyor ve 2025’te fırlatılması bekleniyor.

Görsel: UC Berkeley; NASA; NRL; Northrup Grumman

Rüzgarın İçindeki ve Etrafındaki Toz

0
Rüzgarın İçindeki ve Etrafındaki Toz

nebula

Galaksilerin kimyasal evrimini süpernova patlamaları ilerletir. Oksijen, azot, karbon, silikon ve demir gibi kompleks elemetler, ölen yıldızların içlerinde hazırlanır ve bunları uzaya süpernovalar dağıtır. Süpernova patlamasının kendisi de basit atomları daha kompleks olanlara dönüştürebilir. Bu kompleks elementler nihayetinde, bir araya gelerek çakıl taşları, kayalar ve belki de sonunda Dünya gibi karasal gezegenler oluşturabilecek molekülleri ve katı toz parçacıklarını oluşturmak üzere birleşebilirler. Bu sürecin nasıl gerçekleştiğinin detaylarını anlamak, evrende gezegenlerin nasıl oluştuğunu anlamada önemli bir adımdır. Yukarıdaki görsel, bir süpernova patlamasının galaktik çevresiyle nasıl etkileştiğini gösteren ilginç sonuçlar ortaya koyuyor. Bu cisim alelade G54.1+0.3 ismiyle anılıyor ve bir pulsar rüzgarı nebulasının, yıldız patladığında geride kalan dönen nötron yıldızı (pulsar) tarafından üretilen enerjik, X-ışın yayınlayan parçacık akıntısının bir örneği. Pulsar rüzgarı nebulasının X-ışın emisyonu, Chandra X-ışın Gözlemevi’nden bu görselde maviyle gösteriliyor. Spitzer Uzay Teleskobu’nun kırmızı, yeşil ve sarıyla gösterilen detaylı kızılötesi görüntülerinde, pulsarı daha büyük, daha soğuk bir gaz ve toz bulutu çevreliyor. Büyük toz bulutu içinde gömülü nokta benzeri kaynaklar, toz bulutu süpernova patlaması tarafından sıkıştırıldıktan sonra oluşan genç yıldızlar olabilir. Ama daha yeni çalışmalar, bu kaynakların gerçekte süpernova tarafından üretilen, neredeyse 10.000 Dünya yaratmaya yetecek kadar toza sahip, sıcak zengin toz bulutları olduğunu düşündürüyor.

Görsel: X-ışın (Mavi), Kızılötesi 24 mikron (Kırmızı-Sarı), Kızılötesi 8 mikron (Yeşil)

Daireler Çizmek

0
Daireler Çizmek

Eğer tüm gökyüzünü gözlerseniz, ilginç bir şeyler, devam eden garip olaylar bulacağınız kesin. Daha dikkatli baktıkça, daha fazla sayıda özgün kaynak bulursunuz ve daha uzun baktıkça daha fazla değişen kaynak görürsünüz. X-ışın gökyüzü, özellikle de on yıllardan milisaniyelere kadar uzanan, büyük bir zaman ölçeği aralığında değişen ilginç kaynaklarla dolu. Zararsız gibi görünen kaynaklar bile eğer yeterince uzun süre izlerseniz kötü davranışlar sergileyebilir. Spektr-RG uzay aracındaki eROSITA teleskobu, (Temmuz 2019’daki fırlatılışından beri yaptığı şekilde) her altı ayda bir X-ışın gökyüzünün tam bir görüntüsünü aldığından X-ışın gecesinde ortaya çıkan tuhaf şeyleri incelemek için mükemmel bir araç. Yukarıdaki görsel, eROSITA’nın yaptığı çığır açan bilimin iyi bir örneği. Görsel, 2MASS 02314715-1020112 olarak bilinen, nispeten sıradan bir galaksinin sahte renkli optik görüntüsü. Ama tarama operasyonları sırasında, eROSITA oldukça garip bir şey buldu: bu galakside her birkaç saatte bir gerçekleşen olağan dışı şekilde güçlü X-ışın değişimleri. Nötron Yıldızı İç Kompozisyon Kaşifi’yle (kısaca NICER) yapılan devam gözlemleri, görselin tepesinde yeşil grafikle gösterildiği gibi, bu değişimleri detaylı şekilde izlemeyi başardı. Bu galaksinin NICER’la yapılan detaylı gözlemi, eROSITA tarafından görülen X-ışın değişimlerinin galaksinin kendisinden gelen, kabaca her 18,5 saatte bir gerçekleşen neredeyse düzenli pikleriyle neredeyse periyodik bir sinyalin parçası olduğunu gösterdi. Bilim insanları tarafından “yarı periyodik püskürmeler” adı verilen bu değişimlerin doğası tam olarak belirlenebilmiş değil. Araştırmacılar, bu tuhaf atımların gerçekte galaksinin merkezinde bir süperdev kara deliğin çevresinde dönen ve parçalanıp yutulmak üzere olan talihsiz bir yıldızın sinyali olabileceğini düşünüyorlar.

Görsel: MPE; optik görsel: DESI Legacy Imaging Surveys/D. Lang (Perimeter Institute); NASA