Eşler insanlarda genelde davranışları etkiler ve yıldızlar da bundan çok farklı değiller. Birbirlerine kütle çekimsel olarak bağlı yıldızlar arasındaki etkileşimler, bu yıldızların evrimleşme şekillerini önemli ölçüde değiştirebilir. Yıldız evrimi asıl olarak yıldız kütlesi tarafından belirlenir, daha ağır yıldızlar, nükleer yakıtlarını daha hızlı tükettiklerinden daha önce değişirler. Böylece bir yıldız çiftinde, daha kütleli yıldız az kütleli olandan daha önce evrimleşecek ve hatta tüm yakıtını tüketip yoldaşı parlamaya devam ederken bir tür kompakt yıldız külü haline gelecektir. R Aquarii sistemi bu karmaşık evrim sürecinin iyi çalışılmış bir örneği. R Aquarii şişkin bir kızıl dev yıldız ve bir beyaz cüce yıldızdan, termonükleer yakıtının tamamını tüketmiş bir normal yıldızın kompakt kalıntısından meydana geliyor. Bir beyaz cüce ekstrem derecede yoğundur (bir kesme şeker boyutunda beyaz cüce maddesi bir arabadan daha ağırdır) ve bu nedenle çok kuvvetli bir kütle çekim alanına sahiptir. Yıldızlar birbirleri etrafında döndükçe kızıl devin maddesi beyaz cücenin üzerine düşebilir. Bu potansiyel olarak tehlikeli bir durum; beyaz cüce tarafından biriktirilen madde çok fazla olursa, beyaz cücenin kütlesi Chandrasekhar limitini, bir beyaz cücenin taşıyabileceği maksimum madde miktarını geçebilir. Bu limit aşıldığı takdirde beyaz cüce çöker ve patlayarak çifti yok eder. Ama kızıl devin hidrojen zengini maddesi beyaz cücenin üzerine düştükçe beyaz cücenin aşırı kuvvetli kütle çekimi tarafından sıkıştırılır ve öyle bir sıcaklığa ısıtılır ki, hidrojen zengini madde patlayarak helyuma birleşir ve maddeyi beyaz cücenin yüzeyinden uzaya doğru atan termonükleer bir nova patlaması üretir. Yukarıdaki görsel, R Aqr ve yıldızın çevresindeki bölgenin kompozit optik (kırmızı) ve X-ışın (siyan) fotoğrafını gösteriyor. R Aqr’nin çevresindeki uzay beyaz cüceden atılan, bir kısmı optik olarak görülen bir halka şeklinde, bir kısmı da halkaya dikey X-ışın yayınlayan bir jet oluşturan maddeler tarafından şekillendiriliyor. Chandra X-ışın Gözlemevi’yle neredeyse 20 yıldan uzun süre boyunca gerçekleştirilen gözlemler, içerisindeki maddeler uzaya doğru genişledikçe X-ışın yayınlayan jetin kendisinin de nasıl değiştiğini gösterdi.

Görsel & Referans: X-ışın: NASA/CXC/SAO/R. Montez et al.; Optik: Adam Block/Mt. Lemmon SkyCenter/U. Arizona

Galaksi kümelerinde ikamet eden X-ışın yayınlayan gazın anlatacak bir hikayesi var. Bu gaz önemli çünkü kümedeki normal maddenin çoğunu, küme galaksilerinin tamamında bulunandan daha fazlasını içeriyor. Aynı zamanda, dikkatli, zahmetli bir analizle açığa çıkarılırsa, başlıca küme olayları tarihini biriktiren önemli de bir hazne. Bunun güzel bir örneği yukarıdaki görselde, ünlü Perseus kümesinin derin (10.4 gün) bir X-ışın pozlamasında gösteriliyor. Chandra X-ışın Gözlemevi tarafından elde edilen bu fotoğraf, X-ışın yayınlayan gazdaki parlak, kabaran dalga tepelerini öne çıkarmak için dijital olarak geliştirildi. Astronomlar dalgaları, Perseus’u birkaç milyar yıl önce geçen küçük bir galaksi kümesiyle, Chandra X-ışın fotoğrafında beliren girift yapıları oluşturan yakın temasın körüklediğini düşünüyor. Çeyrek milyon ışık yılı boyunca uzanan, alışılmadık, parlak bir sırt da görselin sol altına doğru görülebiliyor. Bu yapının detaylı simülasyonlarla karşılaştırılması, bu yakın temasla üretilen kütle çekimsel etkileşimin küme içi gazdaki çalkalanma hareketlerini nasıl başlattığını ve gösteriyor ve aynı zamanda gazın basıncına ve küme boyunca dolanan manyetik alanın gücüne dair önemli bilgileri ortaya koyuyor.

Görsel & Referans: NASA/CXC/GSFC/S.A.Walker, et al.

X-ışın gökyüzü ani değişebilirliğiyle bilinir. Çünkü X-ışın emisyonu çoğu zaman manyetizmanın güç verdiği parlamalar, kompakt yıldızların yüzeylerindeki termonükleer patlamalar, şiddetli kütle çekimleriyle yıldızları parçalayan kara delikler ve diğer patlayıcı ve şiddetli olaylar gibi güçlü ve genellikle kararsız süreçler tarafından oluşturulur. Bütün bir X-ışın değişken kaynakları yığını astrofizikçiler tarafından gözlemlendi ve karakterize edildi. Bu nedenle bilinen kategorilerden birisine uymayan yeni bir değişen X-ışın kaynağı görmek tuhaf. Chandra X-ışın Gözlemevi’yle gökyüzünün Derin Alan Güney olarak bilinen bir parçasının uzun süreli bir gözleminde astronomlar yakın zamanda böyle bir gizemli olay gördüler. Bu Derin Alan Güney gözleminde (yukarıda kırmızının düşük enerji X-ışınlarını ve mavinin yüksek enerji X-ışınlarını temsil ettiği sahte renkli fotoğrafta gösterilen), Chandra 85 güne eşit bir süre boyunca gökyüzünün tek bir parçasına baktı. Astronomlar bu gözlemin son bölümünde (yukarıda CDF-S XT1 olarak işaretlenen) daha önce görünmez olan bir kaynaktan gelen ani bir parlak X-ışınları parlaması fark ettiler. Bu kaynak aniden parlayarak belirgin hale geldi ve nihayetinde ortadan kaybolmadan önce (grafiğin altında kaynağın bir dizi fotoğrafıyla gösterildiği gibi) bir günün bir bölümü boyunca parlak kaldı. Kaynağın nasıl aniden parlayıp söndüğüyle birlikte kaynağın X-ışınlarının enerji dağılımının değişimi, değişimler bilinen hiçbir X-ışın değişeni tipine uymadığı için araştırmacıların kaşiflerin kafasını karıştırdı. CDF-S XT1’in bir tür egzotik olay, belki uzak bir galakside garip bir yıldızın bir süpernova ya da gama-ışın patlaması meydana getirerek patlaması veya bir kara deliğin bir yıldızı yutması ve belki de Samanyolu’ndaki küçük bir yıldız süpergüçlü bir patlaması olabileceğini öne sürdüler. Ancak bu açıklamaların hiçbirisi tam olarak tatmin edici değil. Bu kaynak, belki radyo astronomlar tarafından yakın zamanda keşfedilen gizemli hızlı patlamalara benzer şekilde yepyeni bir fenomenin keşfini gösteriyordur. Bu kaynak tekrar belirecek mi? Başka galaksilerde, ya da bizimkinde böyle başka kaynaklar var mı? Av başlasın.

Görsel & Referans: X-ışın: NASA/CXC/Universidad Cat´olica de Chile/F.Bauer et al.

Güney takımyıldızı Tukan’daki (Tucana) küresel küme 47 Tucanae, yalnızca 60 ışık yılı yarıçaplı bir topa sıkışmış neredeyse bir milyon yıldızdan oluşan devasa bir gruptur. Bu kümede hızla dönen nötron yıldızları ve aşırıyoğun cismin kütle çekimsel olarak bağlı yoldaşından madde kopardığı birikim sistemleri dahil bir dizi tuhaf cisim saklanıyor. 47 Tuc’taki garip cisimlerin belki de en sıradışı olanı, 47 Tuc X9 olarak adlandırılan bir X-ışını yayınlayan cisim. Bu cisim bir X-ışın kaynağı olarak ilk kez 2001’de tanımlandı ve ilk başta, normal düşük kütleli yoldaş yıldızından madde koparan bir beyaz cücenin oluşturduğu yaygın görülen tipte düşük kütleli bir X-ışın çifti olduğu düşünülüyordu. Ancak bunun arkasından 47 Tuc’un Avustralya Teleskop Ulusal Tesisi’yle (ATNF) yapılan gözlemleri radyo emisyonunun bir beyaz cüce sistemine göre alışılmadık şekilde kuvvetli, ama biriktiren kara delikler tarafından üretilen radyo emisyonuna benzer olduğunu gösterdi. Radyo ve X-ışın emisyonu, donör yıldızın normal düşük kütleli bir yıldız değil, bunun yerine kompakt, aşırıyoğun bir beyaz cüce yıldız olduğu izlenimini uyandırdı ve araştırmacılar beyaz cüce yoldaşın kara delik yörüngesinde yalnızca yarım saatlik bir periyotla döneceğini öngördüler. Chandra X-ışın Gözlemevi’nin üstün uzamsal çözünürlüğünü kullanan astronomlar, 47 Tuc X9’un X-ışın emisyonundaki değişimi yakındaki diğer küme kaynaklarından bağımsız olarak belirlemeyi başardılar. X9’un X-ışın emisyonunun, radyo çalışmasında öngörülenle neredeyse aynı şekilde, 28 dakikalık bir periyotla değişim gösterdiğini buldular. Chandra verileri sistemde aynı zamanda, bazı beyaz cücelerin kompozisyonuyla uyumlu olan fazlalık oksijeni gösterdi. Apaçık görülüyor ki 47 Tuc X9 bir kara deliğin bir aşırıyoğun beyaz cüceden madde çektiği bir sistem. Kısa yörünge periyodu X9’daki beyaz cüceyi, bir kara deliğe şu ana kadar belirlenen en yakın yıldız yapıyor.

Görsel & Referans: X-ışın: NASA/CXC/University of Alberta/A. Bahramian et al.; İllüstrasyon: NASA/CXC/M. Weiss