Güneş benzeri yıldızlardan gelen X-ışınları, yıldızı ve manyetik alanını oluşturan ve yıldızın dönüş hızına bağlı olan, sıcak, iyonize gazın (ya da plazma) kompleks hareketinin etkileşimiyle meydana gelir. Genç yıldızların hızlı döndükleri, kuvvetli manyetik alanlara sahip oldukları ve çok miktarlarda yüksek enerji X-ışınları yayınladıkları düşünülmektedir. Yıldızlar yaşlandıkça daha yavaş dönme eğilimi gösterirler ve X-ışını salınımları azalır. Bunun nasıl olduğunu anlamak, yaşamın nasıl başladığı ve evrildiğine dair yapbozun önemli bir parçası, çünkü şiddetli X-ışını emisyonları bir yıldızın yaşanabilir bölgesindeki gezegenleri fazlasıyla etkileyebilir. Elbette tek bir yıldızı milyarlarca yıl boyunca izlemek mümkün değil, bu nedenle astronomlar bir yıldız yaşlandıkça X-ışını emisyonlarının nasıl değiştiğini anlamak için yıldız kümelerini inceler. Kümelerdeki yıldızların hepsinin aynı kozmik zaman diliminde oluştuğu düşünülmektedir ve yıldız kümelerinin yaşları oldukça isabetli olarak belirlenebilmektedir. Astronomlar, çeşitli yaşlardaki kümelerdeki yıldızların X-ışını salınımlarını karşılaştırarak X-ışını salınımlarının yıldız yaşına bağlı olarak nasıl değiştiğini ortalama olarak belirleyebilmektedirler. Yukarıdaki görsel yıldız kümesi NGC1333’teki yıldızların çoklu dalga boyunda incelenmesinin güzel bir örneği. Bu görsel, Chandra X-ışın Gözlemevi tarafından elde edilen X-ışını görseli (pembe), Spitzer Uzay Teleskobu’ndan elde edilen kızılötesi görseli (kırmızı) ve Digitized Sky Survey ve Kitt Peak’de bulunan Ulusal Optik Astronomi Gözlemevi Mayall 4 metre teleskobunun optik (kırmızı, yeşil ve mavi) görsellerinin kompozit bir hali. Chandra tarafından görülen X-ışını kaynaklarının pek çoğu kızıl ötesinde tespit edilmemekte ve bu da büyüyen daha soğuk maddelerden oluşan dış kozalarını kaybetmiş X-ışını açısından parlak bir genç yıldızlar topluluğuna işaret etmekte.

Görsel: X-ışını: NASA/CXC/SAO/S.Wolk et al; Optik: DSS & NOAO/AURA/NSF; Kızılötesi: NASA/JPL-Caltech

Samanyolu’nun yoldaş galaksisi Büyük Macellan Bulutu’nda tuhaf bir nebula yer alıyor. N49 olarak bilinen nebula, dev bir yıldızın patlayarak öldüğü yeri gösteriyor. N49 görünür ışıkta alışılmadık, oldukça bozulmuş ipliksi bir şekle sahip ama milyon derecelik gazın X-ışını emisyonu daha simetrik, neredeyse tam küresel bir kabuk gibi görünüyor. Hubble Uzay Teleskobu’nun optik görüntüleri, Spitzer Uzay Teleskobu’nun kızılötesi görselleri ve Chandra ve XMM X-ışını gözlemevlerinin X-ışını verilerinin kullanıldığı yeni bir çalışma, bilim insanlarının bu süpernova kalıntısında meydana gelen fiziksel süreç evriminin daha bütünlüklü bir resmini oluşturmasına yardımcı oldu. Yukarıdaki görsel, N49’un kızılötesi (kırmızı), görünür (sarı ve beyaz) ve X-ışını (mavi) görsellerinin bir kompoziti. Bu görseller bilim insanlarının sıcak gazın ve tozun nebula içerisindeki bağıl katılımını anlamasına, ısınma ve soğumanın nerede gerçekleştiğini ve süpernova patlamasından ortaya çıkan hızlı hareket eden gazın, yıldızın etrafında daha önceden var olan maddeyle nerede ve nasıl çarpıştığını belirlemesine yardımcı oluyor.

Görsel: X-ışını: NASA/CXC/Caltech/S.Kulkarni et al.; Optik: NASA/STScI/UIUC/Y.H.Chu & R.Williams et al.; Kızılötesi: NASA/JPL-Caltech/R.Gehrz et al.

Nova patlamaları, Güneş benzeri bir yıldız nükleer yakıtını tükettikten sonra geriye kalan küçük, yanmış bir kül parçası olan bir beyaz cücenin, normal bir yıldızın etrafında döndüğü çift yıldız sistemlerinde meydana gelir.  Beyaz cüceler, Dünya büyüklüğünde bir cisim içerisinde muazzam miktarlarda, yaklaşık olarak Güneş’imiz kadar madde içerir. Bir beyaz cücenin inanılmaz yoğunluğu uzay zamanda büyük bir bükülme oluşturur ve hidrojen zengini maddeler eşlik eden yıldızdan beyaz cüceye doğru düşebilir ve beyaz cücenin yüzeyinde birikebilir. Beyaz cücenin yüzeyinde daha fazla madde biriktikçe yüzey sıcaklığı ve yoğunluğu artar. Ta ki hidrojenin aniden, beyaz cücenin dış katmanlarından bir kısmını uzaya fırlatan devasa bir termonükleer patlamayla helyuma birleştiği on milyonlarca derecelik sıcaklığa kadar.  Modern nova patlamalarının en iyi örneklerinden birisi, patlaması 1901 yılında gözlenen çift sistemi GK Per’dir. GK Per’in patlaması, onu karanlıktan çıkarıp gökyüzündeki en parlak beşinci yıldız haline getirdi. GK Per astronomlara, yeni bir nova patlamasının püskürüğünün yıldızı çevreleyen ortamla nasıl etkileştiğini ve değiştirdiğini inceleme şansı sunuyor.  Yukarıdaki görsel, optik (kırmızı) ve radyo görseliyle (mor) karşılaştırılmış yeni bir Chandra X-ışın Gözlemevi X-ışın (mavi) görselini gösteriyor. X-ışını gözlemini, 2000 yılında elde edilmiş daha eski bir Chandra gözlemiyle karşılaştıran astronomlar, saatte neredeyse 1.127.000 km hızla hareket eden patlamış maddenin, yıldızlararası ortamın duvarlarıyla nasıl çarpıştığı ve yarıp geçtiğinin detaylarını inceleyebilir. GK Per astronomların inceleyeceği aktif bir konu olarak duruyor.

Görsel: X-ışını: NASA/CXC/RIKEN/D.Takei et al; Optik: NASA/STScI; Radyo: NRAO/VLA

Galaksiler açısından düşünüldüğünde, Evren kalabalık bir yer sayılabilir. Galaksiler uzayda uçtukça, diğer galaksilerle çarpışabilirler ve bu çarpışmalar yıldız oluşumu, süpernovalar ve merkezi süperdev karadeliklerden fışkırmalar gibi her çeşit ilginç davranışı tetikleyebilir. Buna iyi bir örnek, yukarıda gösterilen, IC 694 ve NGC 3690 olarak bilinen iki ayrı galaksinin birleşmesiyle oluşmuş, Arp 299 olarak bilinen galaksi çiftidir. Bu birleşmeden yayılan ışıkta, yıldız oluşumlarıyla ısınmış toz tarafından üretilen kızılötesi radyasyon baskın durumda. 2002 yılında, BeppoSAX X-ışın gözlemeviyle yapılan gözlemler, sistemde yer alan oldukça belirsiz bir beslenen süperdev kara delikten yayınlanan X-ışını emisyonun belirsizliğe yer vermeyen ilk kanıtını gösterdi. BeppoSAX, birleşerek oluşmuş kara deliğin IC 694’te mi yoksa NGC 3690’da mı, veya ikisinin arasında bir yerde mi bulunduğunu belirleyemedi. Chandra X-ışın Gözlemevi ve XMM-Newton’la yapılan devam gözlemleri de canavarı belirlemeyi başaramadı. Ancak sorun en sonunda NuSTAR sert X-ışını teleskobuyla çözüldü. NuSTAR kara deliklerin ve diğer astrofiziksel cisimlerin çok yüksek enerjili X-ışın emisyonlarını tam olarak saptayabilir. NuSTAR’ın gördüğü yüksek enerji X-ışınları, inanılmaz miktarlarda gaz ve tozu delip geçebilir. Arp 299’un NuSTAR görseli yukarıda şu renk bölgeriyle gösterildi: 4-6 kiloelektron volt enerjili X-ışınları kırmızı, 6-12 kiloelektron volt enerjili olanlar yeşil ve 12-25 kiloelektron volt enerjili olanlar ise mavi. NuSTAR gözlemleri, sağda bulunan galaksi NGC 3690’ın süperdev kara deliğinin aktif olarak,  iki galaksinin birleşmesiyle zorla yedirildiği gazın birikmesi sonucu üretilen X-ışınları ürettiğini gösterdi. Diğer yandan NuSTAR, solda bulunan galaksi IC 694’ün süperdev kara deliğinin ya çok cansız, ya da X-ışınlarının bile kaçamayacağı kadar çok belirsiz olduğunu  gösteriyor.

Görsel: NASA/JPL-Caltech/GSFC

[vc_row][vc_column][vc_column_text]

NASA’nın yüksek enerji X-ışını görüntüleme teleskobu NuSTAR uzak karadeliklerin ve nötron yıldızı sistemlerinin ve de derin uzaydaki dış galaksilerin aşırı yüksek enerji X-ışın görüntülerini elde etmek üzere tasarlandı. Ama evimizin yakınlarında da yüksek enerji X-ışını emisyonu kaynakları bulunuyor. Örneğin; NuSTAR’ın tespit ettiği yüksek enerjilerde Güneş nasıl görünürdü? NuSTAR tarafından görülen yüksek enerjilerde yayın yapar mı ve eğer yaparsa nasıl? Bu soruları cevaplamak adına NuSTAR Güneş’e ilk bakışlarını yakın zamanda attı. Yukarıdaki görsel, NuSTAR tarafından elde edilen yüksek enerji emisyonunun, NASA’nın Güneş Dinamikleri Gözlemevi (Solar Dynamics Observatory) tarafından elde edilmiş, kırmızıyla gösterilen daha düşük enerjili, morötesi dalga boylarındaki bir görselin üzerine bindirilişini gösteriyor. NuSTAR’ın gözlemi, mavi ve yeşille gösterilen yüksek enerji X-ışını emisyonunun, Güneş’in lokal manyetik alanının yoğunlaştığı Güneş lekeleriyle ilişkili aktif bölgelerde lokalize olduğunu gösteriyor. Yüksek enerji Güneş radyasyonuna NuSTAR’la bu ilk bakış, NuSTAR’la Güneş gözlemlerinin kesinlikle mümkün olduğunu gösteriyor. Bu, Güneş çevrimi boyunca NuSTAR’la gözlem yapılabilmesine olanak sağlıyor ve bu gözlemler en sonunda, Güneş’in koronasının, Güneş atmosferinin en dış bölgesinin milyonlarca derecelik sıcaklıklara nasıl ısındığının anlaşılmasına yardımcı olabilir.

Görsel: NASA/JPL-Caltech/GSFC[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]

Gama-ışını patlamaları (GRB) bugün gözlemleyebildiğimiz en enerjik olaylardır. GRB’ler uzaydan gelen, kısa süreli, şiddetli yüksek enerji parlamalarıdır ve uzun yıllar boyunca astronominin en büyük gizemlerinden biriydiler. İlk kez Temmuz 1969’da gözlenen (ancak ilk kez 1973’de kaydedildiler) GRB’ler uzun süre gizemlerini korudular, çünkü kısa süren, yoğun Gama-ışını parlamalarının uzaydaki konumunu belirlemek zordur. GRB’leri anlamak, neredeyse eş zamanlı Gama-ışını, X-ışını ve optik dalga boyları gözlemleri yapabilme becerisi gerektirir. NASA’nın yukarıda gösterilen Swift uzay teleskobuna bakın. Swift, bir tanesi Gama-ışını aralığında, bir tanesi X-ışını aralığında ve bir tanesi de optik ve morötesi aralıklarında çalışan üç tane teleskoptan oluşuyor. Gama-ışını detektörü, Patlama Uyarı Teleskobu (BAT), patlama tarafından oluşturulan Gama-ışını gölgelerini kullanarak geniş bir alanda Gama-ışını patlamalarının tespitini ve konumlarının belirlenmesini sağlıyor. Bir kez BAT tarafından tespit edildikten sonra, Swift hızlıca kaynağı X-ışın Teleskobu ve UV ve Optik Teleskobu’nun görüş alanına alacak şekilde dönebilir ve bu enerjilerdeki patlama son ışımalarını ölçüp, Swift ve diğer uzay teleskopları ya da yer teleskopları tarafından devamında yapılacak takip için isabetli bir pozisyon bilgisi sağlayabilir. Kasım 2004’te fırlatılan Swift, GRB’lerle ilgili anlayışımızda devrim niteliğinde değişiklikler yaptı ve GRB’lerin devasa bir yıldızın çöküşü ya da nötron yıldızlarının birleşmesi yoluyla kara delik oluşumu ile ilişkili olduğunu gösterdi. Swift on yıllık görev süresi boyunca 26,000 ayrı hedefin 315,000 gözlemini yaptı ve 900’den fazla GRB tespit etti. Swift aynı zamanda çok amaçlı da. GRB’leri aramadığı zamanlarda, aktif galaksilerdeki süperdev galaksilerin toplanmalarından yayılan yüksek enerji emisyonlarını incelemek ve yıldızları yutuşlarını izlemek, galaksilerin morötesi ve X-ışını haritalarını oluşturmak, yıldızlardan gelen şiddetli yüksek enerji emisyonlarını tespit etmek ve incelemek ve Samanyolu’nun süperdev karadeliği Sgr A’nın uzun süreçli değişimlerini takip etmek için tamamlayıcı teleskoplarını kullanıyor.

Görsel: NASA

Dost canlısı Güneşimiz’in karanlık bir tarafı da var. Pek azının görebildiği, ürpertici, kötü niyetli bir taraf. Bize sıcaklık ve ışık gönderen, görünürde gülümseyen maskenin ötesine bakın, Güneş’in sapkın yüzünü göreceksiniz. Her an fırtınalı bir hale gelebilecek ve hiddetle patlayabilecek bir yüz. Güneş şimdi deliliğinin, her 11 yılda bir meydana gelen çılgın bir döngünün zirvesine yakın ve dehşetle; korkunç lekelerle, parıldayan enerji ilmekleriyle, yüzü boyunca sürünen solucanımsı filamentlerle ve medeniyetler yok eden fışkırmalarla sarmalanmış halde. Güneş Dinamikleri Gözlemevi tarafından yakalanmış bu uç morötesi görseli, Güneş’in bu yüksek enerji ışığında parlayan bilhassa çıldırmış bölgelerini gösteriyor. Bu bölgeler, Güneş’in manyetizmasının düğüm haline gelip Güneş’in derisini parçalayan şiddetli yerel manyetik halkalar yarattığı alanlardır. Sıcak gaz bu halkalar tarafından hapsedilir ve ıstırap içinde döner. O yüzden, bir sonraki sakin, güneşli günde, tatlı ılıklığı cildinizde hissederken, gökyüzüne bakın ve yüzeyin altında, gördüğünüzün hemen ötesinde duran dehşetleri hatırlayın.

Görsel: NASA/SDO

Uzay tehlikeli bir yer. Hayat veren ışığı ve sıcaklığı sağlayan kendi Güneşimiz gibi dost canlısı bir yıldız, aniden vahşileşebilir, gezegenini merhametsiz X-ışınları ve ölümcül yüksek enerji parçacıkları bombardımanına maruz bırakabilir. Bu gibi patlamalar telekomünikasyon altyapısını yok ederek Dünya medeniyetine inanılmaz zararlar verebilir. Yıldızlararası uzay yolcuları nerede dolaştıkları konusunda dikkatli olmalılar çünkü nispeten küçük, masum yıldızlar bile şiddetli öfkelere sahip olabilir.  Küçük çift sistemi DG CVn korkusuz yıldız gezginleri için son ve en yeni uyarıyı yapıyor. 23 Nisan 2014’te bu çift sistemi, modern tarihte Güneş’te gözlenen tüm parlamalardan yaklaşık 10,000 kat daha kuvvetli inanılmaz bir parlamayla patladı. DG CVn, bu sanatçı tasvirinde görülen bir çift küçük, genç kırmızı cüce yıldızdan oluşuyor. DG CVn’deki yıldızlar hızla dönüyorlar ve bunun sonucu olarak kuvvetli manyetik alanlara sahipler. Yıldızlardan birindeki dolaşık manyetik alandaki bozulmanın, inanılmaz derecede yüksek seviyelerde yüksek enerji radyasyonunu Dünya’ya doğru 60 yıllık bir yolculuğa gönderen kuvvetli parlamayı tetiklediği düşünülüyor. Bu radyasyon nihayetinde NASA’nın Swift uzay gözlemevindeki Patlama Uyarı Teleskobu ve X-ışın Teleskobu tarafından 23 Nisan 2014’te tespit edildi. En kuvvetli parlamalar yalnızca bir gün sürer ama bu süperparlama olayı 11 günden daha uzun sürdü. Gezegenlerin kırmızı cüce yıldızların etrafından yaygın olduğu düşünülüyor. İnsan böyle süperparlamaların, DG CVn’deki yıldızlardan birinin civarında ikamet eden talihsiz bir gezegen üzerindeki etkilerini merak ediyor.

Görsel: NASA’s Goddard Space Flight Center/S. Wiessinger