Namibya’da Ölü bir yıldızdan yayılan en yüksek enerjili gama ışını keşfedildi

Namibya’daki H.E.S.S. Gözlemevi’ni kullanan bilim insanları, bir pulsar adı verilen ölü bir yıldızdan bugüne kadar kaydedilen en yüksek enerjili gama ışınlarını tespit ettiler. Bu gama ışınlarının enerjisi 20 tera-elektronvolt (TeV) olarak ölçüldü, yani görünür ışığın enerjisinin yaklaşık on trilyon katıdır. Bu gözlem, bu tür atışların üretim teorisi ile zor bir şekilde uyumlu görünüyor, uluslararası bir ekip Nature Astronomy dergisinde bildirdi.

Pulsarlar, süpernova patlamasında spektaküler bir şekilde patlayan yıldızların geride bıraktığı artık yıldızlardır. Bu patlamalar, sadece yaklaşık 20 kilometre çapında olan, son derece hızlı dönen ve muazzam bir manyetik alanla donatılmış küçük, ölü bir yıldız bırakır. “Bu ölü yıldızlar neredeyse tamamen nötronlardan oluşur ve inanılmaz derecede yoğundur: Malzemelerinin bir çay kaşığı, Giza Piramidi’nin yaklaşık 900 katı olan beş milyar tondan fazla bir kütleye sahiptir,” diyor DESY’de çalışan H.E.S.S. bilim insanı Emma de Oña Wilhelmi, yayının bir yazarı.

Pulsarlar elektromanyetik radyasyonun dönen ışınlarını yayar, adeta kozmik deniz fenerleri gibi. Eğer bu ışınları güneş sistemimize doğru süpürürse, düzenli zaman aralıklarında radyasyon atışları görürüz. Bu atışlar, elektromanyetik spektrumun farklı enerji bantlarında araştırılabilir. Bilim insanları, bu radyasyonun kaynağının pulsarın manyetosferinde üretilen ve hızla ivmelendirilen hızlı elektronlar olduğunu düşünüyorlar, bu elektronlar pulsarın periferine doğru yol alırken. Manyetosfer, yıldızın etrafını saran plazma ve elektromanyetik alanlardan oluşur ve yıldızla birlikte döner. “Dışa doğru yolculukları sırasında elektronlar enerji kazanır ve gözlemlenen radyasyon ışınlarının şeklinde serbest bırakırlar,” diyor Polonya’daki Nicolaus Copernicus Astronomical Center (CAMK PAN) tarafından bir diğer yazar olan Bronek Rudak.

Vela pulsarı, Güney gökyüzünde Vela takımyıldızında bulunur ve elektromanyetik spektrumun radyo bandında en parlak pulsardır ve giga-elektronvolt (GeV) aralığında kozmik gama ışınlarının en parlak sürekli kaynağıdır. Yaklaşık olarak saniyede on bir kez döner. Ancak birkaç GeV’nin üzerinde, radyasyonu aniden sona erer, muhtemelen elektronlar pulsarın manyetosferinin sonuna ulaşır ve oradan kaçarlar.

Ancak iş burada bitmiyor: H.E.S.S. ile derin gözlemler kullanarak, şimdi daha yüksek enerjilerde yeni bir radyasyon bileşeni keşfedildi, enerjileri onlarca tera-elektronvolt (TeV) seviyelerine kadar ulaşıyor. “Bu, bu nesneden bugüne kadar tespit edilen tüm radyasyondan yaklaşık 200 kat daha enerjik,” diyor Güney Afrika’daki North-West Üniversitesi’nden bir diğer yazar olan Christo Venter. Bu çok yüksek enerji bileşeni, GeV aralığında gözlemlenen ile aynı faz aralıklarında görünüyor. Ancak bu enerjilere ulaşmak için elektronların manyetosferden daha da uzak bir mesafe kat etmeleri gerekebilir, ancak dönme yayılım deseni korunmalıdır.

Bu sonuç, pulsarlar ve bu nesnelerin nasıl çalıştığı konusundaki önceki bilgilerimizi zorluyor. Araştırmanın lideri olan Fransa’daki Astroparticle & Cosmology (APC) laboratuvarından Arache Djannati-Atai, “Pulsarların ve hatta ışık silindirinin ötesindeki manyetik yeniden bağlanma süreci olarak adlandırılan süreçle parçacıkların ivmelendirilmesini tanıklık ediyor olabilir miyiz? Ancak bu senaryo bile bu kadar aşırı radyasyonun nasıl üretildiğini açıklamak için zorluklarla karşı karşıya. ” diyor.

Ne olursa olsun, Vela pulsarı şimdi resmi olarak bugüne kadar keşfedilen en yüksek enerjili gama ışınlarına sahip pulsar olarak kayıtlara geçiyor. Djannati-Atai, “Bu keşif, mevcut ve gelecekteki daha hassas gama ışını teleskopları ile onlarca teraelektronvolt aralığında diğer pulsarlarının tespiti için yeni bir gözlem penceresi açıyor, böylece yüksek manyetik alanlı astrofizik nesnelerindeki aşırı ivme süreçlerinin daha iyi anlaşılmasının yolunu açıyor.” diyor.

Kaynak: Science Daily