Uluslararası bir astronomi ekibi, X-Işını Görüntüleme ve Spektroskopi Görevi (XRISM) uzay teleskobunu kullanarak, yaklaşık 13.000 ışık yılı uzaklıktaki BP Crucis sistemini 16 saat boyunca izleyerek, dev bir mavi dev yıldızın rüzgarının, bir süpernova patlamasının ardından geriye kalan nötron yıldızı GX 301-2’nin yüzeyine çarptığı en şiddetli X-Işını patlamasından birinin son aşamasını yakaladı.
İzlenen sistemde, Güneş’in kütlesinin yaklaşık 40 katı ve çapının ise 60 katı kadar olan Wray 977 adlı mavi dev yıldız, sürekli olarak iyonize gaz ve plazma akışı yayar. Bu plazma, nötron yıldızı GX 301-2’nin güçlü yerçekimi alanı tarafından yakalanıp yüzeyine yönlendirilirken, astronomlar plazma akışının hızını ve yönünü ilk kez net biçimde belirleyebildi.
Ekstrem Kalan Yıldız Kalıntısı
Nötron yıldızları, o kadar ekstrem olaylar olarak kabul edilir çünkü bir süpernova patlaması sonucunda ortaya çıkan, Güneş’in kütlesinin bir ile iki katı kadar madde, yaklaşık 20 kilometre çapında bir küreye sıkıştırılır. Bu yoğunluk, nötron yıldızlarından bir çay kaşığı miktarının dünyaya getirilse bile yaklaşık 10 milyon ton ağırlığına ulaşması anlamına gelir; bu da, ağırlığı 85.000 yetişkin mavi balina ile aynı seviyede olur.
Bazı genç nötron yıldızları, bilinen pulsarlar olarak adlandırılır ve saniyede 700 kez kadar hızlı dönerken, uzayın her yerine ışık fenerinin ışını gibi tarama yapan çift radyasyon demeti yayar.
BP Crucis sistemi, rüzgar beslemeli pulsar yığılmasını incelemek için ideal bir laboratuvar niteliğindedir ve XRISM’in hassas, yüksek çözünürlüklü Resolve spektrometresi, söz konusu süreçlerin anlaşılmasını geliştirmek için ideal bir enstrümandır.
NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi’ndeki görevin proje bilim insanı Brian Williams
Plazma Akışının Hızı ve Yönü Belirlendi
XRISM, bu sistemi incelemek için Resolve aletini kullanıp Şubat 2025’te yaklaşık 16 saat boyunca gözlemledi ve bu ekstrem patlama olaylarının birinin son kısmını yakaladı. Yapılan gözlemler sonucunda, GX 301-2’ye çarpan plazma akışının hızı ve yönü ortaya kondu. Plazma akışının saatte 335.000 mil, yani saatte 540.000 kilometre hızla hareket ettiği belirlendi; bu hız, dünyadaki Lockheed Martin F-16 jet savaş uçağının maksimum hızının yaklaşık 200 katı düzeyinde.
Ekip, nötron yıldızının dev mavi dev yıldız etrafında yörüngede 42 Dünya günü sürerken, nötron yıldızının devasa yerçekiminin, yörüngesi boyunca geçtiği yoğun plazma akışını oluşturduğunu ve bu durumun X-Işını patlamalarına yol açtığını öne sürdü. Nötron yıldızı yıldız vericisine en yakın olduğunda ve dolayısıyla daha yoğun bir plazma akışından geçtiğinde bu patlamalar daha ekstrem hale gelir.
Bu gözlemlerin dönüm noktası niteliğinde olduğu açıkça görülüyordu, ancak aynı zamanda analizün özellikle detaylı olması gerektiği anlamına geliyordu. Nötron yıldızının çok yakınında yoğun plazma akışının nasıl davrandığını görebildik.
İndiya’daki Manipal Doğal Bilimler Merkezi’ndeki araştırmacı Nazma Islam
Yığılma Diskeğinin Parçalanması ve Son Aşama
Ekip, nötron yıldızının yıldız akışına girdikçe plazmayı kendine doğru süpürdüğü ve bu durumla nötron yıldızı ısındıkça X-Işını yayan kalın bir madde diskeği oluşturduğunu öne sürdü. Gaz, diskekten nötron yıldızına beslenerek onu ısıtır ve X-Işını yamar.
Nötron yıldızı plazma nehrinin en yoğun bölgesine daha derin girince, disk parçalanır. Bunun nedeni, bu noktadaki maddenin diskeğini sürdürmek için yeterli açısal momentumun artık sahip olmamasıdır. Disk kaybolduktan sonra, kısa süreliğine ters yönde dönerek yeniden belirse de, plazma doğrudan nötron yıldızının yüzeyine çarpabilir; bu da en yoğun X-Işını patlamasını yaratan süreçtir. Nötron yıldızı, bu plazma akışının tam üzerinden geçmesini dört Dünya günü süren bir süreçte tamamlar.
Yapılan araştırma, Cuma günü (18 Eylül) bir dergide yayımlandı.
