Uzayın derinliklerinden gelen ve “uzun periyotlu radyo geçişleri” (LPT’ler) olarak adlandırılan gizemli sinyaller, uzun zamandır bilim insanlarının ilgisini çekiyor. Bu sinyaller, galaksimizin içindeki nesnelerden geliyor ve düzenli aralıklarla tekrarlayan, yüksek polarizasyonlu radyo patlamaları şeklinde kendini gösteriyor. Bilim insanları ilk ipuçlarını 2005 yılında yakalarken, o zamandan beri bu tür daha birçok sinyal tespit edildi.
Ancak, bu sinyallerin kökeni uzun süre bir muammaydı. Şimdi ise, yeni bir araştırma sayesinde en azından bir LPT’nin kaynağına dair önemli bir açıklama sunuluyor. Araştırma, “Periyodik radyo ve X-ışını emisyonu: Birikimli beyaz cüce ikili sistemi” başlığıyla Nature Astronomy dergisinde yayımlandı. Çalışmanın başında Kovi Rose yer alıyor; o da Sydney Üniversitesi’nin Fizik Bölümü’nden bir doktora öğrencisi ve CSIRO kurumundan.
“Bu sistemlerin fiziksel kökenleri hakkında çok az şey biliyoruz,” diyor yazarlar. “Astronomlar, yavaş dönen manyetarların ve hızla hareket eden bir yıldızla eşleşmiş beyaz cücelerin potansiyel açıklamalar olarak önerilmiş.”
Son zamanlardaki LPT örnekleri, bu sinyallerin arkasındaki mekanizmanın beyaz cücelerle ilişkili olabileceği fikrini destekliyor. Ancak, tam olarak nasıl oluştuğu hala belirsizdi.
Bu çalışmada, araştırmacılar ASKAP J174508.9-505149 adlı yeni bir LPT’nin keşfini ve açıklamasını sunuyorlar. Bu yeni LPT, “J17” olarak adlandırılıyor ve 1.3 saatlik bir yörüngeye sahip. Yazarlar, “Bu sistem, yörüngesel olarak modüle edilmiş X-ışını emisyonu ve radyo patlamaları sergiliyor,” diyorlar. “Bu eliptik olarak polarize olmuş radyo patlamaları, potansiyel olarak daha uzun bir periyot nedeniyle frekansta kayma gösteriyor ve birkaç saat boyunca tamamen kesiliyor.”
J17’nin radyo sinyalinin birkaç saat boyunca kesilmesi, LPT’nin arkasındaki mekanizmanın önemli bir ipucu. Ayrıca, frekansların daha uzun bir periyotta yukarı ve aşağı doğru kayması da dikkat çekici.
Araştırmacılar, bu LPT’nin “manyetize olmuş birikimli beyaz cüce” (CV) sisteminden kaynaklandığını belirtiyorlar. Bu tür sistemlerde, bir beyaz cüce yıldız, diğerinden madde çekerek büyür.
“İlk kez bu sinyallerin kaynağını belirledik ve bunun ‘birikimli beyaz cüce’ olduğunu doğruladık,” diyor baş yazar Rose. “Uzun periyotlu radyo geçişleri yıllardır astronomları şaşırtıyor. Şimdiye kadar sadece yaklaşık bir düzine tespit ettik ve kökenleri belirsizdi. Ancak, şimdi bu türden bir sinyalin kaynağının, aktif olarak madde çeken bir beyaz cüce yıldızdan geldiğini gösterdik.”
Beyaz cüceler, bazen “Tip Ia süpernova” adı verilen patlamalara neden olabilir. Bu durumlarda, beyaz cüce eş yıldızından o kadar çok madde toplar ki sonunda patlar ve yok olur.
Ancak, birikimli beyaz cücelerde durum farklıdır. Ayrıca, LPT’ler pulsar’lara benzese de aslında farklıdırlar.
“Gördüğümüz titreşim, dönmeden kaynaklanmıyor. Bunun yörüngeden kaynaklandığını düşünüyoruz,” diyor çalışma ortak yazarı David Kaplan, Wisconsin Milwaukee Üniversitesi’nde Fizik ve Astrofizik profesörü. “Bu ikili yıldızların 80 dakikada bir kez yörüngeye girmesi için hem çok küçük olmaları hem de birbirlerine çok yakın olmaları gerekiyor. Aslında, o kadar küçükler ki, bir yıldızdan diğerine madde geçiyor ve bu da bazı gözlemlerimizde gördüğümüz belirli bir imzayı oluşturuyor; bu da onları iyi çalışılmış ‘birikimli beyaz cüce’ sınıfına bağlıyor.”
Bu çalışmadaki CV sistemi, Güneş büyüklüğünde ancak Güneş kütlesine sahip bir beyaz cüce ve Güneşin yaklaşık 1/10’una sahip bir kırmızı cüce içeriyor. Bu ikili sistem birbirlerine çok yakın yörüngede bulunuyor ve bir saatten biraz daha kısa sürede bir tam dönüş tamamlıyor.
J17’de, beyaz cücenin yüzeyinde toplanan ve ısınıp X-ışını emisyonuna neden olan eş yıldızdan gelen madde de mevcut. Ancak radyo patlamaları bundan kaynaklanmıyor; bunun yerine yıldızların etkileşen manyetik alanlarından kaynaklanıyor.
“Bu emisyonlar, sistemin yörüngesel hareketleriyle ilgili,” diyor Rose. “Ancak ilginç bir şekilde, radyo ve X-ışını sinyalleri aynı anda zirveye ulaşmıyor; bu da farklı bölgelerden üretildiklerini gösteriyor.”
J17’nin aralıklarla gelen sinyalleri ve patlamaları, sistemin plazma ve manyetik alanlarından kaynaklanıyor. Yazarlar, “Gözlemlenen radyo titreşimlerinin morfolojisi ve periyodikliği, ASKAP J1745-5051’deki yerel plazma yoğunluğu ve manyetik alan etkileşimi koşullarındaki değişikliklerden kaynaklanabilir,” diyorlar. “ASKAP J1745-5051 gözlemlerimiz, manyetize olmuş birikimli beyaz cücelerde radyo patlamaları da dahil olmak üzere elektromanyetik spektrum boyunca emisyonun oluşumunda manyetik olarak yönlendirilmiş birikimin önemli bir rol oynadığını gösteriyor.”
Bu çalışma, daha önce de LPT’lerin arkasında ikili yıldızların olabileceğine dair ipuçları olsa da, en iyi kanıtı sunuyor. Yazarlar, J17’nin modüle edilmiş radyo ve X-ışını emisyonlarının yörünge periyoduyla ilişkili olduğunu ve “en azından LPT popülasyonunun bir kısmının birikimli beyaz cücelerden oluştuğunu açıkça gösterdiğini” belirtiyorlar.
“Benzer sistemlerin daha önce ikili sistemlerle ilişkilendirildiğine dair bazı ipuçları vardı, ancak burada hem yıldızları hem de birikim sürecini aynı anda görebileceğimiz ilk örnek,” diyor çalışma ortak yazarı Tara Murphy, Sydney Üniversitesi’nin Fizik Bölümü’nde profesör.
Araştırmacılar, J17’nin LPT çalışmalarında önemli bir referans noktası olabileceğini belirtiyorlar. “Bu sistem, bu sinyalleri çözmemize yardımcı olabilir. Diğer uzun periyotlu geçişlerin daha çok pulsar’lara mı yoksa beyaz cüce sistemlerine mi benzediğini belirlememize yardımcı olabilir; bu da onu bir tür ‘evrensel çeviri aracı’ gibi yapar,” diyor baş yazar Rose.
J17, aynı zamanda diğer yüksek enerjili astrofizik nesnelerle paylaştığı başka bir önemli özelliği de taşıyor. “Bu sistemler, maddenin güçlü manyetik alanlar altında ve yoğun yerçekimi kuvvetleri altında nasıl davrandığını anlamamıza yardımcı olur,” diyor Rose.
Şimdi ise soru şu: Bu birikimli beyaz cüceler, tüm LPT sınıfını açıklayabilir mi yoksa birden fazla kaynak mı var?
“Bu süreçlerin, ortaya çıkan tüm LPT sınıfının özelliklerini açıklayıp açıklayamayacağını belirlemek, ayrıntılı simülasyonlar ve modellemeler gerektirecektir; aynı zamanda yeni LPT’lerin keşfedilmesi ve incelenmesi de önemlidir,” diyor yazarlar.
Kaynak: Universe Today
