Uzayın çok güçlü deniz feneri…! (Impossibly bright ‘lighthouse’ …!)

 pair-converging-supermassive-black-holes-virgo-constellation-lgULX-pulsar (temsili) 

(Kaynak: Spacedaily.com)

Spacedaily.com’da  9 Eylül 2016  tarihinde  yayımlanan  bir  haberde, çok  parlak  ışık  saçan  yeni  bir ULX-pulsar’ın  keşfi  duyuruldu… 

Bilim  insanları bir  nötron  yıldızının  üzerine  düşen (kırmızı)  gazların  yol  açtığı  şok  dalgalarının  madde  toplama  kolonlarının  ısınmasına  yol  açarak, bunların  çok  parlak  bir  şekilde  ışımasını  sağladığını  düşünüyor. Bu  kolonların  yan  duvarından  kaçan  fotonlar  ilave  madde  toplanmasını  engellemiyor…Bu  sebeple, kolonlar çok  miktarda foton  salınımına  devam  ediyor…Bu  modelde, madde  toplama  kolonlarının ve pusların  dönme  ekseni  etrafındaki  açısal  fark, nötron  yıldızının  dönüşüyle  birlikte, madde toplama  kolonlarının görünümünün  periyodik  olarak  değişimine  sebep  oluyor…   

Çok  parlak  x-ışını  kaynakları  olan  ULX’lerin Kara  Delikler  tarafından etiklendiği  düşünülmekteydi…  Ancak,  2014  yılında, x-ışını  teleskobu ‘NuSTAR’, bir  ULX   olan M82 X-2’de (12  milyon  ışık  yılı  uzaklıkta) beklenmeyen  periyodik  parlamalar  gözledi… Bu  ‘ULX-pulsar’   keşfi  astronomları oldukça  düşündürmüştü…!

Bilim  insanları,  Kara  Deliklerin ULX  yaratmak  için  yeterli  enerjiye  sağlayabilecek  kadar büyük  kütleli olabildiklerini  düşünüyor…  Ancak,  Kara  Deliklerin   darbeli emisyon (pulsed  emission)  sağlamaları  mümkün  görünmüyor…  ‘Pulsarlar’ enerji  palsleri ışıyan  gök cisimleri  olsalar  da, normal  şartlarda, ULX’lerden  çok  daha  sönükler…Bu  sebeple,  ULX’leri  açıklayabilmek  için  yeni  teorilerin  gerektiği  düşünülüyor…

Bilim  insanları,  ULX’lerin, güçlü  kütleçekimi  ile,  yakınındaki  bir  yıldızdan  gaz emen cisimler   olduğunu  düşünüyor… Emilen  bu  gaz,  yolu  üzerindeki başka  bir  gazla  çarpışınca, yükselen  ısı  bu  gazın  ışımasına  sebep  oluyor… Astronomlar, ısınan  bu   gazın  ışıdığı   x-ışını  fotonlarını  gözlüyor…Bu  fotonlar  merkezden  uzaklaşırken, puslar  tarafından  emilen  gazı iter  ve  gazın  merkeze  doğru  emilme  hızını  yavaşlatır…Bu  kuvvete  radyasyon  basıncı  kuvveti (radiation pressure force) denmekte… Cismin  üzerine daha  fazla  gaz  emilirken, daha  fazla  ısınarak  parlaklığı  daha  da  artmakta… fakat, parlaklığı  çok  arttığında, radyasyon  basıncı merkeze  doğru  düşen  gazı  yavaşlatmakta  ve  bir  çeşit  trafik  sıkışıklığı meydana  gelmekte…Bu  tarafik  sıkışıklığı gazın  sisteme  enerji  ilave  etmesini  ve  daha  da  parlamasını engellemekte… Radyasyon  basıncının kütleçekimi  kuvvetini  dengelediği  bu  parlaklık  üst  limitine ‘Eddington  Parlaklığı’  (Eddington luminosity)  adı  verilmekte…

Eddington  parlaklığı  cismin  kütlesi tarafından  belirlenmekte… Pulsarların kütlesinin  ULX’leri  tetklediği düşünülen  Kara  Deliklerin kütlesinin  yüzbindebirinden  daha  küçük  olduğundan, parlak  bir  ULX’in  ışımasının  yanında  çok  daha  küçük  bir  ışımaya  sahip…

Araştırmacı  Kawashma  ve  çalışma  arkadaşları, pulsarların  Eddington  parlaklığı  sınırlandırmasından  (trafik  sıkışıklığından) kurtulabilecekleri  bir  yolun  mevcut  olup  olmadığını  araştırdı…

Bilim  insanları,  normal yapıdaki  pulsarlarda, ‘madde  toplama  kolonu’ (accretion  column)  modelini  kullanmakta… Pulsarın  güçlü  manyetik alanı üzerine  düşen  gazı  yönlendirerek, onun  kutuplara  düşmesini   sağlamakta… Eğer  pusların  manyetik  kutupları  dönme  ekseninden  farklı  bir  konumdaysa, nötron  yıldızı  ekseni  etrafında  dönerken, manyetik  kutupları  da  bu  eksen  etrafında  dolanır… Eğer  manyetik  kutup Dünya  yönünü  gösterirse, parlak  görünür… Eğer  farklı  bir  yöne  bakarsa ışımalar  Dünyadan  gözlenemeyebilir…Bu  durum  bir  deniz  fenerinin  ışığının  sürekli  görünememesinin  (çakmasının) benzeridir…

Araştırmacılar, ‘radyasyon-hidrodinamik simülasyon’daki  (radiation-hydrodynamic simulation)  gelişmeler  sayesinde, nötron  yıldızları  üzerine süperkritik  madde  toplama  kolonlarını simüle  ederek,   gök  cismi  tarafından  emilen  gazın  Eddington  Parlaklığı  sınırlamasından  kaçınabileceğini  gösterdiler…! Bu  simülasyonda, emilen  gaz nötron  yıldızı  yakınında  bir  şok  dalgası (şok  front)  oluşturmakta…Gazın  çok  büyük  kinetik  enerjisi  termal  enerjiye  çevrilmekte… Bu  enerji  gazı  ısıtarak yüksek  miktarda  foton  yaymasına  sebep  olmakta… Ancak,  ortaya  çıkan  bu  fotonlar, yaklaşmakta  olan  gazı  itmek  yerine  kolonun  yanlarından dışarıya  doğru  yönlendirilmekte…Tekrar  eden  bu  süreçte daha  fazla  gaz emilirken, engellemeyle  karşılaşmadan, daha fazla  foton  yayımlanmakta…  Kısaca, ULX-pulsar  simüle  edilebilmekte…!  Araştırmacılar, ışıyan  foton ışınının (beam)  pulsar  yıldızının  dönme  eksenine  dik  doğrultuda  olduğunu  da  belirlediler…  

  

 

Yararlanılan  Kaynaklar:

https://www.youtube.com/watch?v=NdRobZ3Bl5M

http://www.spacedaily.com/reports/Avoiding_traffic_jam_creates_impossibly_bright_lighthouse_999.html