Güney Yarımküre’deki en güçlü radyo teleskopu ile parıldayan bir yıldız gözlemledik ve kozmik mahallemizde bol miktarda gizemli plazma yapısı keşfettik.
Gördüğümüz plazma yapıları, galaksideki enerjik olaylarla karıştırılan yıldızlararası siklonlara benzer, yoğunluk veya türbülans varyasyonlarıdır.
Bugün yayınlanan çalışma Doğa Astronomiayrıca bir pulsar çevreleyen bir yıldızlararası şok dalgası içindeki plazma katmanlarının ilk ölçümlerini de açıklar.
Şimdi yerel yıldızlararası ortamımızın bu yapılarla doldurulduğunu ve bulgularımızın da pulsar şok dalgaları teorilerine meydan okuyacak nadir bir fenomen içerdiğini anlıyoruz.
Pulsar nedir ve neden şok dalgası var?
Gözlemlerimiz, Dünya’dan 512 ışık yılı uzakta olan yakındaki hızlı dönen pulsar J0437-4715’te honlanmış. Pulsar bir nötron yıldızı, radyo dalgaları kirişleri ve partiküllerin enerjik bir “rüzgarı” üreten süper yoğun bir yıldız kalıntısıdır.
Pulsar ve rüzgarı yıldızlararası ortamdan süpersonik hızda hareket eder – yıldızlar arasındaki eşyalar (gaz, toz ve plazma). Bu bir yay şoku yaratır: kırmızı parlayan bir ısıtmalı gaz dalgası.
Yıldızlararası plazma türbülanslıdır ve pulsar radyo dalgalarını doğrudan, düz çizgi bir yoldan biraz uzaklaştırır. Dağınık dalgalar, Dünya, pulsar ve plazma gibi radyo teleskoplarımız üzerinde sürüklenen parlak ve loş yamalar deseni yaratır.
Bizim bakış açımızdan, bu pulsarın pırıltı veya “parıldama” olmasına neden olur. Etki, Dünya atmosferindeki türbülansın, gece gökyüzünde yıldızları nasıl pırılttığına benzer.
Pulsar sintilasyonu bize başka bir şekilde tespit edilemeyecek kadar küçük ve zayıf olan plazma yapıları hakkında benzersiz bilgiler verir.
Parlayan küçük radyo yıldızı
Çıplak gözle, bir yıldızın parıldayan rastgele görünebilir. Ancak en azından pulsarlar için gizli kalıplar var.
Doğru tekniklerle, sintilasyon yayları adı verilen parazit modelinden sipariş şekillerini ortaya çıkarabiliriz. Yıldızlararası plazmadaki kompakt yapıların yerlerini ve hızlarını detaylandırırlar. Sinirasyon yaylarını incelemek, yıldızlararası ortamın BT taramasını yapmak gibidir – her ark, ince bir plazma tabakası ortaya çıkar.
Genellikle, sintilasyon ark çalışmaları, galaksimizdeki sadece en aşırı (en yoğun veya en çalkantılı) plazma yapılarının görünümünü veren bir veya en fazla bu yayları ortaya çıkarır.
Sintilasyon ark çalışmamız, bugüne kadar herhangi bir pulsar için gözlenen en plazma yapıları olan benzeri görülmemiş bir 25 sintilasyon yayını ortaya çıkararak yeni bir zemin kırdı.
Çalışmamızın hassasiyeti ancak Pulsar’ın (en yakın milisaniye pulsar komşumuz) yakınlığı ve Güney Afrika’daki Meerkat Radyo Teleskopunun büyük toplama alanı nedeniyle mümkün oldu.
Yerel bir kabarcık sürpriz
Bulduğumuz 25 sintilasyon yayından 21’i yıldızlararası ortamda yapı ortaya koydu. Bu şaşırtıcıydı çünkü pulsar – kendi güneş sistemimiz gibi – galaksimizin yerel baloncuk adı verilen nispeten sessiz bir bölgesinde bulunuyor.
Yaklaşık 14 milyon yıl önce, galaksimizin bu kısmı, yıldızlararası ortamda malzemeyi süpüren ve sıcak bir boşluğu şişiren yıldız patlamalarıyla aydınlandı. Bugün, bu balon hala genişliyor ve şimdi bizden 1.000’e kadar ışık yılına kadar uzanıyor.
Yeni sintilasyon ark keşiflerimiz, yerel balonun daha önce düşünüldüğü kadar boş olmadığını ortaya koyuyor. Sadece kabarcık en azından bazı bölgelerde milyonlarca dereceden hafif 10.000 ° C’ye kadar soğutulması durumunda sürdürülebilen kompakt plazma yapıları ile doldurulur.
Şok keşifleri
Aşağıdaki animasyonda gösterildiği gibi, pulsar, enerjili hidrojen atomlarından gelen ışıkla kırmızı parlayan yay şokuyla çevrilidir.
Pulsarların çoğunun yay şokları ürettiği düşünülürken, zayıf nesneler olduğu için sadece bir avuç gözlendi. Şimdiye kadar hiçbiri sintilasyon kullanılarak incelenmemişti.
Kalan dört sintilasyon yayı plazma yapılarına kadar takip ettik içeri Pulsar yay şoku, gökbilimcilerin ilk kez bu şok dalgalarından birine baktığını işaret ediyor.
Bu bize farklı plazma katmanlarının BT benzeri bir görünümünü verdi. Bu yayları optik bir görüntü ile birlikte kullanarak, pulsar’ın uzaydan hareketi nedeniyle bizden biraz uzağa eğildiği görülen yeni bir üç boyutlu şok modeli oluşturduk.
Sintilasyon yayları da bize plazma tabakalarının hızlarını verdi. Beklendiği gibi, bir iç plazma yapısının şok cephesine doğru şok olan malzemenin zıt yönde akışına karşı hareket ettiğini keşfettik.
Bu tür sırt akışları simülasyonlarda görünse de, nadirdir. Bu bulgu bu yay şoku için yeni modeller yönlendirecektir.
Parıldayan bilim
Dünya çapında yeni ve daha hassas radyo teleskopları inşa edildiğinde, daha fazla pulsar yay şoklarından ve yıldızlararası ortamdaki diğer olaylardan sintilasyon görmeyi bekleyebiliriz.
Bu, galaksimizdeki bu görünmez plazma yapılarını yaratan enerjik süreçler hakkında daha fazla bilgi edinin.
Bu pulsar komşusunun sintilasyonu, yerel balonumuzun içindeki beklenmedik plazma yapılarını ortaya çıkardı ve bir yay şoku içindeki plazma hızını haritalamamıza ve ölçmemize izin verdi. Parlayan küçük bir yıldızın ne yapabileceği şaşırtıcı.
