Evren tuhaf bir yer. Yörüngedeki gözlemevi X-ışını Görüntüleme ve Spektroskopi Misyonu (XRISM), yakın zamanda güçlü kozmik rüzgarlarını belgelemek için bir pulsarı çalıştırdığında bu gerçeği vurguladı.
XRISM gözlemevi NASA, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ve Japonya Havacılık ve Uzay Araştırma Ajansı’nın (JAXA) ortak bir misyonudur. Görev aynı zamanda 2016’da fırlatılmasından kısa bir süre sonra başarısız olan talihsiz Hitomi X-ışını gözlemevinin yerini aldı.
Keşif, XRISM’de bulunan yumuşak bir X-ışını spektrometresi olan ESA’nın Resolve cihazı sayesinde gerçekleşti. Çalışma nötron yıldızı GX 13+1’i inceledi. Bu, Yay takımyıldızında, galaktik düzlemin çok yakınında, galaksimizin çekirdeğine doğru yer alan güçlü bir X-ışını kaynağıdır. GX 13+1 yaklaşık 23.000 ışık yılı uzaktadır. Sistem, 24,5 günlük bir yörüngede dönen bir pulsar ve büyük bir yıldızdan oluşan bir ikili sistemdir.
Pulsar olarak da bilinen nötron yıldızları, büyük yıldızların çökmüş çekirdekleri ve kalıntılarıdır. İlk pulsar, 1967 yılında Yengeç Bulutsusu’nun (Messier 1) kalbinde keşfedildi. “Pulsar” adı, bunların ritmik bir şekilde yanıp sönmesinden veya “nabız atmasından” gelmektedir. Keşfedildikten kısa bir süre sonra, bunlar onlara “Küçük Yeşil Adamlar (!)” anlamına gelen LGM-1 lakabını bile kazandırdı.
Artık pulsarların evrendeki tuhaf da olsa doğal fenomenler olduğunu biliyoruz. Kara delikler gibi pulsarlar da düşen sıcak maddeden oluşan bir birikim diskiyle çevrilidir. Bu içeri akış aynı zamanda X-ışınlarında belirgin olan güçlü bir dışarı akışı da körüklüyor.
Bu güçlü rüzgarlar yerel yıldız ortamlarını etkileyebilir, ya gaz bulutlarının çökmesine neden olabilir, yeni yıldız oluşumunu teşvik edebilir ya da bunu reddedip bu bulutları parçalayabilir. Süper kütleli kara delikleri çevreleyen geri bildirim rüzgarları o kadar yoğun olabilir ki, bulundukları galaksinin tamamındaki yıldız oluşum faaliyetine hakim olabilirler.
Ekip, pulsar GX 13+1’deki XRISM ve Resolve’yi kara deliklerin etrafından dışarı akan rüzgarlara olası bir analog olarak döndürme fırsatını kullandı. X-ışınları açısından çoğu süper kütleli kara delikten daha yakın ve daha parlak olan GX 13+1, bu çalışma için en önemli adaydı.
Bir sürprizle karşı karşıyaydılar. GX 13+1, gözlem penceresi açılmadan hemen önce aniden aydınlanmaya başladı. Bu tesadüfi olay, gökbilimcilere dışarı doğru akan rüzgarları ayrıntılı olarak incelemek için nadir bir şans verdi. Çarpışma basıncı, yüksek enerjili ışık basıncının içeri giren tüm maddeyi dışarı doğru akan kozmik rüzgara dönüştürdüğü bariyer olan Eddington sınırına bile ulaştı.
Matteo Guainazzi (ESA) yakın tarihli bir basın bülteninde, “Verilerdeki ayrıntıların zenginliğini ilk gördüğümüzde, oyunun kurallarını değiştiren bir sonuca tanık olduğumuzu hissettik” diyor. “Birçoğumuz için bu, onlarca yıldır peşinde olduğumuz bir hayalin gerçekleşmesiydi.”
Ancak bu garip pulsar rüzgarının da kendine has bir kişiliği var gibi görünüyordu. Spesifik olarak, bu rüzgar aslında yavaş görünüyordu ve saatte 1 milyon kilometrelik yavaş bir hızla “yalnızca” hareket ediyordu. Bu hızlı gibi görünse de, süper kütleli kara deliklerden Eddington sınırına ulaşan rüzgarların hızla uzaklaştığı görülüyor. gerçek saatte 200 milyon kilometre hızla seyahat eden hızlı hareket edenlerdir. Bu, ışık hızının yaklaşık dörtte biri kadardır.
Bu pulsar rüzgarı, süper kütleli kara delikleri çevreleyen yığılma disklerinden yayılan topak rüzgara kıyasla aynı zamanda yumuşaktır. Bu noktada araştırmacılar, farkın çevredeki birikim disklerinin boyutundan ve sıcaklığından kaynaklandığından şüpheleniyorlar. İronik olarak, süper kütleli kara deliklerin etrafındaki diskler, pulsarların etrafında görülenlerden daha büyük ve daha soğuktur. Bu keşif, pulsarların ve kara deliklerin yerel ortamlarını nasıl etkilediğini ve yıldız oluşumunu nasıl yönlendirdiğini anlamak açısından çok önemli.
XRISM’in çözümü bu keşfi mümkün kıldı. ESA’nın ayrıca 2037’de fırlatılacak olan ATHENA (Yüksek Enerji Astrofiziği için Gelişmiş Teleskop) adlı bir takip görevi için de gelecek planları var.
XRISM, Hubble veya JWST’nin baskısını almasa da muhteşem bir enstrümandır. Bu keşif, gizli kozmik rüzgarlara ve bunların evrendeki rollerine ışık tutuyor.
