Nötron Yıldızlarının Çarpışması Çok Ağır Olduğunu Düşündüğümüz Bir Nötron Yıldızı Yarattı


Çarpışan nötron yıldızlarının yaydığı bir ışık parlaması, Evrenin nasıl çalıştığına dair anlayışımızı bir kez daha alt üst etti.

İki yıldız birleşirken ortaya çıkan kısa gama ışını patlamasının analizi, beklendiği gibi bir kara delik oluşturmak yerine, birleşmenin ani ürününün, tahmin edilen maksimum nötron yıldızı kütlesinden çok daha ağır, oldukça manyetize olmuş bir nötron yıldızı olduğunu ortaya çıkardı.

Bu magnetar, bir kara deliğe çökmeden önce bir günden fazla süre varlığını sürdürmüş gibi görünüyor.

Birleşik Krallık’taki Bath Üniversitesi’nden astronom Nuria Jordana-Mitjans, “Uzun yaşam beklentisine sahip böylesine büyük bir nötron yıldızının normalde mümkün olduğu düşünülmüyor.” söylenmiş Gardiyan. “Bunun neden bu kadar uzun ömürlü olduğu bir muamma.”

Nötron yıldızları, bir yıldızın ömrünün sonunda nasıl sona erebileceğinin bir spektrumundadır. Milyonlarca veya milyarlarca (veya potansiyel olarak trilyonlarca) yıl boyunca, bir yıldız, sıcak basınçlı çekirdeğinde atomları kaynaştıran bir motor olarak ilerleyecektir.

Sonunda, bir yıldızın kaynaştırabileceği atomlar tükenecek ve bu noktada her şey bir şekilde patlayacak. Yıldız dış kütlesini dışarı atar ve artık füzyon tarafından sağlanan dış basınçla desteklenmeyen çekirdek, yerçekiminin iç basıncı altında çöker.

Bu çökmüş çekirdekleri nasıl kategorize edeceğimiz, nesnenin kütlesine bağlıdır. Güneş’in yaklaşık 8 katı kütleye kadar başlayan yıldızların çekirdekleri, üst kütle limiti 1,4 güneş kütlesi olan beyaz cücelere çökerek Dünya büyüklüğünde bir küre haline geldi.

8 ila 30 güneş kütlesi arasındaki yıldızların çekirdekleri, sadece 20 kilometre (12 mil) çapında bir kürede, yaklaşık 1,1 ila 2,3 güneş kütlesi arasında nötron yıldızlarına dönüşür. Ve teoriye göre, nötron yıldızı üst kütle sınırının üzerindeki en büyük yıldızlar kara deliklere çöküyor.

Ancak 5 güneş kütlesinin altında kayda değer bir kara delik kıtlığı var, bu nedenle bu kütle rejiminde ne olduğu büyük ölçüde bir muamma.

Nötron yıldızı birleşmelerinin astronomlar için bu kadar ilginç olmasının nedeni budur. İki nötron yıldızı ikili bir sistemdeyken ve kaçınılmaz olarak bir araya geldikleri ve iki nötron yıldızını birleştiren tek bir nesne haline geldikleri yörüngesel bozulma noktasına ulaştıklarında ortaya çıkarlar.

Çoğu ikili nötron yıldızı, nötron yıldızları için teorik üst kütle sınırını aşan birleşik bir kütleye sahiptir. Dolayısıyla, bu birleşmelerin ürünleri, muhtemelen o nötron yıldızı-kara delik kütle boşluğu içinde sağlam bir şekilde oturacaktır.

İkili nötron yıldızları çarpıştıklarında, kısa süreli gama ışını patlaması olarak bilinen yüksek enerjili bir radyasyon patlaması yayarlar. Bilim adamları bunların yalnızca bir kara deliğin oluşumu sırasında yayılabileceğini düşünmüştü.

Ancak birleşen nötron yıldızlarının tam olarak nasıl bir kara deliğe dönüştüğü bir muamma. Kara delik bir anda mı oluşuyor, yoksa iki nötron yıldızı çok ağır bir nötron yıldızı üretiyor ve bu yıldız birleşmeden birkaç yüz milisaniye sonra çok hızlı bir şekilde kara deliğe mi çöküyor?

GRB 180618A, Haziran 2018’de tespit edilen ve bize ulaşmak için 10,6 milyar yıl yol kat eden kısa süreli bir gama ışını patlamasıydı. Jordana-Mitjans ve meslektaşları, bu nesnenin yaydığı ışığa daha yakından bakmak istedi: patlamanın kendisi, kilonova patlaması ve daha uzun ömürlü parlama.

Ancak olayın zaman içinde ürettiği elektromanyetik radyasyona baktıklarında bir şeylerin yanlış olduğunu gördüler.

Afterglow’un optik emisyonu, gama ışını patlamasından 35 dakika sonra kayboldu. Ekip, bunun, sürekli bir enerji kaynağı tarafından hızlandırılan, ışık hızına yakın bir hızla genişlemesi nedeniyle olduğunu buldu.

Bu bir kara delikle değil, bir nötron yıldızıyla tutarlıydı. Ve herhangi bir nötron yıldızı değil. Manyetar dediğimiz şeye benziyordu: sıradan bir nötron yıldızınınkinden 1000 kat daha güçlü bir manyetik alana sahip olan ve katrilyon kez Dünya’nınkinden daha güçlü. Ve 100.000 saniyeden fazla (yaklaşık 28 saat) ortalıkta asılı kaldı.

“İlk kez,” Jordana-Mitjans diyor“Gözlemlerimiz, orijinal nötron yıldızı çiftinin ölümünden sonra en az bir gün yaşamış, hayatta kalan bir nötron yıldızından gelen çok sayıda sinyali vurgulamaktadır.”

Magnetarın bu kadar uzun süre yaşamasına neyin yardımcı olabileceği net değil. Manyetik alanın, en azından kısa bir süre için, tamamen çökmesini önleyen bir dışa doğru çekme sağlayarak ona biraz yardım etmiş olması muhtemeldir.

Mekanizma ne olursa olsun – ve bu kesinlikle daha fazla araştırmayı gerektirecek – ekibin çalışması, süper kütleli nötron yıldızlarının kısa süreli gama ışını patlamaları başlatma yeteneğine sahip olduğunu ve artık bir kara deliğin varlığını varsayamayacağımızı gösteriyor.

“Bu tür bulgular, yeni doğan nötron yıldızlarının bazı kısa süreli GRB’lere ve onlara eşlik ettiği tespit edilen elektromanyetik spektrum boyunca parlak emisyonlara güç sağlayabildiğini doğruladıkları için önemlidir.” Jordana-Mitjanlar diyor.

“Bu keşif, gökyüzünde sinyaller ararken, nötron yıldızı birleşmelerini ve dolayısıyla yerçekimi dalgaları yayıcılarını bulmak için yeni bir yol sunabilir.”

Araştırma yayınlandı Astrofizik Dergisi.



Kaynak : https://www.sciencealert.com/colliding-neutron-stars-created-a-neutron-star-we-thought-too-heavy-to-exist

Yorum yapın

SMM Panel PDF Kitap indir