Pulsarlar devasa yıldızların hızla dönen cesetleridir. Böyle bir gizem: nabızların kutuplarında neden milyon derece sıcak noktalar var? ESA'nın XMM-Newton X-Ray gözlemevinden elde edilen yeni veriler, yüklü parçacıkların kutuplarındaki pulsar yüzeyi ile çarpıştığı teorisine şüphe uyandırdı. XMM-Newton, parçacıkların sürekli çarpışması durumunda çok parlak olması gereken birkaç eski pulsarda X-ışını emisyonlarını göremedi.
ESA'nın XMM-Newton X-ışını gözlemevinin süper hassasiyeti, pulsar olarak bilinen yıldız cesetlerinin X-ışınlarını nasıl ürettiğine dair hakim teorinin revize edilmesi gerektiğini göstermiştir. Özellikle, soğutma nötron yıldızları üzerinde görülen milyon derecelik polar sıcak noktaları oluşturmak için gereken enerji, çoğunlukla dışarıdan değil, pulsarın içinden gelebilir.
Otuz dokuz yıl önce Cambridge gökbilimcileri Jocelyn Bell-Burnell ve Anthony Hewish pulsarları keşfetti. Bu gök cisimleri, her biri sadece 20 kilometre genişliğinde, ancak Güneş kütlesinin yaklaşık 1.4 katını içeren, güçlü bir şekilde mıknatıslanmış dönen yıldız çekirdekleridir. Bugün bile dünyadaki astronomları şaşkına çeviriyorlar.
“Pulsarların radyasyonunu nasıl yaydığı teorisi, yaklaşık kırk yıllık bir çalışmadan sonra bile hala başlangıç aşamasındadır,” diyor Garching, Almanya'daki Max-Planck Enstitüsü Fizik, Werner Becker. Pek çok model var ama kabul edilen teori yok. Şimdi, yeni XMM-Newton gözlemleri sayesinde, Becker ve meslektaşları, teorisyenlerin soğutma nötron yıldızlarının kutup bölgelerinde neden sıcak noktalara sahip olduklarını açıklamalarına yardımcı olacak önemli bir bulmacayı bulmuş olabilirler.
Nötron yıldızları, büyük yıldızların çöküşü sırasında milyardan (1012 K) dereceden fazla sıcaklıklarla oluşur. Doğdukları anda soğumaya başlarlar. Nasıl soğudukları, içindeki süper yoğun maddenin fiziksel özelliklerine bağlı olmalıdır.
Önceki X-ışını uydularla yapılan gözlemler, soğutma nötron yıldızlarından gelen X-ışınlarının pulsarın üç bölgesinden geldiğini göstermiştir. İlk olarak, tüm yüzey o kadar sıcak ki X-ışınları yayar. İkinci olarak, pulsarın manyetik çevresinde, manyetik alan çizgileri boyunca dışa doğru hareket ettiklerinde X-ışınları yayan yüklü parçacıklar vardır. Üçüncüsü ve bu son soruşturma için çok önemli olan daha genç pulsarlar kutuplarında X-ışını sıcak noktaları gösterir.
Şimdiye kadar, gökbilimciler yüklü parçacıklar, kutuplardaki pulsar'ın yüzeyi ile çarpıştıklarında sıcak noktaların üretildiğine inanıyorlardı. Ancak, en son XMM-Newton sonuçları bu görüşte şüphe uyandırdı.
XMM-Newton, her biri birkaç milyon yıla kadar olan beş pulsardan X-ışını emisyonunun ayrıntılı görüntülerini yakaladı. “Başka hiçbir X-ışını uydusu bu işi yapamaz. Sadece XMM-Newton, X-ışını emisyonlarının ayrıntılarını gözlemleyebilir ”diyor Becker. O ve işbirlikçileri, dışa doğru hareket eden parçacıklardan emisyon görmelerine rağmen, yüzey emisyonu veya kutup sıcak noktaları hakkında hiçbir kanıt bulamadılar.
Yüzey emisyonunun olmaması sürpriz değildir. Doğumlarından bu yana geçen birkaç milyon yıl içinde bu pulslar milyarlarca dereceden 500.000 santigrat dereceden daha az soğumaya başladı, bu da yüzey çapındaki X-ışını emisyonlarının gözden kaybolması anlamına geliyor.
Bununla birlikte, eski pulsarlardaki polar sıcak noktaların olmaması büyük bir sürprizdir ve polar yüzey bölgelerinin parçacık bombardımanı ile ısıtılmasının, önemli bir termal X-ışını bileşeni üretecek kadar verimli olmadığını gösterir. Becker, “Üç milyon yıllık pulsar PSR B1929 + 10 durumunda, herhangi bir ısıtmalı kutup bölgesinden gelen katkı, tespit edilen toplam X-ışını akısının yüzde yedi'sinden az” diyor.
Geleneksel bakış açısının soruna bakmanın tek yolu olmadığı görülmektedir. Alternatif bir teori, doğumundan bu yana pulsarda sıkışan ısının, pulsar içindeki yoğun manyetik alan tarafından kutuplara yönlendirileceği yönündedir. Bunun nedeni, ısının elektrik yüklü ve manyetik alanlar tarafından yönlendirilecek olan elektronlar üzerinde taşınmasıdır.
Bu, genç pulsarlardaki polar sıcak noktaların, pulsarın dışından partiküllerin çarpışmasından ziyade, ağırlıklı olarak pulsar içindeki ısıdan üretildiği anlamına gelir. Bu nedenle yüzeyden yayılan emisyonla aynı şekilde gözden kaybolurlar. Becker, “Bu görüş hala tartışılıyor ancak yeni XMM-Newton gözlemleri tarafından büyük ölçüde destekleniyor” diyor.
Pulsarların keşfinden yaklaşık kırk yıl sonra, eski pulsarların astronomlara öğretmek için hala yeni hileleri var gibi görünüyor.
Orijinal Kaynak: ESA Haber Bülteni
