Büyük yıldızlar yaşam döngüsünün sonuna geldiğinde, büyük bir süpernovada patlarlar ve malzemelerinin çoğunu dökerler. Geriye hızlı dönen ve elektromanyetik radyasyon ışınları yayan “milisaniye pulsar”, süper yoğun, yüksek mıknatıslanmış bir nötron yıldızı. Sonunda, bu yıldızlar dönme enerjilerini kaybeder ve yavaşlamaya başlarlar, ancak bir yoldaşın yardımıyla tekrar hızlanabilirler.
Yakın tarihli bir araştırmaya göre, uluslararası bir bilim adamları ekibi, komşu Andromeda Gökadasında (XB091D) bulunan ultra yavaş bir pulsar gözlemlerken bu nadir olaya tanık oldu. Çalışmalarının sonuçları, bu pulsarın son bir milyon yıldır hızlandığını gösterdi, bu da muhtemelen o zamandan beri hızlı dönme hızını geri kazanmış olan bir arkadaşın sonucudur.
Tipik olarak, bir pulsar sıradan bir yıldızla eşleştiğinde, sonuç bir pulsar ve beyaz bir cüceden oluşan bir ikili sistemdir. Bu, pulsar bir yıldızın dış katmanlarını çekip beyaz bir cüceye dönüştürdükten sonra ortaya çıkar. Daha sonra bu dış tabakadan gelen malzeme, pulsarın etrafında, X-ışını spektrumunda parlak bir şekilde yayılan ve sıcaklığın milyonlarca dereceye ulaşabildiği bir “sıcak nokta” oluşturan bir birikim diski oluşturur.
Ekip, Lomonosov Moskova Devlet Üniversitesi'nde (MSU) Sternberg Astronomi Enstitüsü'nden Ivan Zolotukhin tarafından yönetildi ve Toulouse Üniversitesi, Ulusal Astrofizik Enstitüsü (INAF) ve Smithsonian Astrofizik Gözlemevi'nden gökbilimcileri içeriyordu. Çalışma sonuçları Astrofizik Dergisi “Ekstragalaktik Küresel Kümede En Yavaş Dönen X-Işını Pulsarı” başlığı altında.
Makalelerinde belirttikleri gibi, bu pulsarın saptanması, 2000-2013 arası XMM-Newton uzay gözlemevi tarafından toplanan veriler sayesinde mümkün oldu. Bu süre zarfında XMM-Newton, Lomosov MSU'daki astronomlar tarafından açık bir çevrimiçi veritabanında birleştirilen yaklaşık 50 milyar X-ışını fotonu hakkında bilgi topladı.
Bu veritabanı, gökbilimcilerin daha önce keşfedilen birçok nesneye daha yakından bakmalarına izin verdi. Bu, Andromeda galaksisindeki en eski küresel yıldız kümelerinden birinde bulunan saniye periyodu olan bir pulsar olan XB091D'yi (“ikinci pulsar”) içerir. Ancak, XB091D'yi karakterize etmelerini sağlayacak X-ışını fotoğraflarını bulmak kolay bir iş değildi. Ivan Zolotukhin'in bir MSU basın bülteninde açıkladığı gibi:
“XMM-Newton'daki dedektörler bu pulsardan her beş saniyede bir yalnızca bir foton tespit ediyor. Bu nedenle, kapsamlı XMM-Newton verileri arasında pulsar arayışı, samanlıkta iğne araştırması ile karşılaştırılabilir. Aslında, bu keşif için periyodik sinyali araştırmamıza ve çıkarmamıza izin veren tamamen yeni matematiksel araçlar yaratmamız gerekiyordu. Teorik olarak, bu yöntem için astronomi dışındakiler de dahil olmak üzere birçok uygulama var. ”
Toplam 38 XMM-Newton gözlemine dayanarak, ekip bu pulsarın (o zamanlar galaksimizin ötesinde türünün tek bilinen pulsarıydı), “gençleştirme” nin ilk aşamalarında olduğu sonucuna vardı. Kısacası, gözlemleri pulsarın 1 milyon yıl önce hızlanmaya başladığını gösterdi. Bu sonuç, XB091D'nin bugüne kadar keşfedilen en yavaş dönen küresel küme atarcası olduğu gerçeğine dayanıyordu.
Nötron yıldızı bir devrimi 1,2 saniyede tamamlar, bu da önceki rekortan 10 kat daha yavaştır. Gözlemledikleri verilerden XB091D çevresindeki ortamı da karakterize edebildiler. Örneğin, pulsar ve ikili çiftinin, yaklaşık 2.5 milyon ışıkyılı uzaklıktaki Andromeda Galaksisindeki son derece yoğun bir küresel kümede (B091D) bulunduğunu buldular.
Bu kümenin 12 milyar yaşında olduğu tahmin ediliyor ve milyonlarca eski, soluk yıldız içeriyor. Bu arada, 0.8 güneş kütleli bir yıldız ve ikili sistemin kendisinin 30.5 saatlik bir dönme süresi var. Ve yaklaşık 50.000 yıl içinde, pulsar bir kez daha milisaniyede - yani bir milisaniye pulsarda ölçülen bir dönme periyoduna sahip olacak şekilde yeterince hızlanacaktır.
İlginç bir şekilde, XB910D’nin süper yüksek yoğunluklu yıldızların bu geniş bölgesindeki konumu, yaklaşık 1 milyon yıl önce bir arkadaşı yakalamasına ve en başta “gençleştirme” sürecine başlamasına izin verdi. Zolotukhin'in açıkladığı gibi:
“Galaksimizde, bilinen 150 küresel yıldız kümesinde bu kadar yavaş X-ışını pulsarları gözlenmez, çünkü çekirdekleri yeterince yüksek bir oranda yakın ikili yıldızlar oluşturacak kadar büyük ve yoğun değildir. Bu, XB091D'de son derece yoğun bir yıldız bileşimine sahip B091D küme çekirdeğinin, olağan kümeden çok daha büyük olduğunu gösterir. Bu yüzden, Andromeda galaksisinin bir zamanlar yuttuğu küçük bir galaksinin yoğun bir kalıntısı olan büyük ve oldukça nadir bir nesneyle uğraşıyoruz. Buradaki yıldızların yoğunluğu, yaklaşık 2,5 ışıkyılı genişliğinde bir bölgede Güneş'inkinden yaklaşık 10 milyon kat daha fazla. ”
Bu çalışma ve ekibin onu bulmak için geliştirdiği matematiksel araçlar sayesinde, gökbilimciler önümüzdeki yıllarda daha önce keşfedilen birçok nesneyi tekrar ziyaret edebilecekler. Bu muazzam veri setlerinde, sadece tanık olmayı ve uygun şekilde karakterize edilmeyi bekleyen nadir astronomik olayların birçok örneği olabilir.
İlave okumalar: Astrofizik Dergisi, Lomonosov Moskova Devlet Üniversitesi
