Öyleyse Evrendeki en egzotik nesnelerden birinin sıcaklığını nasıl alırsınız? Bir nötron yıldızı (sadece 24 km çapında ~ 1.35 ila 2.1 güneş kütlesi), büyük bir yıldız öldükten sonra bir süpernova kalıntısıdır. Yeterince büyük olmamasına rağmen, kara delik haline gelen nötron yıldızları hala ciddi bir madde olup, ikili bir partnerinden gaz çeker, genellikle uzun süren alevlenme dönemleri geçirir.
Neyse ki, X-ışını parlamalarını gözlemleyebiliriz (örneğin Chandra), ancak bir nötron yıldızının sıcaklığını veya yapısını ortaya çıkarabilen parlamanın kendisi değildir.
Geçen hafta AAS konferansında, yarı kalıcı bir X-ışını geçici kaynağı (yani uzun süre parlayan bir nötron yıldızı) MXB 1659-29'un X-ışını gözlemleme kampanyasının sonuçları hakkındaki ayrıntılar, nötron yıldızlarının fiziği, bir nötron yıldızının kabuğu soğudukça kabuk kompozisyonunun açığa çıktığını ve bu egzotik süpernova kalıntılarının sıcaklığının ölçülebildiğini gösteriyor…
Parlama patlaması sırasında nötron yıldızları X-ışınları üretir. Bu X-ışını kaynakları ölçülebilir ve evrimi izlenebilir. MXB 1659-29 durumunda, Ed Cackett (Michigan Üniversitesi), uzun bir X-ışını alevlenmesinden sonra nötron yıldız kabuğunun soğumasını izlemek için NASA’nın Rossi X-ışını Zamanlama Gezgini'nden (RXTE) verileri kullandı. MXB 1659-29, Eylül 2001'de “kapanana” kadar 2,5 yıl boyunca alevlendi. O zamandan beri, kaynağın X-ışını emisyonlarındaki üstel azalmayı ölçmek için periyodik olarak gözlemlendiği görüldü.
Peki bu neden önemli? Uzun bir X-ışını alevlenmesinden sonra, bir nötron yıldızının kabuğu ısınacaktır. Bununla birlikte, nötron yıldızının çekirdeğinin nispeten serin kalacağı düşünülmektedir. Nötron yıldızı alevlenmeyi durdurduğunda (gaz birikmesi, parlamayı beslemesi, kapanması gibi), kabuğun ısıtma kaynağı kaybolur. Bu “sessizlik” döneminde (alevlenme yok), soğutma nötron yıldızı kabuğundan gelen azalan X-ışını akısı, nötron yıldızının özellikleri hakkında büyük bir bilgi zenginliği ortaya koymaktadır.
Sessizlik sırasında, gökbilimciler nötron yıldızının yüzeyinden yayılan X-ışınlarını (işaret fişeklerinin aksine) gözlemleyeceklerdir, böylece nötron yıldızının doğrudan ölçümleri yapılabilir. Sunumunda Cackett, MXB 1659-29'dan gelen X-ışını akısının katlanarak nasıl azaldığını ve daha sonra sabit bir akıda nasıl dengelendiğini inceledi. Bu, kabuğun alevlenmeden sonra hızla soğuduğu ve sonunda nötron yıldız çekirdeği ile termal dengeye ulaştığı anlamına gelir. Bu nedenle, bu yöntem kullanılarak nötron yıldızı çekirdek sıcaklığı çıkarılabilir.
Başka bir nötron yıldızı X-ışını geçici KS 1731-260'tan alınan veriler de dahil olmak üzere, sessizliğin başlaması sırasında gözlemlenen soğutma oranları, bu nesnelerin çok az safsızlığa sahip iyi düzenlenmiş kabuk kafeslerine sahip olduğunu göstermektedir. Hızlı sıcaklık düşüşü (parlamadan sessizliğe kadar) nötron yıldız çekirdeği ile termal dengeye ulaşmak yaklaşık 1,5 yıl sürdü. Chandra verileri kullanılarak daha fazla çalışma yapılacaktır, böylece bu hızla dönen egzotik nesneler hakkında daha fazla bilgi ortaya çıkarılabilir.
Aniden, geçen Salı günü geçen 10 dakikalık konuşmada nötron yıldızları benim için biraz daha az gizemli oldu, konferansları seviyorum…
İlgili yayınlar:
- Yarı kalıcı nötron yıldızı geçici EXO 0748-676'nın Chandra'da Swift ve Swift gözlemleriDegenaar et al., 2008
- MXB 1659-29'DA NÖTRON YILDIZININ SOĞUTMA SOĞUTMA EĞRİSİ, Rudy Wijnands, 2004
