Gökbilimciler, yakındaki garip bir hale ile yakındaki bir pulsar'ı izliyorlardı. Bu pulsar, bir süre şaşkın astronomlara sorulabilir. Atarca Geminga olarak adlandırılır ve Gemini takımyıldızında yaklaşık 800 ışıkyılı uzaklıkta, Dünya'ya en yakın atarcalardan biridir. Sadece Dünya'ya yakın değil, Geminga da gama ışınlarında çok parlak.
Halenin kendisi gözlerimiz için görünmez, çünkü gama dalga boylarında olduğu için. (NASA’nın Fermi Gamma-ray Uzay Teleskobu onu keşfetti.) Ama büyük, 40 tam Ay kadar gökyüzünü kaplıyor.
Hale, kendi mahallemizdeki bazı gidişatlardan sorumlu olabilir: Dünya'nın yakınında bol miktarda anti-madde var ve varlığı on yıl boyunca bilim adamlarını şaşırttı.
Washington'daki Amerika Katolik Üniversitesi'nde ve NASA'nın Goddard Uzayında astrofizikçi olan Mattia Di Mauro, “Analizimiz, aynı pulsarın, Dünya'nın yakınında bir tür kozmik parçacığın neden olağandışı bol miktarda olduğu hakkında on yıl süren bir bulmacadan sorumlu olabileceğini gösteriyor. Greenbelt, Maryland Uçuş Merkezi. “Bunlar, güneş sisteminin ötesinde bir yerden gelen elektronların antimadde versiyonu olan pozitronlar.”
Atarca, süpernovaya gitmiş büyük bir yıldızın kalıntısıdır. Geminga, yaklaşık 300.000 yıl önce Gemini takımyıldızında bir süpernova patlamasının sonucudur. Bu, Dünya'ya belli bir yöne yönlendirilmiş dönen bir nötron yıldızıdır, böylece enerjisi süpürücü bir deniz feneri gibi bize doğru yönlendirilir.
Bir pulsar doğal olarak hem elektronlardan hem de pozitronlardan oluşan bir bulutla çevrilidir. Çünkü bir nötron yıldızı, bilinen herhangi bir nesnenin en güçlüsü olan yoğun bir elektromanyetik alana sahiptir. Süper güçlü alan, parçacıkları atarca'nın yüzeyinden çeker ve ışık hızına yakın hızlandırır.
Elektronlar ve bunların anti-madde muadilleri, pozitronlar dahil olmak üzere bu hızlı hareket eden parçacıklar kozmik ışınlardır. Kozmik ışınlar bir elektrik yükü taşıdığından, manyetik alanların etkilerine maruz kalırlar. Kozmik ışınlar Dünya'ya ulaştığında, gökbilimciler kaynaklarını tam olarak saptayamazlar.
Geçtiğimiz on yıl boyunca, farklı gözlemevleri ve deneyler, çevremizde beklenenden daha yüksek enerjili pozitronlar tespit etti. NASA’nın Fermi Gama ışını Uzay Teleskopu, NASA’nın Alfa Manyetik Spektrometresi ve diğer deneyler bunları tespit etti. Bilim adamları, kaynak olarak Geminga da dahil olmak üzere yakındaki pulsarların olmasını beklediler. Ancak bu pozitronların manyetik alanlardan etkilenme şekli nedeniyle kanıtlanamamıştır.
2017'ye kadar.
O yıl, Yüksek İrtifa Su Cherenkov Gama ışını Gözlemevi (HAWC), bazı yer tabanlı tespitlerin ne olduğunu doğruladı: Geminga'nın etrafında küçük ama yoğun bir gama ışını halo. HAWC, 5-40 TeV veya Tera-elektron Volt halo yapısında enerjiler saptadı. Bu, gözlerimizin görebileceğinden trilyonlarca kat daha fazla enerjiyle hafif.
Başlangıçta, bilim adamları yüksek enerjili hale, yıldız enerjisiyle çarpışan hızlandırılmış elektronlar ve pozitronlardan kaynaklandığını, enerjilerini artıracak ve süper parlak hale getireceklerini düşündüler. Yüklü bir parçacık enerjisinin bir kısmını bir fotona aktardığında buna Ters-Compton saçılması denir.
Ancak Geminga ve halesini gözlemlemek için HAWC'yi kullanan takım bir sonuca vardı: bu yüksek enerjili pozitronlar, halenin büyüklüğüne bağlı olarak Dünya'ya nadiren ulaşacaktı. Bu yüzden Dünya yakınlarındaki pozitronların bolluğu için başka bir açıklama olması gerekiyordu.
Dünya yakınlarındaki pozitronların varlığını inceleyen bilim adamları henüz listeden pulsarları geçmedi. Ve yakın ve parlak bir pulsar olarak Geminga hala ilgilerini çekti.
Mattia Di Mauro, Fermi'nin Geniş Alan Teleskopu'ndan (LAT) on yıllık değerli Geminga verilerini inceleyen küçük bir bilim insanı ekibine LAT, HAWC'den daha düşük enerji ışığı gözlemledi. Di Mauro, bu bulguları sunan yeni bir çalışmanın baş yazarıdır. Çalışma “Geminga çevresindeki F-ışını halo'nun Fermi-LAT verileri ve pozitron akısı üzerindeki etkileri ile saptanması” başlığını taşıyor. Makale Fizik İncelemesinde yayınlandı.
Makalenin ortak yazarlarından biri, Almanya'daki RWTH Aachen Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı Silvia Manconi. Bir basın bülteninde Manconi, “Haloyu incelemek için yıldızlararası gaz bulutları ile kozmik ışın çarpışmaları tarafından üretilen yaygın ışık da dahil olmak üzere diğer tüm gama ışını kaynaklarını çıkarmak zorunda kaldık. Verileri 10 farklı yıldızlararası emisyon modelini kullanarak araştırdık. ”
Takım gökyüzündeki diğer tüm gama ışını kaynaklarını çıkardığında, veriler geniş bir dikdörtgen yapı ortaya koydu; Geminga çevresinde bir hale. Yüksek enerji yapısı, gökyüzünde 20 milyar elektron voltta 20 dereceyi ve daha düşük enerjilerde daha da büyük bir alanı kapladı.
Çalışma ortak yazarı Fiorenza Donato, İtalyan Ulusal Nükleer Fizik Enstitüsü ve Turin Üniversitesi'nden. Basın açıklamasında Donato, “Düşük enerjili parçacıklar yıldız ışığına girmeden, enerjilerinin bir kısmını ona aktarmadan ve ışığı gama ışınlarına yükseltmeden önce atarcadan çok daha uzaklara seyahat ederler. Bu nedenle gama ışını emisyonu düşük enerjilerde daha geniş bir alanı kaplar ”dedi. “Ayrıca, Geminga’nın halesi kısmen atarcaların uzayda hareketi nedeniyle uzar.”
Ekip LAT verilerini HAWC verileriyle karşılaştırdı ve veri setlerinin eşleştiği sonucuna vardı. Ayrıca, yakındaki Geminga'nın parlak, AMS-02 deneyinin gözlemlediği yüksek enerjili pozitronların% 20'sinden sorumlu olabileceğini buldular. Samanyolu'ndaki kümülatif pulsar emisyonlarının tümüne kadar tahmin eden ekip, pulsarların orijinal gizem için en iyi açıklama olmaya devam ettiğini söylüyor: Dünya yakınlarındaki tüm pozitronların kaynağı.
“Çalışmalarımız kozmik ışınlara nasıl katkıda bulunduklarını tahmin etmek için bireysel kaynakları incelemenin önemini gösteriyor,” dedi Di Mauro. “Bu, evrende ışığa ek olarak kozmik ışınlar gibi çoklu sinyaller kullanarak çalıştığımız, multimessenger astronomi adı verilen heyecan verici yeni alanın bir yönüdür.”
Daha:
- Basın Bülteni: NASA’nın Fermi Misyonu Pulsar’ın Gamma-ray ‘Halo'sunu Antimadde Yapbozuna Yakınlaştırıyor
- Araştırma Raporu: Geminga çevresindeki F-ışını halo'nun Fermi-LAT verileri ile saptanması ve pozitron akısı için etkileri
- Vikipedi: Compton Saçılması
