Nötron yıldızları bilinen Evrendeki en büyüleyici astronomik nesnelerden biridir. En yoğun yıldız türüne ek olarak (olası kuark yıldızları hariç), büyük yıldızlarla ikili çiftler oluşturdukları da bilinmektedir. Bugüne kadar, sadece bu tür 39 sistem keşfedildi ve daha büyük bir yıldız ve çok yüksek enerjili (VHE) gama ışını nötron yıldızından oluşan daha az sistem tespit edildi.
Bugüne kadar, bu sistemlerden sadece ikisi bulundu, ikincisi sadece birkaç yıl önce Çok Enerjik Radyasyon Görüntüleme Teleskop Dizisi Sistemi (VERITAS) işbirliği olarak bilinen bir uluslararası astronom ekibi tarafından keşfedildi. Nadir bir bulguya ek olarak, keşif de çok şanslıydı, çünkü bu sistemden geldiğini gözlemledikleri alışılmadık davranışlar 2067'ye kadar tekrar olmayacak.
Basitçe söylemek gerekirse, nötron yıldızları, bir süpernovada patlayan ve hızla dönen son derece yoğun, kompakt bir nesnenin arkasında kalan bir yıldızın yoğun kalıntılarıdır. Bu, bir nötron yıldızının radyasyonunu, kenardan bakıldığında bir deniz feneri gibi görünen sıkı bir ışına odaklayan güçlü manyetik alanlar üretmesine neden olur. Bu ışınlar Dünya ile kesiştiğinde, gökbilimciler bu nabızları radyo ve diğer dalga boylarında tespit edebilirler.
İkili çiftler oluşturmak için büyük yıldızların yaygın olması nedeniyle, bazı pulsarların eşinin süpernovaya gidişinde hayatta kalan yörüngeli bir arkadaşının olması şaşırtıcı değildir. Bu sistemlerin, hızla dönen pulsardan etkilenen enkaz disklerine sahip olması da yaygındır. Radyasyon enkazla çarpıştıkça, neredeyse ışık hızına kadar hızlandırılabilen yüklü parçacıklar oluşturur ve bu da çok yüksek enerjili (VHE) gama ışınlarına neden olur.
Smithsonian Astrofizik Gözlemevi (SAO) tarafından işletilen Fred Lawrence Kırbaç Gözlemevi'nde bulunan 12 metrelik dört teleskopu kullanarak VERITAS işbirliği, 2016 yılında bir VHE gama ışını pulsar sistemi olduğu düşünülen şeyi izlemeye başladı. Cygnus takımyıldızı yönünde Dünya'dan yaklaşık 5000 ışıkyılı büyük bir yıldız kreşinde.
İki 17 m Major Atmosferik Gama Görüntüleme Cherenkov (MAGIC) teleskopunu (Kanarya Adaları'ndaki El Roque de Los Muchachos Gözlemevi'nde bulunan) kullanan bir gökbilimciler ekibinin yardımıyla, pulsarın büyük bir yıldız arkadaşı olduğu bulundu 50 yılda bir son derece eliptik bir yörüngede yörüngede kaldı. İki ekip ayrıca yıldızların yörüngesinde 13 Kasım 2017'ye kadar en yakın noktalarda olacağını ve 2067'ye kadar tekrar olmayacağını hesapladı.
VERITAS işbirliğinin direktörleri, daha önce en yakın yaklaşımından önce, bu sırada ve sonrasında bu sistemi izlemek için diğer gökbilimcilerle birlikte katılmıştı. Fred Lawrence Kırbaç Gözlemevi'nin dört teleskopunu kullanarak, dünya atmosferi tarafından emildiklerinde göklerde görülen Cherenkov radyasyonunun son derece kısa flaşlarından gama ışınlarını tespit ettiler.
2016 yılında yapılan ilk gözlemler, ikili sistemin kreşte gömülü olduğu gerçeğiyle tutarlı olan zayıf gama ışını emisyonlarını ortaya çıkardı. California Los Angeles Üniversitesi'nden VERITAS kampanyasında başrol oynayan doktora sonrası araştırmacı Ralph Bird, “Bu düşük seviyeli, sürekli emisyon büyük olasılıkla pulsar tarafından sürekli olarak çalıştırılan bir bulutsudan kaynaklanıyor” dedi.
Bu nedenle bilim adamları yıldızların yörüngedeki en yakın noktaya ulaşmasını ve herhangi bir değişiklik olup olmadığını görmek için beklediler. Instituto de Astrofísica de Canarias'ta (IAC) bir MAGIC araştırmacısı ve çalışmanın ilgili yazarlarından biri olan Alicia López Oramas'a göre, “böyle benzersiz bir sistemin bu yaklaşım sırasında çok yüksek enerjili gama ışınları yayması bekleniyordu. ve bu fırsat kaçırılamadı. ”
Eylül ayına kadar işler büyük ölçüde değişmeye başladı. Delaware Üniversitesi Fizik ve Astronomi Bölümü'nden yüksek lisans öğrencisi ve VERITAS'a bir diğer önemli katkıda bulunan Tyler Williamson'un belirttiği gibi:
“Eylül ayında gözlemlediğimiz gama ışını akısı önceki değerin iki katı idi. Yıldız ile pulsar arasındaki en yakın yaklaşım sırasında, Kasım 2017'de akı sadece bir gecede 10 kat arttı. ”
Bu davranışı açıklamak için ekip, pulsarlar, enkaz diskleri ve gözlemlerinde ortaya çıkan emisyonlar hakkındaki en yeni teorilere dayanarak teorik modelleri eşleştirdi. Bu başarısız oldu, bu da iki yıldız arasındaki karşılaşma hakkında daha iyi bilgi içeren önemli revizyonların gerekli olduğu sonucuna vardı.
Kısacası, uygun modelleme yapılmadan önce bu ikili çiftin daha fazla gözlemine ihtiyaç vardır. Bu sistem şaşırtıcı değildir, çünkü bu sistem VHE gama ışını emisyonu sergileyen ikili bir pulsar sisteminin ikinci örneğidir. Bununla birlikte, VHE gama ışını pulsar ikili dosyalarının davranışı hakkında önceki tüm açıklamaların spekülasyon olduğu göz önüne alındığında, iki ekip tarafından toplanan gözlemler paha biçilmezdi.
Önümüzdeki yıllarda, bilim adamları bu uç nesneden gelen egzotik davranışı izlemek için bunu ve diğer pulsarları gözlemlemeye devam etmeyi planlıyorlar. Ve bu özel sistem için uygun modeller geliştirilebiliyorsa, pulsarlardan ikili kara delik sistemlerine kadar uzanan kompakt nesnelerin doğuşu ve evrimi hakkında bilgi sunan bilim adamları için çok değerli olacaktır.
CfA ile bir astrofizikçi olan Wystan Benbow'un dediği gibi, “VERITAS gibi benzersiz, öncü tesislerin işletilmesine yönelik yatırımların sürdürülmesi kritik önem taşımaktadır ve dönüştürücü bilime ulaşmak için daha fazla fırsat sağlayacaktır”.
VERITAS işbirliği ABD, Kanada, Almanya ve İrlanda merkezli 20 kurumdan 80 bilim adamından oluşan bir gruptur. Son zamanlarda bulgularını açıklayan çalışma, Astrofizik Dergi Mektupları. Fred Lawrence Kırbaç Gözlemevi, Smithsonian Astrofizik Gözlemevi (SAO) tarafından işletilmektedir.
