XRISM, süperkütleli bir kara deliğin etrafındaki ve bir süpernova kalıntısındaki malzemenin yapısını, hareketini ve sıcaklığını benzeri görülmemiş bir ayrıntıyla ortaya çıkardı. Gökbilimciler, teleskobun fırlatılmasından bir yıl bile geçmeden, yeni X-ışını teleskobunun ilk bilimsel sonuçlarını bugün sundular.
Devasa bir kara delik ile patlamış büyük bir yıldızın kalıntılarının ortak noktası nedir? Bunlar, son derece sıcak gazın yüksek enerjili X-ışını ışığı ürettiği dramatik gök olaylarıdır ve X-Işını Görüntüleme ve Tayfölçer Misyonu (XRISM) bunları görebilir.
İlk yayınlanan sonuçlarında, Japonya Uzay Araştırma Ajansı (JAXA) liderliğindeki ve ESA’nın katılımıyla gerçekleştirilen XRISM, plazma adı verilen kızgın sıcak gazın hızını ve sıcaklığını ve bir kara deliğin ve patlamış bir yıldızın etrafındaki malzemenin üç boyutlu yapılarını ortaya çıkarma konusundaki benzersiz yeteneklerini gösteriyor.
“Bu yeni gözlemler, kara deliklerin çevresindeki maddeyi yakalayarak nasıl büyüdüğünün anlaşılmasında kritik bilgiler sağlıyor ve büyük yıldızların yaşamı ve ölümü hakkında yeni bir bakış açısı sunuyor. Görevin yüksek enerjili evreni keşfetmedeki olağanüstü yeteneğini sergiliyor,” diyor ESA XRISM Proje Bilimcisi Matteo Guainazzi.
Süpernova kalıntısı N132D
XRISM’in “ilk ışık” gözlemlerinden biridir. Yer’den yaklaşık 160.000 ışık yılı uzaklıkta, Büyük Macellan Bulutu’nda bulunmaktadır. Bu sıcak gazdan oluşan yıldızlararası ‘balon’, yaklaşık 3000 yıl önce çok büyük bir yıldızın patlamasıyla dışarı atıldı.
XRISM N132D’nin etrafındaki yapıyı ayrıntılı olarak ortaya çıkardı. Önceki basit küresel kabuk varsayımlarının aksine, bilim insanları N132D’nin kalıntısının bir simit şeklinde olduğunu keşfettiler. Doppler etkisini kullanarak, kalıntıdaki sıcak plazmanın bize doğru veya bizden uzaklaşma hızını ölçtüler ve yaklaşık 1200 km/s hızla genişlediğini belirlediler.
Kalıntının 10 milyar Kelvin derece gibi olağanüstü bir sıcaklığa sahip demir içerdiğini ortaya çıkarıldı. Demir atomları, süpernova patlaması sırasında içe doğru yayılan şiddetli şok dalgalarıyla ısıtıldı; bu, kuramsal olarak öngörülmüş ancak daha önce hiç gözlemlenmemiş bir bilmeceydi.
N132D gibi süpernova kalıntıları, yıldızların nasıl evrildiği ve demir gibi yaşamımız için gerekli olan (ağır) elementlerin nasıl üretildiği ve yıldızlararası uzaya nasıl yayıldığı konusunda önemli ipuçları sağlar. Ancak, önceki X-ışını gözlemevleri, plazmanın hızının ve sıcaklığının nasıl dağıldığını ortaya çıkarmakta zorluk çekmiştir.
NGC 4151 gök adasındaki süperkütleli kara delik
XRISM, süperkütleli bir kara deliğin etrafındaki gizemli yapıya da ışık tuttu. 62 milyon ışık yılı uzaklıkta bulunan NGC 4151 sarmal gök adasına odaklanan XRISM’in gözlemleri, gökadanın Güneş’in kütlesinin 30 milyon katı olan merkezi kara deliğine çok yakın olan malzemenin eşi benzeri görülmemiş bir görünümünü sunuyor.
XRISM, kara deliğin etrafında dönen ve sonuçta kara deliğe düşen maddenin dağılımını, Güneş-Uranüs uzaklığına benzer bir mesafeden 100 katına kadar genişleyen, 0.001 ila 0.1 ışık yılı arasında geniş bir yarıçapta olduğunu hesapladı.
Demir atomlarının X-ışını imzasından hareketlerini belirleyerek, bilim insanları dev kara deliğin etrafındaki yapıları haritalandırdılar: kara deliği ‘besleyen’ diskten, simit şeklindeki torusa kadar.
Bu bulgular, kara deliklerin çevresindeki maddeyi yutarak nasıl büyüdüğünü anlamada önemli bir parçayı sağlar.
Radyo ve kızılötesi gözlemler, diğer gök adalardaki kara deliklerin etrafında simit şeklinde bir torusun varlığını ortaya çıkarmış olsa da, XRISM’in spektroskopik tekniği, merkezi ‘canavar’ yakınındaki gazın nasıl şekillendiğini ve hareket ettiğini izlemek için ilk ve şu anda tek yoldur.
X-Işını Görüntüleme ve Tayfölçer Misyonu (XRISM) 7 Eylül 2023’te fırlatıldı. Japonya Havacılık ve Uzay Araştırma Ajansı (JAXA), NASA ile ESA’nın ortak bir projesidir.
