Gökbilimciler NASA’nın Rossi X-Işını Gözleyicisini (RXTE) kullanarak ilk kez bir atarcayı (pulsarı) eşi olan yıldız tarafından tutulurken keşfettiler. Bu sıra dışı yoğun yıldızlarla ilgili daha fazla keşif Einstein’ın Genel Görelilik Kuramını da test edebilecek.
Atarcalar süpernova olarak patlayan büyük bir yıldızın çekirdeği olan ve çok hızlı dönen nötron yıldızlarıdır. Nötron yıldızları Güneş’ten 60 000 kez daha küçüktür ve 15 ile 20 km’lik bir çapa sahiptirler.
NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden Craig Markwardt: “Bir nötron yıldızının kütlesini net olarak bilmek zordur. Bu yıldızların boyutlarını ve iç yapısını bilmiyoruz. Ancak bulunan yeni sistem kuramın söylediği aralığı daha da netleştirecektir” diyor.
Swift J1749.4-2807 ya da kısaca J1749 olarak kodlanan yeni sistem 10 Nisan’da yayınladığı X-ışınlarıyla kendini ele verdi. Olay sırasında RXTE üç tutulma izleyerek X-ışınları yayınlayan atarcayı, yörünge hareketini ve dönüş sayısını kaydetti.
J1749, 2006 yılının Haziran ayında küçük bir patlama yaşayarak NASA’nın Swift uydusuna yakalanmıştı. Swift, RXTE ve diğer uzay araçları 22 000 ışık yılı uzaklıktaki Yay takımyıldızında bulunan nötron yıldızının eşi olan bir yıldızdan gaz çaldığını ortaya çıkardı. Bu gaz nötron yıldızının çevresinde bir disk oluşturur.
RXTE ekibinden Tod Strohmayer: “Birçok ikili sistemde olduğu gibi disteki gaz zaman zaman nötron yıldızına çarparak patlamalara neden olur” diyor.
Atarcaların güçlü manyetik alanı yıldızın manyetik kutuplarına göre yönlenerek gaza yön verir. Yıldızdan kopan gaz nötron yıldızının çevresinde hızla dönerek sıcak noktalara çarpar ve X-ışınları oluşturur. Peki ne kadar hızlı? J1749 saniyede 518 kez dönmektedir (şehir boyutundaki büyük bir küresel mikserin dönmesi gibi). Ayrıca atarcanın yörüngesel hareketine bağlı olarak X-ışını algılama değerleride değişmektedir ki buradan ikili sistemin her 8.8 saatte birbirinin çevresinde dolandığını gösterir. Yıldızın arkasına dolanan nötron yıldızından oluşan tutulmalar ise 36 dakika sürmektedir.
“Bu gazın yapıştığı bir nötron yıldızında X-ışını tutulmalarını gördüğümüz ilk gözlemdir. Bu bilgiyi kullanarak yıldızın boyutları daha bir kesinlikle söyleyebiliriz” diyor Markwardt.
Nötron yıldızının RXTE gözlemlerini karşılaştıran gökbilimciler eş yıldızın kütlesinin Güneş kütlesinin % 70’i kadar olduğunu, ancak tutulmaların bu değerin % 20 daha büyük olduğunu gösterdiğini fark ettiler.
“Biz yıldızın yüzeyinin kendisinden 1.96 milyon km uzaklıkta olan atarca nedeniyle şiştiğini düşünüyoruz. Bu ise yıldızın yüzeyinde fırtınalara neden olmuştur” diyor Markwardt.
Strohmayer : “Biz görünür ya da kızılötesi dalga boylarındaki teleskoplarla önce normal yıldızı buluruz. Sonra bu yıldızın hareketini ölçerek atarcanın hareketlerini ve diğer bilgileri ediniriz” diyor.
Ancak RXTE’nin X-ışını algılayıcısı yıldıza gereksinim duymadan da yeni bir keşif yapabilir.
Genel Görelilik Kuramı, bir radyo dalgası ya da bir X-ışınının büyük bir cismin yakınından geçerken ufak bir sapmaya uğrayacağını söyler. Kuram ilk kez 1964 yılında Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nde Irwin Shapiro tarafından test edildi. Shapiro testinde uzay araçlarından gelen sinyallerin Merkür ve Venüs tarafından geciktirildiğini ortaya koymuştu.
“Tutulmadan hemen önce ve tutulmadan sonra alınacak X-ışını değerleri bize sistemin ayrıntılı bir görüntüsünü verecekti. J1749 için tahmin edilen Shapiro gecikmesi 21 mikrosaniye (gözün açıp kapanma süresinden 10 000 kat daha hızlı) idi. RXTE’nin üstün teknolojisi bu değişikleri kaydetmemize olanak sağladı.
Üç tutulma patlama sırasında gözlenmesine karşılık RXTE gecikme değerini bilecek kadar yeterli veriyi kaydedemedi. Yine de ölçümler aracın limit noktasını belirledi. Eğer yıldızın kütlesi 2.2 Güneş kütlesi olsaydı RXTE gecikmeyi görebilirdi.
“Biz bunun güneş sisteminin dışında X-ışını dalga boylarında gerçekleşen ilk gerçekçi sınırlar olduğuna inanıyoruz. RXTE, J1749’un bir sonraki patlamasında Shapiro gecikmesini ölçebilecektir” diyor Markwardt.
RXTE, Hubble’dan sonra en uzun görev yapan ikinci uzay aracıdır. Araç 1995’in sonlarında fırlatılmıştı. RXTE ilk atarca içeren sistem plan SAX J1808.4-3658’i 1998’de keşfetti. Araç en uzak noktalardaki nötron yıldızları ve karadelikleri izlemeye devam ediyor.
Kaynak: NASA
