Gama ışınlarından x ışınlarına: yeni yöntem fark edilmeyen pulsar emisyonlarını belirleyebilir
Yeni bir teorik modele dayanan bir grup bilim insanı, ESA'nın XMM-Newton ve NASA'nın Chandra Uzay Gözlemevi'nin zengin veri arşivlerini araştırdı ve üç kaynaktan gelen darbeli X-ışını emisyonlarını keşfetti. Pulsarların geçmiş gama ışını gözlemlerine dayanan bu keşif, pulsar emisyonunun gizemli mekanizmasını incelemek için yeni bir araç sağlar.Bu büyüleyici gök cisimlerini anlamak ve bunları gelecekte uzay navigasyonu için kullanmak için büyük önem taşımaktadır. Pulsar, ışınlar yayan, hızla dönen bir nötron yıldızı olan evrenin bir işaretidir. Pulsar döndüğünde ve ışık huzmesi dönüşümlü olarak yeryüzüne ya da uzağa işaret ettiğinde, ışık kaynağı daha parlak ve daha karanlık bir durum arasında salınır ve üretilen sinyal birkaç milisaniyeden birkaç saniyeye kadar bir "atar" gibi görünür ve hatta kanunu bile karşılaştırılabilir. Atom saati karşılaştırılabilir. Bir pulsar, çok yoğun, aşırı derecede manyetik, büyük bir yıldızın kalıntısı ve evrendeki en uç gök cisimlerinden biridir.
Boko Park-Bilim Popülerleştirme: Parçacıkların bu kadar güçlü bir manyetik alanda nasıl hareket ettiğini anlamak, madde ve manyetik alanların daha genel olarak nasıl etkileşime girdiğini anlamanın temelidir. Pulsarlar ilk olarak radyo emisyonu ile tespit edildi, ancak şimdi genellikle küçük miktarlarda da olsa diğer radyasyon türlerini yaydığı biliniyor. Bu radyasyonun bir kısmı standart termal radyasyondur - mutlak sıfırın üzerindeki sıcaklıklara sahip nesneler bu radyasyonu yayar. Pulsarlar, örneğin başka bir yıldızdan madde biriktirdiklerinde termal radyasyon yayarlar. Ancak pulsarlar, genellikle en uç kozmik ortamda üretilen termal olmayan radyasyon da yayar. Pulsarlarda termal olmayan radyasyon iki işlemle üretilebilir: senkrotron radyasyonu ve eğrilik radyasyonu. Her iki süreç de yüklü parçacıkların manyetik alan çizgileri boyunca hızlanmasını içerir ve bu parçacıkların radyo dalgalarından gama ışınlarına kadar değişen dalga boylarında ışık yaymalarına neden olur. Termal olmayan X-ışınları esas olarak senkrotron radyasyonundan gelirken, gama ışınları iki mekanizmanın bir kombinasyonu olan sözde senkro-eğrilik radyasyonundan gelebilir.
PSR J1826-1256, Avrupa Uzay Ajansı'nın xmm-Newton X-ışını Gözlemevi tarafından gözlemlenen sessiz bir gama ışını pulsarıdır. Bilim adamları, gözlemlenen gama ışını parlaklığına dayalı olarak pulsarın termal olmayan X ışını parlaklığını tahmin eden teorik bir model kullanarak bu pulsarı ve benzer kaynaklardan iki X ışını atımını keşfettiler. Bu pulsarın 110,2 milisaniyelik bir periyodu vardır ve radyasyon ışını yeryüzünü işaret edip uzaklaştığında, parlaklığı ve parlaklığı dönüşümlü olarak görünür. Gösterim kolaylığı açısından, bu pulsarın yanıp sönme hızı, bu hareketli görüntüdeki gerçek hızdan 10 kat daha yavaştır. Fotoğraf: ESA / XMM-Newton / J. Li, DESY, Almanya
Gama ışınları yayan pulsarları bulmak nispeten kolaydır - NASAnın Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu, tüm gökyüzünü tarama yeteneği sayesinde son on yılda 200den fazla pulsar algıladı, ancak Termal olmayan röntgenlerde sadece yaklaşık 20 darbe bulundu. İspanya, Barselona'daki Uzay Bilimleri Enstitüsü'nden Diego Torres şunları söyledi: Gama ışını algılama ve ölçüm cihazlarının aksine, x-ışını teleskoplarına nereye işaret edecekleri doğru bir şekilde söylenmeli, bu nedenle onlar için bazı rehberlik sağlamamız gerekiyor. Torres, daha önce tespit edilmemiş, termal olmayan X-ışınları yayan birçok pulsar olması gerektiğini fark etti.Gama ışınlarında tespit edilen pulsarların X'de de görünüp görünmeyeceğini tahmin etmek için senkrotron ve eğrilik radyasyonu birleştiren bir model geliştirdi Işınlarda. Bilimsel modeller, doğrudan deneyimlenemeyen olayları tanımlar. Bu model, pulsarların emisyon sürecini açıklamada özellikle yararlıdır ve bilinen gama ışını emisyonuna dayanarak gözlemlememiz gereken x ışını emisyonunu tahmin edebilir.
Model, Fermi tarafından tespit edilen pulsarların gama ışını emisyonlarını - özellikle farklı dalga boylarında gözlemlenen parlaklık - açıklar ve bu bilgiyi pulsar emisyonlarını belirleyen üç parametre ile birleştirir. Bu, diğer dalga boylarındaki parlaklıklarını tahmin edebilir.Örneğin, X-ışını Torres, Almanya, Berlin yakınlarındaki Zeuthen'den Alman Elektronen senkrotronundan Li Jian liderliğindeki bir bilim insanı ekibiyle işbirliği yaptı ve bilinen üç gama ışını yayan pulsar seçti. Bu modele dayanarak, bu pulsarların X ışınlarında da parlak ışık yayabileceğini umuyorlar. ESA'nın XMM-Newton ve NASA'nın Chandra X-ray Gözlemevi veri dosyalarına girdiler ve her birinden termal olmayan X-ışını emisyonunun kanıtlarını aradılar.
Sadece bu üç pulsarın X-ışını darbelerini tespit etmekle kalmadı, aynı zamanda X-ışını spektrumunun modelin öngördüğü ile neredeyse aynı olduğunu buldu. Bu, modelin pulsarın içindeki emisyon sürecini çok doğru bir şekilde tanımladığı anlamına gelir. Özellikle, xmm-Newton verileri, 110,2 milisaniye periyotlu bir radyo sessiz gama ışını pulsarı olan PSR J1826-1256'dan net X-ışını emisyonu gösterdi. Bu pulsardan alınan spektrum, modelin öngördüğüne çok yakın. Chandra'nın verileri, diğer iki pulsarın X ışını emisyonunun biraz daha hızlı olduğunu gösteriyor. Bu keşif, termal olmayan X-ışınları yaydığı bilinen toplam pulsar sayısının önemli ölçüde arttığını göstermiştir. Ekip, önümüzdeki birkaç yıl içinde bu tür daha fazla türün keşfedilmesini bekliyor, çünkü model onları nerede arayacaklarını belirlemek için kullanılabilir.
Üç pulsarın gözlemlenen x ışını ve gama ışını emisyonu: J1747-2958 (solda), J2021 + 3651 (orta) ve J1826-1256 (sağda). Teorik bir model kullanarak ve pulsarların termal olmayan X ışını parlaklığını tahmin etmek için gözlemlenen gama ışını parlaklığını kullanarak, X ışını puls emisyonu keşfedildi. Gama ışını gözlemleri NASAnın Fermi Gama Işını Uzay Teleskobundan, x-ışını gözlemleri ise NASAnın Chandra X-ışını Gözlemevi (sol ve merkez) ve ESAnın Xmm-Newton X-ışını Gözlemevi'nden (sağda) alınmıştır. Şekildeki kırmızı eğri, kaynağın genel emisyonunu açıklayan model ile gözlemlenen veriler (siyah semboller) arasındaki en iyi uyumu temsil etmektedir. Önceki satırda, uydurma için yalnızca gama ışını verileri kullanılır: x ışını enerji aralığındaki değerler teorik tahminleri temsil eder ve sonraki gözlemlere çok yakındır. Bir sonraki satırda, uyum aynı zamanda x-ışını verilerini de içerir ve aynı model, olguyu daha doğru bir şekilde tanımlamak için kullanılabilir. Resim: J. Li ve diğerlerinden (2018) uyarlanmıştır.
Daha fazla X-ışını pulsarını keşfetmek, popülasyon özellikleri de dahil olmak üzere küresel özelliklerini ortaya çıkarmak için çok önemlidir. Pulsarların daha iyi anlaşılması, gelecekteki uzay navigasyon görevleri için hassas zaman sinyallerinin potansiyel kullanımı için de çok önemlidir. Bu sonuç, elektromanyetik spektrumun farklı bölümlerindeki pulsar emisyonları arasındaki ilişkiyi anlamaya yardımcı olur ve böylece herhangi bir dalga boyunda pulsarların parlaklığını tahmin etmek için güvenilir bir yöntem sağlar. Bu, pulsarın içindeki ve dışındaki parçacıklar ile manyetik alan arasındaki etkileşimi daha iyi anlamamıza yardımcı olacaktır. Bu model, pulsar X-ışınlarının emisyonunu doğru bir şekilde tahmin edebilir ve ayrıca görünür ışık ve ultraviyole gibi diğer dalga boylarının emisyonunu da tahmin edebilir. Gelecekte, tüm özelliklerini daha iyi anlamak için yeni pulsarlar bulmayı umuyorum.
Bu araştırma, XMM-Newtonun geniş veri arşivinin yeni keşfedilen faydalarını vurguluyor ve görevin göreceli olarak sönük kaynakları algılama konusundaki etkileyici becerisini gösteriyor. Ekip ayrıca, daha fazla termal olmayan X-ışını pulsarını keşfetmek için Avrupa Uzay Ajansı'nın gelecekteki Athena görevi de dahil olmak üzere yeni nesil X-ışını uzay teleskoplarını kullanmayı dört gözle bekliyor. Avrupa X-ışını astronomisinin amiral gemisi olan XMM-Newton, önceki uydulardan daha fazla X-ışını kaynağı tespit etti. Avrupa Uzay Ajansı'nın (ESA) Norveç-Newton projesinde bilim adamı olan Norbert Schartel şu sonuca vardı: Bu kadar çok kozmik gizemi çözmeye yardımcı olması şaşırtıcı.
Boke Garden-Science Popularization Referans Dergi Literatürü: "Astrofizik"
Araştırma / Gönderen: Avrupa Uzay Ajansı
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / aae92b
DOI: arxiv.org/abs/1811.08339
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
-
- Dong Jie nihayet yeni bir saç stiline kavuştu ve uzun sakal patlamaları kadınlık ve güzellikle dolu.
