Gökbilimciler gama ışınlarını yüz yılda bir tespit eder!
Bilim adamları inanılmaz bir şey keşfettiler Samanyolu'ndaki en büyük ve en parlak yıldız kümelerinin bazılarında, Dünya'dan yaklaşık 5.000 ışıkyılı uzaklıkta, gökbilimciler, hızla dönen bir nötron yıldızının çok büyük bir yıldızın yanından geçtiğini keşfettiler. Hızlanıyor ve bu nötron yıldızı yalnızca 50 yılda bir yörüngede dönüyor. Delaware Üniversitesi astrofizikçisi Jamie Holder ve doktora öğrencisi Tyler Williamson şunları söyledi: Bu keşif son derece nadirdir ve onlar bu keşfi belgeleyen uluslararası ekibin üyeleridir. Holder, yerçekimiyle bağlantılı eksantrik yıldız çiftini "gama ışını ikili yıldız sistemi" olarak adlandırdı ve bu yüzyılda bir kez meydana gelen olayı, Halley Kuyruklu Yıldızı'nın gelişiyle veya Amerika Birleşik Devletleri'ndeki geçen yılki güneş tutulmasıyla karşılaştırdı. Samanyolu'nun en parlak yıldızlarından biridir Nötron yıldızları, büyük yıldızlar patladığında ortaya çıkan son derece yoğun, yüksek enerjili yıldızlardır.
Boko Park-Bilim Popülerleştirme: Bu ikili yıldız sistemi, etrafında dönen devasa bir nötron yıldızıdır. Samanyolu'ndaki 100 milyar yıldız arasında 10'dan azı vardır. Bu sistem de dahil olmak üzere sadece birkaç sistem olsa bile, bilim adamlarının ölçebileceği radyo dalgası darbeleri yayabilen bilinen bir nötron yıldızı veya pulsar vardır. Bu önemlidir çünkü gökbilimcilere parçacıkları hızlandırmak için tam olarak ne kadar enerji kullanılabileceğini söyler ve bilim adamları bu konuda pek bir şey bilmiyorlar. UD Fizik ve Astronomi Bölümü'nde profesör olan Holder, şunları söyledi: Sürekli değişen bir ortamda parçacık ivmesini incelemek için daha iyi bir doğal laboratuvar isteyemezsiniz - enerji, Dünya'da üretebileceğimiz her şeyden çok daha fazla.
UD profesörü Jamie Holder (solda) ve doktora öğrencisi Tyler Williamson, Arizona, Amado'daki Fred Lawrence Whipple Gözlemevi'nde VERITAS teleskopunun yardımıyla gama ışınları üzerinde çalışıyorlar. Resim: Delaware Üniversitesi
Proje, Arizona'daki Fred Lawrence Whipple Gözlemevi'nde VERITAS teleskop dizisini kullanan ve İspanya'daki Kanarya Adaları ile işbirliği yapan Holder ve Williamson gibi bilim adamlarından oluşan bir ekip tarafından yönetiliyor. Palma'daki (La Palma) Roque de los Muchachos Gözlemevi, işbirliği için sihirli teleskoplar kullanır (VERITAS, yüksek enerjili radyasyon görüntüleme teleskop dizisi sisteminin kısaltmasıdır ve MAGIC, ana atmosferik gama görüntüleme Cherenkov teleskopunun kısaltmasıdır), Araştırması Astrofizik'te yayınlandı. Pek çok insan için doğal soru şudur: Bilim adamları neden parçacıkları hızlandırmakla ilgilenirler?
Samanyolu onlarla dolu olduğu için onlara kozmik ışınlar diyoruz ve tüm yıldızların yaydığı kadar enerji taşıyorlar. Gökbilimciler, hızlandırılmış parçacıkların varlığını 100 yılı aşkın bir süre önce keşfettiler, ancak bu parçacıkların hızının nasıl ve nerede olduğu hala bir muamma. Pulsarlar, evrendeki en uç gök cisimlerinden biridir ve etraflarındaki manyetik alan, bilim adamlarının Dünya üzerinde inşa etmeyi umduğu her şeyden milyonlarca kat daha güçlüdür. Bir pulsar, büyük bir yıldızın yakınında toz veya gazla karşılaştığında, yakındaki parçacıklar ışık hızına yakın bir hıza ulaşacak ve etrafındaki nesnelerle çarpışacaktır.Sonuç, gama radyasyonu veya gama ışınları adı verilen yüksek enerjili bir ışık demeti olacaktır. VERITAS ve MAGIC gibi gelişmiş teleskoplar bu gama ışınlarını algılayabilir çünkü dünya atmosferine ulaştıklarında mavi ışık yayarlar. Gözlerimiz bu flaşları göremediğinde çok hızlıdır, sadece birkaç nanosaniye uzunluğundadır, ancak bu teleskoplar görebilir.
Gökbilimciler ilk olarak 2008'de bu sıra dışı yıldız çiftinde bir pulsardan gelen gama ışınlarını keşfettiler. Bu pulsar yaklaşık olarak Newark, Delaware büyüklüğündedir ve bir mutfak mikserindeki bir aksesuar gibi döner.Her dönüşte gama ışınları ve radyo dalgaları palsları yayılır. Bu radyo sinyallerinin frekansını ölçerek, gökbilimciler atarcanın hızını belirleyebilir ve yıldızın büyük yıldıza en yakın olduğu ve yörüngede olduğu zamanı doğru bir şekilde hesaplayabilirler. 2017'deki bu gezi 50 yıl sürdü. Eylül 2016'da VERITAS ve MAGIC ekipleri gece gökyüzünü izlemeye ve pulsarların yörüngelerini izlemeye başladı. İlk başta, bir şey görebileceklerinden bile emin değildiler. Ancak Eylül 2017'de gökbilimciler, Dünya atmosferinin tepesine vuran gama ışınlarının sayısının hızla arttığını keşfetmeye başladı.
VERITAS teleskopundan gelen verileri izlerken, Holder ve Williamson pulsarların her gün farklı şeyler yaptığını fark ettiler. Her sabah uyanın, yeni veri olup olmadığını kontrol edin ve görün ve mümkün olduğunca çabuk analiz edin, çünkü gördüğümüz gama ışınlarının sayısı bir veya iki gün içinde hızla değişiyor. Williamson, Kasım 2017'de yıldız ile pulsar arasındaki son yakın temas sırasında, VERITAS teleskopu tarafından gece kaydedilen gama ışınlarının sayısının birkaç gün önce tespit edilen sayının 10 katı olduğunu fark etti. Verileri ortak çalışanlarımıza göndermeden önce, her şeyi defalarca kontrol ettik ve ardından, Los Angeles Kaliforniya Üniversitesi'nden ortaklarımızdan Ralph Bird aynı sonucu aldığını doğruladı, bu heyecan verici. Daha da ilginci, bu gözlemlerin tahmin modelinin tahmin sonuçlarıyla uyuşmamasıdır.
Genel olarak, mevcut modeller, bir pulsar yörüngesinde döndüğü büyük yıldızlara yaklaştığında, üretilen gama ışınlarının miktarının yavaş yavaş hızlanacağını, bazı dalgalanmalar yaşayacağını ve ardından zamanla yavaş yavaş azalacağını öngörüyor. Ancak kayıtlar, gama ışınlarının sayısının keskin bir şekilde arttığını gösteriyor, bu da bize parçacık ivmesi modelini değiştirmemiz gerektiğini söylüyor. Daha da önemlisi, astrofizikçiler NASA'nın Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu'nun bu gama ışınlarını kaydedebileceğini umsa da, bunu yapmıyor. Nedeni net değil, ancak bu VERITAS'ın sonuçlarını bu kadar ilginç kılan şeyin bir parçası. Tüm astrofizikçilerin anlamak istediği, evren hakkında daha fazla bilgi edinmek için hangi parçacıkların hızlandığı ve hangi süreçlerin onları bu aşırı hızlara ittiği.
UD doktora öğrencisi Tyler Williamson, VERITAS teleskop erişim platformunda duruyor. Fotoğraf: Delaware Üniversitesi
Gama ışını ikili yıldız sistemleri, Samanyolu'ndaki parçacıkların çoğunu hızlandırmasa da, bilim insanlarının bu parçacıkları üreten hızlanma mekanizmalarını incelemelerine izin verebilir. 2067 yılına kadar, iki yıldız yeniden yaklaştığında, gökbilimciler bu ikili yıldız sisteminin işleyişini yeniden görebilirler. O sırada Williamson, zamanla emekli bir profesör olabileceği konusunda şaka yaptı. Williamson yapacak bir şey olmadığından endişelenmiyor. Bu yılın başlarında, Arizona merkezli gözlemevinde üç ay çalışarak ölçümler, donanım bakımı gerçekleştirdi ve araştırmacıların kontrol odasındaki bir bilgisayardan teleskopun kamerasını açmasına olanak tanıyan bir uzaktan kumanda cihazı tasarladı.
Bu, teleskopu kendi başınıza kullanmak ve cihaz hakkında bilgi edinmek için iyi bir fırsattır. Geleceğe bakıldığında, kalan doktora araştırma süresini 2016 ve 2017'de VERITAS teleskopu tarafından toplanan yaklaşık 175 saatlik veriyi daha ayrıntılı olarak taramak ve analiz etmek için kullanacak. Taylor'ın tanıştığım en şanslı yüksek lisans öğrencisi olduğuna hiç şüphe yok, çünkü 50 yılda sadece bir kez meydana gelen bu olay (on yılda teleskopla gördüğümüz en heyecan verici olaylardan biri) doktora çalışmasının ortasında oldu.
Boke Garden-Science Popularization Referans Dergi Literatürü: "Astrofizik"
Araştırma / Gönderen: Delaware Üniversitesi
DOI: 10.3847 / 2041-8213 / aad053
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
