Gökbilimciler uyuyan bir nötron yıldızının hayata dönüşünü izledi.
Nötron yıldızındaki on yıldır gözlenen çarpıcı parlaklık artışı ve dönüş hızındaki yükseliş, süper kritik yığılmanın fiziğine dair yeni ipuçları ortaya koyuyor.
Nötron yıldızı P13, süper kritik birikimi, X-ışını parlaklığında ve dönüş hızında dramatik değişimleri ortaya çıkararak, kompakt cisimlerin nasıl madde tükettiğine dair nadir bilgiler sunuyor.
Nötron yıldızı veya kara delik gibi kompakt bir cismin üzerine, güçlü kütle çekimi nedeniyle gaz düştüğünde (yığılma adı verilen bir süreç), elektromanyetik dalgalar yayarlar.
Duyarlı gözlemler sonucu aşırı X-ışını parlaklığına sahip cisimler keşfedildi. Bu aşırı parlaklığın olası açıklaması, süper kritik yığılma adı verilen süreçle, olağanüstü miktarda gazın kompakt cismin üzerine düşmesiydi. Ancak, süper kritik yığılmanın mekanizması hala belirsizliğini korumaktadır.
Gama ışını gözlemleriyle nötron yıldızı birleşmesi simülasyonu.
Araştırma ekibi, Dünya’dan yaklaşık 10 milyon ışık yılı uzaklıktaki NGC 7793 galaksisinde bulunan ve süper kritik yığılma evresindeki bir nötron yıldızı olan NGC 7793 P13’e (bundan sonra P13 olarak anılacaktır) odaklandı.
Gaz bir nötron yıldızına düştüğünde, manyetik kutuplar üzerinde yoğun X-ışınlarının yayıldığı düşünülen yığılma sütunu olarak adlandırılan bir sütun yapısı oluşturur.
Daha sonra, nötron yıldızının dönüşüyle birlikte bu cisimlere özgü standart, tutarlı X-ışını titreşimi tespit edilebilir. Önceki çalışmalara göre, P13 sabit bir ivme oranıyla 0,4 sn’lik bir periyotla dönmekteydi.
Dahası, parlaklık yaklaşık 10 yılda iki kattan fazla değişmişti. Hem dönüş hızı hem de parlaklık, biriken gaz miktarını tahmin etmek için etkili parametredir. Ancak, P13 için aralarındaki ilişki bulunamamıştı.
Araştırmacılar, XMM-Newton, Chandra, NuSTAR ve NICER gibi uzaysal ve yersel teleskopların arşiv verilerini kullanarak, 2011’den 2024’e kadar P13’ün X-ışını parlaklığının ve dönüş periyodunun uzun vadeli evrimini incelediler.
P13’ün 2021’de sönük bir evrede olduğu ve 2022’de tekrar parlamaya başladığı bulundu. 2024’e gelindiğindeyse, 2021’deki parlaklığından iki kat daha yüksek bir parlaklığa ulaştığı görüldü.
Dahası, 2022’deki yeniden parlama evresinde, dönüş hızının ivme oranı 2 kat arttı ve 2024’e kadar korundu. Bu sonuç, X-ışını parlaklığı ile dönüş hızı arasında bir ilişki olduğunu ve sönük evre sırasında yığılma sisteminin değiştiğini göstermekteydi.
Araştırma ekibi daha sonra titreşime odaklandı ve ayrıntılı analizler yaptı. Yığılma sütununun yüksekliğinin 10 yıllık akı modülasyonu ile değiştiği öne sürüldü. Bu sonuçların, süper kritik birikim mekanizmasını ortaya çıkarmaya yönelik ipuçları olması bekleniyor.
