Mayıs-Ekim 2021 tarihleri ​​arasında eROSITA’yla dağınık X-ışını gökyüzünün nasıl görünmesi gerektiğinin yeniden yapılandırılması. 

Evren, X-ışını aletleriyle görselleştirildiğinde oldukça etkileyici görünür. Daha da önemlisi, X-ışını görüntüleri, görünür ışıkta gözlemlenemeyen evren özelliklerini ortaya çıkararak hayati bilimsel bilgiler sağlar.

Aynı durum, yerel emisyonları Samanyolu galaksisinin geri kalanından ayırmanın zorlukları nedeniyle incelenmesi güç olan Güneş Sistemimiz için de geçerlidir.

Max Planck Enstitüsü’nden (MPE) bir ekip, yakın zamanda yapılan bir çalışmasında, ilk kez Güneş Sistemimizin X-ışını parıltısını derin uzaydan ayırmayı başardı.

Bu çalışma, Rus-Alman Spektrum-Röntgen-Gama (SRG) gözlemevindeki bir cihaz olan Genişletilmiş Görüntüleme Teleskop Dizisi ile Röntgen Araştırması (eROSITA) tarafından 2019 ve 2021 yılları arasında elde edilen verilere dayanmaktadır. 

Bu çalışmadan elde edilen dört gökyüzü haritası, Güneş rüzgarı yük değişimi (SWCX) emisyonlarının kozmik arka plandan çıkarılmasını sağlayarak, Güneş Sistemi’nin yumuşak X-ışını parıltısının bugüne kadarki en net görüntüsünü sunmuştur.

Yumuşak X ışınları, genellikle 2-3 keV’nin altında olan, yüksek enerjili X ışınlarından daha güçlü şekilde emilen ve havada saçılmayı önlemek için vakumda ölçüm yapılmasını gerektiren düşük enerjili X ışınları olarak tanımlanır.

Yumuşak X-ışını parıltısı, yüksek yüklü Güneş rüzgarı iyonlarının (karbon ve oksijen gibi) Dünya’nın üst atmosferindeki (jeokorona) ve helyosferin diğer bölgelerindeki nötr atomlardan elektron yakalamasıyla ortaya çıkar.

Daha önce bilim insanları, SWCX’in yalnızca sinyal girişimi olduğuna inanıyorlardı çünkü gökyüzüyle ilgili her X-ışını çalışmasını etkileyerek sıcaklık ve yoğunluk ölçümlerini bozuyordu.

Bunlar kozmolojik modeller için hayati öneme sahiptir; bu da yeni verileri, evrenin milyarlarca yıl boyunca nasıl evrimleştiğini anlamamız açısından hayati öneme sahip kılmaktadır.

Batı Galaktik yarımküre için SWCX ön plan emisyonunun kozmik X-ışını gökyüzünden ayrılmasının illüstrasyonu. 

SRG/eROSITA teleskobu, Dünya’nın jeokoronasından kaynaklanan X-ışını girişimini önleyen benzersiz konumu (L2 Lagrange Noktası civarı) sayesinde bunu mümkün kıldı.

Güneş minimumundan itibaren uzun süreli gözlemler yapabilme yeteneği, araştırmacıların Güneş aktivitesinden kaynaklanan X-ışını seviyelerindeki değişiklikleri izlemelerine de olanak sağladı.

Ekip, gözlemleri karşılaştırarak helyosferik bileşeni izole etti ve Güneş Sistemi dışından bakıldığında görülebilecek yumuşak X-ışını gökyüzünü yeniden oluşturdu.

Bu veriler ayrıca (ilk kez) Güneş rüzgarının ağır iyon içeriğinin, değişkenliğinin ve yıldızlararası ortamla (ISM) etkileşiminin incelenmesini mümkün kılıyordu.

Veriler ayrıca, artan Güneş aktivitesinin farklı enlemlerde gözlemlenebilir değişikliklere yol açtığı X-ışını emisyonlarının evrimini de ortaya koydu.

Çalışma, Güneş minimumunda Güneş’in kutup bölgelerinde azalan X-ışını emisyonlarını gösteren önceki araştırmaları doğruluyor; bu olgu, aktivite arttıkça kapanan “kutup deliği” olarak bilinir.

Verilerin daha ayrıntılı analizi, Dünya’nın yörüngesine yakın, Güneş’in yörüngesinde dönmeyen, ancak X-ışını emisyonlarında artış gösteren lokalize bir bölgeyi ortaya çıkardı.

Bu, Güneş Sistemi’nin Samanyolu galaksisinden geçerken içinden geçen helyum atomlarından oluşan “yıldızlararası esinti”nin bir sonucudur.

Bu, 1970’lere dayanan bir başka tahmini daha doğruladı: Güneş’in çekim gücü bir “helyum odaklama konisi” oluşturuyor. Özünde, Güneş’in çekimi bu atomların yörüngelerini bükerek “rüzgar altı” tarafında yoğunlaşmış bir akım oluşturuyor.

Ekip, Güneş rüzgarı ölçümlerini ve yıldızlararası ortamdaki madde dağılımına ilişkin verileri birleştirerek, SWCX emisyonlarının zamana bağlı üç boyutlu modellerini üretti.

Bu, emisyonların ağırlıklı olarak Güneş rüzgarı hızındaki değişimlerden kaynaklanan, özellikle Mars’ın yörüngesi içindeki spiral yapılardan kaynaklandığını ortaya koydu ve (zaman içinde ortalama alındığında) koniyi açıkça gösterdi.

Bulgular, yumuşak X-ışını astronomisinde bir paradigma değişimini temsil ederek, kirletici bir rahatsızlık olarak kabul edilen şeyi güçlü bir teşhis aracına dönüştürdü.

Ekip lideri Konrad Dennerl, “Güneş rüzgarının zaman içinde X-ışını gökyüzünün görünümünü nasıl değiştirdiğini izlemek, yalnızca uzak evrenin gözlemlerini daha doğru hale getirmemizi sağlamakla kalmıyor.”

“Aynı zamanda Güneş fiziği ve helyosfer dinamikleri hakkında eşi benzeri görülmemiş bilgiler de sunuyor. Güneş Sistemimizin X-ışını emisyonunu anlamak, dağınık X-ışını gökyüzünün gözlemlerini doğru bir şekilde yorumlamanın anahtarıdır” dedi.