IXPE Gözlemevi’nin İlk Çarpıcı Görüntüsü: Patlamış Bir Yıldızın Parlayan Kalıntıları
Sanatçının IXPE’nin Dünya yörüngesindeki temsili resmi.
NASA’nın 9 Aralık 2021’de piyasaya sürdüğü X-Işın Görüntülemeli Polarimetri Gezgini (IXPE), bir ay süren devreye alma aşamasını tamamlamasından bu yana ilk görüntüleme verilerini gönderdi. Evrendeki en gizemli ve uç noktalardaki nesnelerden bazılarını inceleme arayışında olan gözlemevinde tüm enstrümanlar iyi çalışıyor.
IXPE, X-Işın gözlerini ilk olarak 17. yüzyılda patlayan bir yıldızın kalıntılarından oluşan bir nesne olan Cassiopeia A‘ya odakladı. Yıldızın patlamasından kaynaklanan şok dalgaları, onu çevreleyen gazı süpürmüş, yüksek sıcaklıklara kadar ısıtmış ve kozmik ışın parçacıklarını hızlandırarak X-ışını olarak parlayan bir bulut oluşturmuştu.
Bir çok teleskop daha önceleri Cassiopeia A’yı defalarca inceledi, ancak IXPE, araştırmacıların onu yeni bir şekilde incelemesine izin verecek şekilde donatıldı. Aşağıdaki resimde, fuşya rengi, IXPE tarafından gözlemlenen X-ışınının yoğunluğuna karşılık gelir. Mavi renkle gösterilenler ise Chandra X-Işın Gözlemevi’nin yüksek enerjili X-ışın verilerini kapsar.
Süpernova kalıntısı Cassiopeia A’nın bu görüntüsü, NASA’nın IXPE tarafından toplanan ve fuşya rengi ile gösterilen ilk X-ışın verilerinin bazılarıyla, Chandra X-Işın Gözlemevi’nden gelen mavi renkte gösterilen yüksek enerjili X-ışını verileriyle birleştirilmiştir.
Chandra ve IXPE, farklı detektör türleri ile farklı açısal çözünürlük veya keskinlik seviyelerini yakalar. Bu görüntünün yalnızca IXPE verilerini gösteren ek bir sürümü daha mevcuttur. Bu görüntüler, 11-18 Ocak tarihleri arasında toplanan IXPE verilerini içermektedir.
Chandra 1999’da fırlatıldıktan sonra, ilk görüntüsü de Cassiopeia A’ya aitti. X-ışın görüntüleri, ilk kez, süpernova kalıntısının merkezinde bir kara delik veya nötron yıldızı olabilecek kompakt bir nesne olduğunu ortaya çıkarmıştı.
Marshall Uzay Uçuş Merkezi’nden IXPE baş araştırmacısı Martin C. Weisskopf, “Cassiopeia A’nın IXPE görüntüsü, aynı süpernova kalıntısının Chandra görüntüsü kadar tarihidir. Bu, IXPE’nin şu anda analiz aşamasında olan Cassiopeia A hakkında daha önce hiç görülmemiş yeni bilgiler edinme potansiyelini gösteriyor” dedi.
IXPE’den alınan bu görüntü, gözlemevinin ilk hedefi olan süpernova kalıntısı Cassiopeia A’dan gelen X-ışınlarının yoğunluğunun haritasını gösteriyor. Soğuk mordan maviye kırmızıdan sıcak beyaza kadar değişen renkler, X ışınlarının artan parlaklığına karşılık gelir.
Astrofizikçilerin IXPE ile yapacakları önemli bir ölçüme, X-ışınının uzayda seyahat ederken nasıl yönlendirildiğine bakmanın bir yolu olan polarizasyon deniliyor. Işığın polarizasyonu, ışığın ortaya çıktığı ortama dair ipuçları içerir. IXPE’nin enstrümanları ayrıca kozmik kaynaklardan gelen X-ışınlarının enerjisini, varış zamanını ve gökyüzündeki konumunu da ölçüyor.
Roma Ulusal Astrofizik Enstitüsü’nde (INAF) IXPE’nin baş araştırmacısı Paolo Soffitta, “Cassiopeia A’nın IXPE görüntüsü harika ve bu süpernova kalıntısı hakkında daha fazla bilgi edinmek için polarimetri verilerini analiz etmeyi dört gözle bekliyoruz” dedi.
Cassiopeia A’dan gelen polarizasyon verileriyle IXPE, araştırmacıların ilk kez, çapı yaklaşık 10 ışık yılı olan süpernova kalıntısı boyunca polarizasyon miktarının nasıl değiştiğini görmelerine olanak sağlayacak. Gökbilimciler şu anda nesnenin ilk X-ışını polarizasyon haritasını oluşturmak için verilerle çalışıyorlar. Bu, Cassiopeia A’da X ışınlarının nasıl üretildiğine dair yeni ipuçlarını ortaya çıkaracaktır.
Stanford Üniversitesi’nde IXPE yardımcı araştırmacısı olan Roger Romani, “IXPE’nin gelecekteki kutuplaşma görüntüleri, bu ünlü kozmik hızlandırıcının kalbindeki mekanizmaları ortaya çıkarmalı. Ayrıntıların bazılarını doldurmak için, makine öğrenimi tekniklerini kullanarak IXPE’nin ölçümlerini daha da hassas hale getirmenin bir yolunu geliştirdik. Tüm verileri analiz ederken ne bulacağımızı dört gözle bekliyoruz” dedi.
IXPE, Cape Canaveral’dan bir Falcon 9 roketiyle fırlatıldı ve şu anda Dünya ekvatorunun 600 km üzerinde bir yörüngede dönüyor. Görev, NASA ve İtalyan Uzay Ajansı arasında 12 ülkedeki ortaklar ve bilim işbirlikçileri ile yürütülüyor. Merkezi Broomfield, Colorado’da bulunan Ball Aerospace ise, uzay aracının operasyonlarını yönetiyor.
