Katrilyonlarca Kilometre Uzunluğunda Doğal Bir Parçacık Hızlandırıcı

manatee nebula xmmnewton
Manatee Bulutsusu'nun görünür ışık (yeşil) ve radyo dalgası (kırmızı) gözlemleri üzerine bindirilmiş X-ışınları (sarı, macenta ve camgöbeği ile gösterilmiştir) parçacıkların inanılmaz hızlara hızlandığı ve yüksek enerjili X-ışınları yaratan madde kabarcıkları olduğunu göstermektedir. . Fotoğraf: S. Safi-Harb ve diğerleri (2022)

650 ışıkyılı genişliğinde bir Manatee Nebula(Bulutsu) inanılmaz hızlı atom altı parçacıklar yayar ve nedenini bilmesek de nereden geldiklerini biliyoruz.

Yaklaşık 18.000 ışıkyılı uzaklıktaki uzayda bulunan devasa bir gaz bulutu, Westerhout 50 olarak bilinir. Bu, bir yıldızın uzun zaman önce patlamasından bu yana genişleyen gaz olan bir süpernova kalıntısıdır. Ama garip. Yeni başlayanlar için, uzamış ve diğer kalıntıların çoğundan çok daha büyük, 350 x 650 ışıkyılı veya 3,3 x 6,2 katrilyon kilometre büyüklüğünde kaba bir oval oluşturuyor!

manateenebula wise
Manatee Bulutsusu olarak da adlandırılan Westerhout 50, WISE uzay aracı tarafından kızılötesi (kırmızı) olarak görüldüğü gibi yıldızlara karşı radyo dalga boylarında (yeşil) görülüyor. Fotoğraf: NRAO/AUI/NSF, K. Golap, M. Goss; NASA’nın Geniş Alan Araştırması Gezgini (WISE)

Aslında, radyo dalgalarında görüldüğünde yanımızdan yüzerek geçen bir deniz ineğine benziyor ve bu takma isme yol açıyor.

Manatee Bulutsusu adını, radyo dalgalarında görüldüğünde, incecik ve yapılandırılmış göründüğü ve aslında yanımızdan yüzerek geçen bir deniz ineğine benzediği için almıştır.

Merkezinde tuhaf bir kara delik var. Bulutsuyu oluşturmak için patlayan yıldızdan geriye kalanlar SS 433 olarak bilinir. Yıldızın dış katmanları havaya uçmuş muazzam çekirdeği bir kara delik oluşturmak için de çökmüştür. Kara deliğe o kadar yakın olan bir ikili sistemde bir yıldızın yörüngesinde dönüyor ki, yıldız kara deliğin güçlü yerçekimi tarafından parçalanıyor. Malzeme, kara deliğe doğru batarken etrafında dönen ısıtılmış bir disk oluşturur.

Disk, kara deliğin üstünde ve altında merkezlenen ikiz kasırgalar gibi bükülen güçlü manyetik alanlarla doludur. Bu manyetik alan, malzemenin diskten yukarı ve uzağa sürüklenmesine neden olur ve daha sonra ışık hızının yaklaşık 1/4’üne kadar hızlandırılır. Gökbilimciler bunlara deniz fenerleri için projektörlere benzeyen ikiz ışınlar olan “jetler” adını verirler.

Garip bir şekilde, kara delikten hemen çıkmıyorlar. Madde diski, eşlik eden yıldızın yerçekimi tarafından çekilir ve torklanır, bu da diskin nutatlaşmasına ve hafifçe sallanmaya başlamasına neden olur. Presesyon olarak bilinen bu kademeli yön değişikliğinin bir sonucu olarak, jetler gerçekten bir tirbuşon benzeri devasa spiraller oluşturur.

ss vla
Maddenin tirbuşon ışınları SS 433’ten uzağa fırlar, görünüşe göre karadeliğin etrafında dönen madde diski kıvrılıp huzmelerin hedeflendiği yönü değiştirirken spiral çizer. Fotoğraf: R.M. tarafından sağlanan verilerden B. Saxton. Hjellming, K.J. Johnston, NRAO/AUI/NSF

Şaşırtıcı bir şekilde, Manatee, elektronlar 300 ila 450 tera-electonVolt’luk gerçekten akıllara durgunluk veren enerjilere hızlandırıldığında üretilen yüksek enerjili X-ışınları yaydı. Bu, gökten düşen küçük bir yağmur damlasıyla aynı enerjiye sahiptir.

Bu önemsiz görünebilir, ancak bir elektronun bu kadar çok enerjisi vardır. Bir damla suda sekstilyonlarca elektron olduğu göz önüne alındığında, Manatee bulutsusundaki elektronlara enerji veren her şey onlara, orada yattıklarında normalde sahip olacaklarından milyar trilyon kat daha fazla enerji sağlıyor. Bu nedenle, çoktur.

Bulutsudaki X-ışınları parçacık ivmesinin fiziksel tezahürü olduğundan, nereden geldiklerini bilmek yardımcı olacaktır. Erken gözlemler bu soruyu cevaplayamadı, ancak uzay tabanlı XMM-Newton ve Chandra X-ray Gözlemevi’nin yardımıyla yapılan daha yakın tarihli gözlemler, bu fiziksel süreci kavramada önemli ilerleme kaydetti.

Şaşırtıcı bir şekilde, X-ışınlarının en azından doğrudan SS433 kara deliğinden yayılmadığını gösteriyorlar. Bunun yerine, X-ışınları, kara deliğin yaklaşık 100 ışıkyılı doğusunda başlayan ve bir çeşmeyi andıran, dağınık, sıçrayan görünümlü bir yapıdan kaynaklanır.

manatee nebula xmmnewton
Manatee Bulutsusu’nun görünür ışık (yeşil) ve radyo dalgası (kırmızı) gözlemleri üzerine bindirilmiş X-ışınları (sarı, macenta ve camgöbeği ile gösterilmiştir) parçacıkların vahşi hızlara hızlandığı ve yüksek enerjili X-ışınları yaratan madde kabarcıkları olduğunu göstermektedir. . Fotoğraf: S. Safi-Harb ve diğerleri (2022)

Bu gerçekten şu anda oldukça ilgi çekici. Çoğu süpernova kalıntılarının kabaca yuvarlak olduğunu, oysa Manatee’nin eliptik olduğunu unutmayın. Gazın uzamasının kara deliğin jetlerinin yönelimleriyle çakıştığı ortaya çıktı ve SS433’ten fırlatılan malzemenin, bir eksen boyunca genişleterek çok daha büyük bulutsuya eliptik şeklini veren şey olması oldukça muhtemel.

Gazın süpernova kalıntılarında değişen oranlarda genişlediğini ve ara sıra daha hızlı hareket eden bir gaz bulutunun daha yavaş hareket eden bir bulutla çarpışacağını biliyoruz.

Sonuç olarak her ikisi de sıkıştırılır ve Manatee Bulutsu’sunda gözlemlediğimiz harika yaprak ve filamentleri oluşturur.

Bununla birlikte büyük şok dalgaları da üretilir. Elektronlar gibi atom altı parçacıklar, karmaşık fizik nedeniyle gaz bulutlarının manyetik alanlarında sıkışıp kalabilir ve bulutlar çarpıştıkça parçacıklar aşırı yüksek hızlara itilebilir. Bu elektron türü, daha sonra X ışınları ve hatta gama ışınları gibi aşırı yüksek enerjilere pompalanan bir ışık fotonu ile çarpışır (buna ters Compton saçılması diyoruz).

Bu, neler olduğunu açıklamaya yardımcı olabilir; kara delik jeti önceden var olan süpernova gazıyla çarpıştığında inanılmaz derecede güçlü şok dalgaları üretir. Elektronlar bu şok dalgalarına yakalandığında, büyük ölçüde uyarılırlar ve bu, XMM-Newton tarafından gözlemlenen X-ışınlarını üretir.

Bu büyüleyici bir hikaye, ancak birçok bilgiyi, özellikle de parçacıkların bu kadar yüksek enerjiye nasıl ulaştığını dışarıda bırakıyor. Modeller bunun zor olduğunu gösteriyor, bu yüzden burada çok daha fazlası olabilir. Ancak, başlamak için iyi bir yer.

SS433 ilk kez bulunduğunda ve daha sonra tuhaf davranışının ardından gelen jetlere atfedildiğinde astronomi camiasındaki heyecanı hala görebiliyorum. Onlarca yıl sonra hala bu canavardan alışılmadık davranışlar öğreniyoruz. Ama tüm bunları bu kadar keyifli yapan da bu değil mi? Radyasyon ve parçacıklar yayan aktif kara delikler tarafından şekillendirilen muazzam uzay manatları hakkında her zaman öğrenilecek daha çok şey vardır.

Kaynak: syfy

 

Benzer Reklamlar

İlk yorum yapan olun

Yorumunuz