NASA’nın Görüntüleme X-ışını Polarimetri Kaşifi (IXPE) ile Vela pulsar rüzgar bulutsusu gözlemlerinden bir görüntü. Renkler, farklı X-ışını yoğunluklarını temsil eder; en parlak bölgeler kırmızı ve en soluk bölgeler mavidir. Siyah çizgiler, IXPE verilerine dayalı olarak manyetik alanın yönlerini verir ve gümüş çizgiler, Avustralya Teleskop Kompakt Dizisinden alınan radyo verilerine dayalı olarak manyetik alanın yönlerini verir. Gri konturlar, Chandra verilerinden alınan X-ışını yoğunluklarını gösterir. Pulsar, en parlak X-ışını emisyonunun merkezine yakın bir yerde bulunur. Kaynak: Xie ve diğerleri, 2022 (Doğa)
Yaklaşık 10.000 yıl önce, Vela takımyıldızındaki dev bir yıldızın patlamasının ışığı Dünya’ya ulaştı. Bu süpernova, arkasında, kozmik bir deniz feneri gibi döndükçe düzenli olarak parlıyor gibi görünen, pulsar adı verilen yoğun bir nesne bıraktı. Bu atarcanın yüzeyinden, ışık hızına yakın hareket eden parçacık rüzgarları çıkar ve çevredeki gaza çarpan yüklü parçacıklar ve manyetik alanlardan oluşan kaotik bir karmaşa yaratır. Bu olguya atarca rüzgar bulutsusu denir.
Bu resimde Vela atarca rüzgar bulutsusu gösterilmektedir. Açık mavi, NASA’nın Görüntüleme X-ışını Polarimetri Gezgini’nden alınan X-ışını polarizasyon verilerini temsil eder. Pembe ve mor renkler, Vela’yı daha önce birkaç kez gözlemleyen NASA’nın Chandra X-Ray gözlemevinden alınan verilere karşılık geliyor. NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu, arka plandaki yıldızlara katkıda bulundu. Kredi: X-ray: (IXPE) NASA/MSFC/Fei Xie & (Chandra) NASA/CXC/SAO; Optik: Judy Schmidt tarafından NASA/STScI Hubble/Chandra işleme; Hubble/Chandra/IXPE işleme ve birleştirme, NASA/CXC/SAO/Kimberly Arcand ve Nancy Wolk
Bu yeni görüntüde, puslu açık mavi hale, ilk X-ışını polarizasyon verilerine karşılık geliyor NASA’nın Görüntüleme X-ışını Polarimetri Gezgini veya IXPE’den gelen Vela için. Sağ üst köşeyi işaret eden soluk mavi bulanık bir çizgi, atarcadan ışık hızının yaklaşık yarısı kadar hızla fırlayan yüksek enerjili parçacıklardan oluşan bir jete karşılık gelir. Pembe X-ışını “yaylarının”, pulsar rüzgarının yüksek enerjili parçacıkları şok ettiği ve hızlandırdığı halka şeklindeki bölgelerin kenarlarını işaretlediği düşünülüyor. Pulsarın kendisi, görüntünün ortasındaki beyaz çemberde bulunur.
Pembe ve mor renkler, Vela’yı daha önce birkaç kez gözlemlemiş olan NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi’nden alınan verilere karşılık gelir. Altın yıldızlar, NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu tarafından yakalandı.
Elektromanyetik dalgaların nasıl düzenlendiğiyle ilgili olan kutuplaşmayı ölçmek, bilim insanlarına, pulsar gibi bir kozmik nesnenin parçacıkları nasıl yüksek hızlara çıkardığına dair benzeri görülmemiş bir anlayış sağlıyor.
Sanatçının IXPE’yi Dünya yörüngesindeki temsili. Kredi: NASA
“IXPE ile, astrofizikteki en acil sorulardan bazılarını araştırmak için laboratuvar olarak Vela gibi aşırı nesneleri kullanıyoruz; NASA’nın Alabama, Huntsville’deki Marshall Uzay Uçuş Merkezi’nde kıdemli bilim adamı olan Phil Kaaret, “bir yıldız patladıktan sonra” dedi.
Yakın zamanda yapılan bir araştırmada, bilim adamları, X-‘de buldukları yüksek derecede kutuplaşmaya şaşırdılar. Vela pulsar rüzgar bulutsusundaki ışınlar. Bu nesnenin IXPE gözlemleri Aralık ayında Nature dergisinde yayınlandı.
Nature çalışmasının baş yazarı Fei Xie, “Bu, bir göksel X-ışını kaynağında bugüne kadar ölçülen en yüksek polarizasyon derecesidir” dedi. , Nanning, Guangxi, Çin’deki Guangxi Üniversitesi’nde profesör ve daha önce İtalya’nın Roma’daki Ulusal Astrofizik Enstitüsü/Uzay Astrofiziği ve Planetoloji Enstitüsü’nde (INAF/IAPS) doktora sonrası araştırmacı.
NASA’nın Görüntüleme X-ışını Polarimetri Gezgini (IXPE) Vela pulsar rüzgar bulutsusu gözlemlerinden bir görüntü.Siyah çizgiler, IXPE verilerine dayalı olarak manyetik alanın yönlerini verir ve gümüş çizgiler, Avustralya Teleskop Kompakt Dizisinden alınan radyo verilerine dayalı olarak manyetik alanın yönlerini verir. Gri konturlar, Chandra verilerinden alınan X-ışını yoğunluklarını gösterir. Pulsar, en parlak X-ışını emisyonunun merkezine yakın bir yerde bulunur. Kaynak: Xie ve diğerleri, 2022 (Nature)
Yüksek polarizasyon, elektromanyetik alanların iyi organize olduğu anlamına gelir; belirli yönlerde sıralanırlar ve bulutsu içindeki konumlarına bağlıdırlar. Dahası, IXPE’nin tespit ettiği X-ışınları, “senkrotron emisyonu” adı verilen, pulsar rüzgar bulutsusundaki manyetik alanlarda spiral çizen yüksek enerjili elektronlardan gelir. Yüksek oranda polarize X-ışınları, bu manyetik alanların da iyi organize edilmiş olması gerektiği anlamına gelir.
Etraflarında bir malzeme kabuğu bulunan süpernova kalıntılarının aksine, X-ışınlarının yüksek polarizasyonu ” IXPE veri analizinde yer alan bir Stanford astrofizikçisi olan Roger W. Romani, “elektronlar, diğer X-ışını kaynaklarında önemli görünen türbülanslı şoklar tarafından hızlandırılmadı” dedi. Bunun yerine, manyetik alan çizgilerinin kırılmasını ve birleştirilmesini içeren manyetik yeniden bağlanma gibi başka bir işlem söz konusu olmalıdır. Bu, manyetik enerjinin parçacık enerjisine dönüştürülmesinin bir yoludur.
IXPE verileri, manyetik alanın, pulsarın ekvatoru çevresinde halka şeklinde pürüzsüz bir yapı olarak hizalandığını da öne sürer. Bu şekil, bilim adamlarının beklentileriyle uyumluydu.
Roma’daki INAF/IAPS’de araştırmacı olan Alessandro Di Marco, “Bu IXPE X-ışını polarizasyon ölçümü, Vela atarcası rüzgar bulutsusu yapbozunun eksik bir parçasını ekliyor” diyor. veri analizine katkıda bulunanlar. “Benzersiz bir çözünürlükle haritalama yapan IXPE, dış bulutsunun radyo görüntülerinden elde edilen sonuçlarla uyum göstererek merkez bölgedeki manyetik alanı açığa çıkarıyor.”
Dünya’dan yaklaşık 1.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunan Vela atarcası, yaklaşık 15 mil (25 kilometre) çapındadır ve saniyede 11 kez döner, bu da bir helikopter rotorundan daha hızlıdır.
Referans: “Vela pulsar rüzgar bulutsusu X-ışınları, senkrotron sınırına yakın polarize edilmiştir”, Fei Xie , Alessandro Di Marco, Fabio La Monaca, Kuan Liu, Fabio Muleri, Niccolò Bucciantini, Roger W. Romani, Enrico Costa, John Rankin, Paolo Soffitta, Matteo Bachetti, Niccolò Di Lalla, Sergio Fabiani, Riccardo Ferrazzoli, Shuichi Gunji, Luca Latronico , Michela Negro, Nicola Omodei, Maura Pilia, Alessio Trois, Eri Watanabe, Iván Agudo, Lucio A. Antonelli, Luca Baldini, Wayne H. Baumgartner, Ronaldo Bellazzini, Stefano Bianchi, Stephen D. Bongiorno, Raffaella Bonino, Alessandro Brez, Fiamma Capitanio, Simone Castellano, Elisabetta Cavazzuti, Stefano Ciprini, Alessandra De Rosa, Ettore Del Monte, Laura Di Gesu, Immacolata Donnarumma, Victor Doroshenko, Michal Dovčiak, Steven R. Ehlert, Teruaki Enoto, Yuri Evangelista, Javier A. Garcia, Kiyoshi Hayashida, Jeremy Heyl, Wataru Iwakiri, Svetlana G. Jorstad, Vladimir Karas, Takao Kitaguchi, Jeffery J. Kolodziejczak, Henric Krawczynski, Ioannis Liodakis, Simone Maldera, Alberto Manfreda, Frédéric Marin, Andrea Marinucci, Alan P. Marscher, Herman L. Marshall, Francesco Massaro, Giorgio Matt, Ikuyuki Mitsuishi, Tsunefumi Mizuno, C.-Y. Ng, Stephen L. O’Dell, Chiara Oppedisano, Alessandro Papitto, George G. Pavlov, Abel L. Peirson, Matteo Perri, Melissa Pesce-Rollins, Pierre-Olivier Petrucci, Andrea Possenti, Juri Poutanen, Simonetta Puccetti, Brian D. Ramsey, Ajay Ratheesh, Carmelo Sgró, Patrick Slane, Gloria Spandre, Toru Tamagawa, Fabrizio Tavecchio, Roberto Taverna, Yuzuru Tawara, Allyn F. Tennant, Nicolas E. Thomas, Francesco Tombesi, Sergey S. Tsygankov, Roberto Turolla, Jacco Vink, Martin C. Weisskopf, Kinwah Wu ve Silvia Zane, 21 Aralık 2022, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-022-05476-5
IXPE misyonu hakkında
NASA’nın Küçük Kaşif görev serisinin bir parçası olan IXPE, Aralık 2021’de NASA’nın Florida’daki Kennedy Uzay Merkezi’nden bir Falcon 9 roketiyle fırlatıldı. Şu anda Dünya ekvatorunun 370 mil veya yaklaşık 595 kilometre üzerinde yörüngede dönüyor. Misyon, NASA ve İtalyan Uzay Ajansı arasında 13 ülkedeki ortaklar ve bilim işbirlikçileri ile bir ortaklıktır. Merkezi Broomfield, Colorado’da bulunan Ball Aerospace, uzay aracı operasyonlarını yönetir.
.