Bir Pulsarın Yüzeyi Çok Şey Söyleyebilir

Yıldızlar yakıtlarını tükettiklerinde kendi ağırlıkları altında çökerler ve süpernova olarak patlayıp dış katmanlarını uzaya saçarlar. Bazı durumlarda bu olayın sonucunda geriye yüksek yoğunluklu nötron yıldızları kalır. Bunlar kabaca, güneş kütlesini şehir çapındaki bir küreye sıkıştırmış yıldızlardır. Pulsarlar ise çok yüksek hızlarda dönen, yüksek manyetik alana sahip nötron yıldızlarıdır.

Maddenin bu kadar sıkıştırıldığında nasıl davrandığını tam olarak bilemiyoruz ancak nötron yıldızları bu konuda yardımcı olup, temel fizik bilgilerimize önemli katkılarda bulunabilecek ipuçları içeren araştırma konuları olarak görülüyorlar. Bu ipuçlarını aramak için birbirinden bağımsız iki gök gözlemi ekibi, Uluslararası Uzay İstasyonu’nda bulunan bir X-ışını teleskobu olan NICER ile PSR J0030 + 0451 adlı bir pulsarı incelemeye aldı. Pulsarın X-ışını parlaklığının dönüşüyle senkronize olarak nasıl değişim gösterdiğini izlediler. Daha sonra, süper bilgisayarların yardımıyla, araştırmacılar yıldızın nasıl görünebileceğini hesapladılar.

J0030’un yaklaşık 1,3 güneş kütlesi ve 25,4 km çapında olduğunu belirlemeye ek olarak, yıldızın yüzeyinde biri küçük ve dairesel, diğeri uzun ve hilal şeklinde olmak üzere iki sıcak nokta belirlediler.

Saniyede 250 kez dönen Pulsarın yüzeyindeki bu parlak noktalar, manyetik alanların yönlendirdiği atomik parçacıkların yıldıza çarptığı alanlardır. Bu noktaların yerleri manyetik alanın mimarisini ortaya koymaktadır. Daha önceki bilgilerimize göre, pulsarların manyetik alanı, açıkça tanımlanmış kuzey ve güney kutupları olan bir çubuk mıknatısa benzer. Bu durumda, araştırmacılar her bir yarım kürede bir tane olmak üzere simetrik yerleşmiş, iki eşit parlak nokta görmeliydi.

Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi’nde öngörüldüğü gibi, bir pulsar o kadar yoğun kütlelidir ki yerçekimi etrafındaki uzay-zaman dokusunu çarpıtır. Etki o kadar belirgindir ki gözlemciden uzağa bakan taraftan gelen ışık bükülür ve tekrar ona doğru yönlendirilir. Bu, yıldızın gerçekte olduğundan daha büyük görünmesini sağlar ve gözlemciden uzak tarafa dönen sıcak noktaların tamamen görüntüden kaybolmadığı anlamına gelir.

Bu sonuçlar, manyetik alanlarının geleneksel dipol modelinin önerebileceğinden daha karmaşık olduğunu göstermektedir. Bilim insanları J0030’un noktalarının neden bu şekilde düzenlendiğini ve şekillendirildiğini henüz belirlememiş olsa da, bu bulgular bu cevapların ulaşılabilir olduğunu gösteriyor.