Sadece 773 ışık yılı uzaklıkta yeni keşfedilen bir yıldız, Samanyolu'ndaki en nadir kategorilerden birine ait.

J1912-4410 bir beyaz cüce pulsarıdır, o kadar nadir görülen bir yıldız türüdür ki tüm galakside sadece bir tane daha olduğu bilinmektedir. Keşfi, bu yıldızların kendi sınıflarında var olduklarını doğruluyor ve bize sadece yıldızların evrimini değil, aynı zamanda Samanyolu boyunca tespit edilen ve geleneksel açıklamalara meydan okuyan garip sinyalleri yorumlamak için yeni bir araç sunuyor.

Keşif, bir beyaz cücenin manyetik alanının, Dünya'nın sıvı çekirdeğinin manyetik alanını nasıl oluşturduğuna benzer, ancak çok daha güçlü bir iç dinamo tarafından üretildiğini doğruluyor gibi görünüyor.

İngiltere'deki Warwick Üniversitesi'nden astrofizikçi Ingrid Pelisoli, "Manyetik alanların kökeni astronominin birçok alanında büyük bir açık soru ve bu özellikle beyaz cüce yıldızlar için geçerli" diyor.

"Beyaz cücelerdeki manyetik alanlar Güneş'in manyetik alanından bir milyon kat daha güçlü olabilir ve dinamo modeli bunun nedenini açıklamaya yardımcı olur. J1912-4410'un keşfi bu alanda kritik bir adım atılmasını sağladı."

Geleneksel olarak pulsarlar, nötron yıldızları olarak adlandırılan bir tür ölü yıldızdır. Bunlar, çekirdeklerinde kaynaşacak hidrojen yakıtı tükenmiş olan yaklaşık 8 ila 30 kat arasındaki büyük yıldızlardan geriye kalanlardır. Yıldız dış malzemesini fırlatır ve artık füzyonun dışa doğru basıncı tarafından desteklenmeyen çekirdek, yerçekimi altında ultra yoğun bir nesneye çöker.

Bir pulsar söz konusu olduğunda, nötron yıldızı milisaniye ölçeğine kadar hızla dönerken, hızlı dönüş ve güçlü manyetik alan tarafından üretilen elektromanyetik radyasyon ışınları manyetik kutuplardan patlar. Yıldız döndükçe, bu ışınlar kozmik bir deniz feneri gibi görüş alanımızdan geçerek yıldızın nabız atıyormuş gibi görünmesine neden olur.

Beyaz cüceler de benzer türde bir yıldız kalıntısıdır. Yaklaşık 8 güneş kütlesinin altındaki ölü yıldızların çökmüş çekirdekleridir. Nötron yıldızlarından daha az yoğundurlar ve daha büyük yarıçapları vardır. Birkaç yıl öncesine kadar bildiğimiz kadarıyla pulsara da dönüşmüyorlardı.

Ardından 2016 yılında gökbilimciler ilk beyaz cüce pulsar olarak adlandırdıkları AR Scorpii adlı yıldızı buldular. AR Scorpii geleneksel bir pulsardan biraz farklıdır. Kırmızı bir cüce yıldızla ikili sistemde bulunan bir beyaz cüce. Döndükçe, ışınları kırmızı cücenin yanından geçerek düzenli, 1,97 dakikalık zaman dilimlerinde birden fazla dalga boyunda parlamasına neden olur; gördüğümüz titreşimler doğrudan beyaz cücenin ışınlarından değil, bu ışınların kırmızı cüce yoldaşı üzerindeki etkisinden kaynaklanmaktadır.

Bununla birlikte AR Scorpii'nin sistemi, beyaz cüceler hakkındaki anlayışımıza meydan okuyor ve genellikle sadece kırmızı cüceden beyaz cücenin daha hızlı dönmesine neden olan bir kütle transferi yoluyla elde edilen bir dönüş hızına sahip. Bununla birlikte, beyaz cücenin dönüş hızı, beyaz cücenin baş döndürücü dönüş hızına ulaşmak için önemli miktarda kütlenin aktarılmasını gerektirecek güçlü bir manyetik alana işaret etmektedir.

Olası bir açıklama, beyaz cücelerin soğuyup kristalleşirken geçirdikleri değişimlerdir. AR Scorpii beyaz cücesinin manyetik alanı olmadan başlamış olması ve kırmızı cüceden yavaşça kütle çalarken dönüş hızının artmasına izin vermiş olması mümkündür.

Bununla birlikte, beyaz cüce soğudukça, ısı kaçarken konveksiyonla birleşen iç yoğunluk değişiklikleri bir dinamoyu başlatmış olabilir. Dönen, iletken ve konveksiyon yapan bu sıvı kinetik enerjiyi manyetik enerjiye dönüştürür ve bu da nesneden manyetik alan olarak dışarıya doğru döner.

Beyaz cüce yıldızların içinde ne olduğunu gerçekten bilmiyoruz; inanılmaz derecede yoğun olduklarını biliyoruz, Güneş'in kütlesi kadar bir kütle Dünya büyüklüğünde bir cisme sığdırılmış durumda ve yalnızca elektronların belirli bir kritik eşiğin altında aynı durumu işgal etmeyi reddetmesi daha fazla çökmesini engelliyor, ancak bunun nasıl göründüğü ve nasıl davrandığı tamamen varsayımsal. AR Scorpii, bir beyaz cücenin iç kısmının bir dinamo üretebileceği anlamına gelebilir.

Ancak tek bir yıldızın örneklem büyüklüğü bunu doğrulamayı imkansız kılıyor, bu yüzden Pelisoli ve meslektaşları daha fazlasını aradılar. Araştırma verilerini tarayarak AR Scorpii'ye benzer özelliklere sahip yıldızlar aradılar. Ardından, eşleşip eşleşmediklerini görmek için adaylarını takip ettiler.

"Birkaç düzine adayı gözlemledikten sonra, AR Scorpii'ye çok benzer ışık değişimleri gösteren bir tane bulduk. Diğer teleskoplarla yaptığımız takip kampanyası, bu sistemin her beş dakikada bir bize doğru bir radyo ve X-ışını sinyali gönderdiğini ortaya çıkardı" diyor.

"Bu, önceki modellerin öngördüğü gibi dışarıda daha fazla beyaz cüce pulsarı olduğunu doğruladı."

Yeni keşfedilen J1912-4410, dinamo modelinin diğer bazı özelliklerine de uymaktadır. Beyaz cüce pulsarları nispeten soğuk olmalı, bu da içeride kristalleşmenin meydana geldiğini ve geçmişte beyaz cücenin dönüşünü artırmak için kütle transferinin gerçekleşmiş olabileceği ikili yoldaşlarına yeterince yakın olduğunu gösterir. J1912-4410 bu özelliklere mükemmel bir şekilde uymaktadır.

Almanya'daki Leibniz Potsdam Astrofizik Enstitüsü'nden astrofizikçi Alex Schwope liderliğindeki ikinci bir çalışma, X-ışını uzay gözlemevi eROSITA'dan alınan verilerde bağımsız olarak J1912-4410'u buldu. Onlar da nesnenin AR Scorpii gibi bir beyaz cüce pulsarı olduğu sonucuna vardılar ve bu da dışarıda bu nesnelerden daha fazla olduğunu kuvvetle düşündürüyor.

Ve gökbilimcilerin süregelen gizemleri çözmelerine yardımcı olabilir. Örneğin, galaktik merkezin yakınında bir şey düzenli olarak 18,18 dakikalık atımlarla radyo dalgaları yayıyor. Bu bir beyaz cüce pulsarı olabilir, belki de AR Scorpii ve J1912-4410'da görülen tüm kutuları işaretlemediği için ikili yoldaşı olmayabilir. Ancak bu keşif bize Samanyolu galaksisinde tespit ettiğimiz garip şeyleri anlamamız için yeni bir araç sunuyor.

Schwope, "SRG/eROSITA ile gerçekleştirilen X-ışını tüm gökyüzü araştırmasında nesneyi bağımsız olarak bulduğumuz için heyecanlıyız" diyor. "ESA uydusu XMM-Newton ile yapılan takip araştırması, yüksek enerjili X-ışını rejimindeki titreşimleri ortaya çıkardı, böylece yeni nesnenin olağandışı doğasını doğruladı ve beyaz cüce pulsarlarını yeni bir sınıf olarak sağlam bir şekilde kurdu."

İki makale Nature Astronomy ve Astronomy & Astrophysics dergilerinde yayımlandı.

 

Kaynak: https://www.sciencealert.com/