Evrenin uzak noktalarında bir nabız gibi belirli periyotlarda atarak bize radyo dalgaları, ses ve ışık gönderen pulsar olarak adlandırılan nötron yıldızları, uzayda karşılaştığımız en ilginç olaylardan bir tanesi. Çok büyük kütleli yıldızların ölmesi ile ortaya çıkan pulsar nedir, nasıl oluşur biraz bundan bahsedelim.

İçinde yaşamakta olduğumuz bu devamlı genişleyen evrenin her köşesinde süregelen ilginç olaylar yaşanıyor. Yıldızlar oluşuyor, yıldızlar ölüyor, cisimler birleşiyor ve bazen de yeni cisimler oluşuyor. Evet oluşuyor çünkü bazı cisimler yok olurken aslında ortaya başka bir sistem çıkarıyor. İşte pulsar bu sistemlerden bir tanesi. Pulsar elbette yoktan var olmuyor, önce dev kütleli bir yıldızın ölmesi gerekiyor.

Bir tür nötron yıldızı olan pulsarı bu kadar ilginç yapan ise bize mesaj gönderiyor olması. Yüksek dönüş hızları sırasında etraflarına radyo dalgaları, ses ve hatta ışık saçıyorlar. Daha da ilginci bu saçılımı dönüşleri sırasında belirli periyotlarda yaptıkları için tıpkı bir insan kalbi gibi nabız atışına benzetiliyorlar.

Türkçede atarca olarak adlandırılan pulsar, Latince kökenli İngilizce kalbin atması, kalp gibi atan anlamına gelen pulsate kelimesinden türetilmiştir. Bir tür nötron yıldızı olan pulsarların bu adı almalarının nedeni, içinde bulundukları sistemin kalbi konumunda olmaları ve tıpkı bir insan kalbi gibi belirli periyotlarda radyo dalgaları, kızılötesi ışın, morötesi ışın ve ışık yaymalarıdır.

Bir yıldızın yaşanan süpernova patlaması ile parçalanması sonucu içine doğru çökmesi ile birlikte nötron yıldızı yani pulsar oluşur. Bunların kütlesi yoğun, çapı küçük, manyetik alanı ise yüksektir. Bunlar periyodik ışınımlar yapan kaynaklar gibidirler. Bu benzerlik nedeniyle deniz feneri etkisine benzetilirler. Her pulsar Dünya’dan görünecek türde bir nötron yıldızı değildir.

Her nötron yıldızı pulsar değildir ama her pulsar bir nötron yıldızıdır diyebiliriz. Pulsarlar için nötron yıldızlarının bir alt kümesi demek mümkün. Evrende sayısız yıldız var. Her yıldızda yaşanan süpernova patlaması ile parçalanma sonucunda pulsar oluşmaz. Çünkü pulsarlar yoğun kütleli sistemlerdir.

Örneğin Dünyamıza hayat veren Güneş de bir yıldızdır ve bir gün patlayıp parçalanacak ve kendi içine çökecektir ama bunun sonucunda pulsar oluşmayacaktır. Çünkü Güneş o kadar da büyük değil. Patlama sonucunda pulsar oluşması için bir yıldızın Güneşimizden en az 8 kat büyük olması gerekiyor. Güneş gibi yıldızlar çökerse en fazla beyaz cüceye dönüşür. Güneş’in 8 kat büyüğü pulsar oluştururken 25 kat büyüğünün süpernova patlaması ile çökmesi sonucu kara delik oluşabilir. Yani çöken yıldızın kütlesi arttıkça sonuç daha da güçlü oluyor.

Bugüne kadar öğrendiğimiz klasik uzay bilgilerine baktığımız zaman bir uzay cisminin nabız gibi atıyor olması biraz şaşırtıcı gelebilir çünkü kalbimiz normal şartlar altında dakikada en fazla 100 kez atar. Bildiğimiz kadarıyla yıldızlar bu kadar hızlı dönmez değil mi? Hem de nasıl döner.

Keşfedilen pulsarlardan bir tanesi dakikada değil, saniyede tam bin devri yapıyor. Yani bir saniye içerisinde kendi etrafında tam bin kez dönüyor. Tilkicik takımyıldızının ortasında bulunan ve ilk keşfedilen pulsarlardan olan bir cisim her 1.3 saniyede radyo dalgaları gönderiyordu.

Pulsarların dönüş hızı elbette sahip oldukları hıza göre değişiyor. Örnek vermek gerekirse 20 km çapındaki ortalama bir pulsarın dönüş hızı saniye 62.800, dakikada 3.768.000, saatte 226.000.000 kilometre olabilir. Yoğunluğu ise ağırlık üzerinden anlayabiliyoruz. Örneğin bir pulsardan çay kaşığı kadar madde alın. Bu kadarcık maddenin ağırlığı Dünya’da 100 milyon tondan fazladır. Evet, milyon.

Bilim insanları pulsarı üç temel gruba ayırıyor; yörüngesel pulsarlar, x ışını pulsarları ve magnetarlar. Yörüngesel pulsarlar kendi etrafında dönerken zaman içinde enerjisini kaybedip ölüyor. Magnetarların ışınımları çok güçlü manyetik alanlarından gelir ve manyetik alan azalınca da ölürler.

X ışını pulsarlar ise ilginç çünkü çiftli sistemlerde ortaya çıkıyorlar. Bir pulsarın başka bir pulsar, yıldız ya da gezegen ile eşleşmesi sonucu ortaya çıkan bu sistemde madde akışı vardır. Madde akışı sayesinde pulsarın dönüş periyodu artar ve milyonlarca yıl boyunca sürebilir.

Cambridge Üniversitesi'nde görevli akademisyenler Jocelyn Bell Burnell ve Antony Hewish, kuasar olarak adlandırdıkları galaksi çekirdeklerini incelemek için 1967 yılında bir dizi çalışma yürütüyorlardı. Bu çalışma kapsamında dev bir radyo teleskobu kurulmuştu ve alınan veriler hassasiyetle inceleniyordu.

Aynı yılın temmuz ayında ekip düzenli olarak kendini birkaç saniyede bir tekrar eden bir sinyal yakaladılar. LGM-1, Little Green Man, Türkçesi ile küçük yeşil adam olarak adlandırılan bu sinyallerin bildiğimiz uzaylı mesajı olduğu düşünüldü. Çünkü tıpkı bir mesaj verir gibi 16 milisaniye periyodunda geliyordu ve bir gezegenden böyle bir sinyal gelemezdi.

Ekip bu sinyalleri üniversitede görevli diğer bilim insanlarıyla da paylaştılar. Hatta aralarında korkup bu verileri yok edelim diyenler oldu. Tabi daha sonra 4 farklı radyo sinyali daha keşfedilince durum anlaşıldı ve 1968 yılında bu cisimlere pulsar adı verildi. Aynı yıl farklı araştırmacılar periyodu 33 milisaniye olan farklı bir pulsar daha buldular. Keşfedilen bu periyot aralığı sayesinde pulsarların nötron yıldızı oldukları kanıtlanmış oldu.

Joseph Taylor ve Russell Hulse, 1974 yılında çiftli yıldız sistemleri içinde bir pulsar buldular. Bu pulsar, farklı bir pulsarın etrafında dönüyordu ve bu tur 8 saat sürüyordu. Albert Einstein’ın ortaya koyduğu genel görelilik kuramına göre yörünge enerjisi kayboldukça kütleçekim dalgaları yayılması gerekiyordu.

Araştırmacılar bu pulsarları yıllarca incelediler. Yıllar içinde fark edildi ki gerçekten de bu iki cisim her yıl birbirine birer metre yaklaşıyordu. Her ışınım sırasında pulsar belirli oranda enerji kaybediyordu. Yani doğruydu, enerji kütleçekim dalgalar halinde yayılıyordu. Joseph Taylor ve Russell Hulse, yaptıkları bu çalışma sayesinde 1993 yılında Nobel Fizik Ödülü’ne layık görüldüler.

 

Kaynak: 1