NASA'nın Chandra'sı, Bir Yıldızın Gizemli Patlamalarının Kaynağını Buldu

The Astrophysical Journal'ın son sayısında Pazartesi günü yayımlanan yeni çalışma, daha önce gizli kalmış bir eşlik eden cismin keşfini ayrıntılı olarak anlatıyor. Bu cisim, birbirinin etrafında dolanan iki nesne arasında her 113 günde bir kütleli yıldızdan madde çekiyor. Eşlik eden bu ortak ya yıldız kütleli bir kara delik ya da nötron yıldızı denen, kütleli bir yıldızın yoğun çökmüş çekirdeği.

Bu, patlayan yıldızların bu sınıfından birinin X-ışınlarında ilk kez saptanması. Aynı zamanda bu tür nesneler arasında bir kara delik ya da nötron yıldızı eşliğinde bulunan ilk örnek.

AT 2016blu adlı kararsız yıldız, Dünya'dan yaklaşık 30 milyon ışık yılı uzaktaki NGC 4559 sarmal gökadasında bulunuyor. Gökbilimciler bu yıldızın kütlesinin Güneş'in en az 33 katı olduğunu tahmin ediyor.

Çalışmayı yöneten Charlottesville'deki Virginia Üniversitesi'nden Mojgan Aghakhanloo, "15 yıldır gökbilimciler bu yıldızın düzenli olarak çok parlaklaşıp yeniden sönükleştiğini izliyor" diyor ve ekliyor: "Chandra verisini doğru zamanda alabilene kadar bunun nedenini çözemedik."

AT 2016blu, parlaklık değişimleriyle tanınan sıcak ve kütleli yıldızlar olan parlak mavi değişenlerin bir türü. Örneğin Eta Carinae özellikle iyi bilinen bir parlak mavi değişen. AT 2016blu ise bunların arasında parlaklığı hızlı ve tekrarlı biçimde artan özel bir tür. Parlaklık sıçramaları o kadar aşırı ki, kütleli bir yıldızın kendi üzerine çöktüğü ve maddenin uzaya savrulduğu süpernova patlamalarına benziyor. Ancak süpernovanın aksine yıldız yok olmuyor; bu yüzden AT 2016blu'ya "süpernova taklitçisi" de deniyor.

2012 ile 2026 arasında gökbilimciler, AT 2016blu'dan kabaca her 113 günde bir olmak üzere en az 27 optik ışık patlaması, yani gözlerimizin görebildiği dalga boylarında ışık patlaması saptadı.

Çalışmanın yardımcı yazarlarından, yine Virginia Üniversitesi'nden Núria Torres-Albà, "Bu yıldızın davranışı başta kafa karıştırıcıydı, çünkü sürekli bir süpernova gibi davranıyordu; ama açıkça süpernova değil, çünkü yılda yaklaşık üç kez bu patlamalardan sağ çıkıyor" diyor. Torres-Albà şöyle devam ediyor: "Bu patlamaların nedenini anlamak için X-ışını verisine ihtiyacımız olduğunu fark ettik; üstelik yıldızı patlama halindeyken gözleyecek şekilde zamanlanmış bir veriye."

Ekip Chandra'yı kullandı, çünkü AT 2016blu'yu yakınındaki başka bir parlak X-ışını kaynağından ayırt edecek kadar keskin görüşe sahip tek X-ışını teleskobu o.

Çalışmanın bir başka yardımcı yazarı, Tucson'daki Arizona Üniversitesi'nden Nathan Smith, "Optik dalga boylarındaki tekrarlayan parlak ışıkların aslında yüksek enerjili X-ışınlarının periyodik patlamalarıyla beslendiğinden şüphelendik" diyor ve ekliyor: "Sistemi çevreleyen yoğun gaz X-ışınlarıyla ısınıyor ve sonra optikte parlıyor. Bu yüzden Chandra X-ışını gözlemlerini, bir optik patlamayla eşzamanlı olacak şekilde dikkatle planlamamız gerekiyordu."

Mart 2026'daki Chandra verisi, AT 2016blu'nun X-ışınlarında, patlamaların başlamasından önceki 2001-2002 Chandra verisine kıyasla en az 100 kat daha parlak olduğunu ortaya koydu. Bunun en iyi açıklaması, yıldızdan gelen maddenin, birbirleri etrafındaki oval yörüngenin en yakın noktasında bir nötron yıldızına ya da kara deliğe düşmesi. İkisi birbirine yaklaştığında yıldızın savurduğu madde kara delik ya da nötron yıldızı tarafından yakalanıyor. Madde ışık hızına yakın çok yüksek hızlarda dolanıyor ve o kadar ısınıyor ki X-ışınlarında parlak biçimde ışıyor.

AT 2016blu, X-ışınlarında ultra parlak X-ışını kaynağı adayı olarak sınıflandırılacak kadar parlak. Bunlar, Chandra gibi teleskoplarla bulunan ve gökbilimcilerin henüz tam anlayamadığı, nadir ve parlak X-ışını kaynakları. Bilim insanlarının şu anki düşüncesine göre bazılarında nötron yıldızı, bazılarında kara delik var.

Bu yeni gözlemler, ultra parlak X-ışını kaynakları ile AT 2016blu'da görülen türden şiddetli yıldız patlamaları arasında bir bağ olabileceğini düşündürüyor; özellikle de birçok ultra parlak X-ışını kaynağının X-ışını parlaklığında büyük değişimler yaşaması nedeniyle.

Bu sistemin keşfi, süpernova patlamasına uğramadan önce parlaklığı değişen yıldızların incelenmesine de yardımcı olabilir. Gökbilimciler, bu davranışın büyük bölümünün, kütleli bir yıldızın bir kompakt cisim ya da başka bir kütleli yıldız etrafında dolandığı sistemlerden kaynaklanabileceğinden şüpheleniyor.

Optik verileri toplamak için ekip, yıldızın parlaklığını izlemekte Katzman Otomatik Görüntüleme Teleskobu'nu, Las Cumbres Gözlemevi Küresel Süpernova Projesi'ni ve 30'dan fazla amatör gökbilimcinin de aralarında bulunduğu Amerikan Değişen Yıldız Gözlemcileri Derneği'nin gözlemlerini kullandı.

Bu gözlemler yıldızın 2026'nın başında patlama halinde olduğunu gösterince, Chandra gözlemleri tetiklendi ve özel olayları hesaba katmak üzere tasarlanmış "Fırsat Hedefi" programı kapsamında Mart 2026'da elde edildi.

NASA'nın Huntsville, Alabama'daki Marshall Uzay Uçuş Merkezi, Chandra programını yönetiyor. Smithsonian Astrofizik Gözlemevi'nin Chandra X-ışını Merkezi ise bilimsel operasyonları Cambridge, Massachusetts'ten, uçuş operasyonlarını Burlington, Massachusetts'ten denetliyor.