Atarca (pulsar)

Atarca ya da pulsar, güçlü bir manyetik alana sahip, hızla dönen ve ışıma demetleri Dünya'yı tarayınca düzenli aralıklarla "atım" olarak gözlenen nötron yıldızıdır. Atımlar arasındaki süre milisaniyelerden birkaç saniyeye kadar değişir.

Nasıl işler?

Atarcanın kendisi yanıp sönmez; sürekli olarak ışır. Ancak manyetik kutupları dönme ekseninden kayık olduğu için ışıma, bir deniz fenerinin ışığı gibi uzayda dönen iki dar demet halinde çıkar. Demet Dünya'nın yönünü her taradığında bir atım kaydederiz. Manyetik kutuplardaki hızlandırılmış yüklü parçacıklar radyo dalgaları, bazen de X ışınları ve gama ışınları yayar.

Atarcalar dönme enerjilerini yavaş yavaş harcar, bu yüzden dönme süreleri çok az uzar. Yine de bu yavaşlama o kadar düzenlidir ki, atımların varış zamanı atomik saatler kadar öngörülebilir olur. Milisaniye atarcalar ise eşinden madde çekerek hızlanmış, "yeniden döndürülmüş" yaşlı nötron yıldızlarıdır; bunların bazıları saniyede yedi yüzden fazla kez döner. Bu dönüş hızında yıldızın ekvator yüzeyi ışık hızının dörtte biri kadar bir hızla hareket eder.

Örnekler

Yengeç Bulutsusu'ndaki atarca saniyede yaklaşık otuz kez döner ve 1054 süpernovasının kalıntısıdır. Dünya'dan yaklaşık 1.000 ışık yılı uzaktaki Vela atarcası ise saniyede on bir kez civarında döner. 1992'de Aleksander Wolszczan ve Dale Frail, PSR B1257+12 adlı atarcanın çevresinde Güneş sistemi dışında bulunan ilk gezegenleri keşfetti; atım zamanlarındaki küçük düzensizlikler yörüngedeki gezegenleri ele verdi. Voyager uzay araçlarındaki altın plak ile Pioneer levhaları, Güneş'in konumunu belirtmek için çeşitli atarcaları kullanır.

Tarihçe

İlk atarcayı 1967 sonbaharında Cambridge Üniversitesi'nde doktora öğrencisi Jocelyn Bell Burnell fark etti. Ağustos 1967'de kaydedilen radyo teleskop verilerinde yaklaşık 1,337 saniye aralıklı düzenli bir sinyal vardı. Sinyal öylesine düzenliydi ki ekip, bir ihtimalle uzaylı kaynaklı olduğunu düşünerek şaka yollu "LGM" (küçük yeşil adamlar) adını verdi. Kısa sürede başka kaynaklar bulununca doğal bir olay olduğu anlaşıldı. Antony Hewish bu keşifteki rolü nedeniyle Martin Ryle ile birlikte 1974 Nobel Fizik Ödülü'nü aldı; Bell Burnell'in ödülün dışında kalması çok tartışıldı.

1974'te Russell Hulse ve Joseph Taylor, bir atarcanın başka bir nötron yıldızıyla birbirini dolaştığı bir sistem buldu. Yörünge zamanının Einstein'ın genel görelilik kuramının öngördüğü gibi kısaldığını göstermeleri, kütle çekimi dalgalarının dolaylı ilk kanıtı oldu ve 1993 Nobel Fizik Ödülü'nü getirdi.

Neden önemli?

Milisaniye atarcalar, doğal saatler gibi çalışır. Pulsar zamanlama dizileri adı verilen projeler, onlarca atarcanın atımlarındaki küçük kaymaları izleyerek uzayın dokusunu titreştiren çok düşük frekanslı kütle çekimi dalgalarını arar. 2023'te birkaç uluslararası ekip, bu tür bir arka plan sinyaline dair güçlü kanıt bildirdi.

Atarcalar yalnızca bilimsel merak konusu değil, aynı zamanda pratik araçlar olarak da önerilir. Atımlarının çok kararlı olması nedeniyle bazı mühendisler, atarca sinyallerine dayanan bir uzay navigasyon sistemi geliştirmeye çalışıyor; NASA'nın uluslararası uzay istasyonundaki NICER deneyi, bu fikri X ışını atarcalarıyla denedi. Fikir, uydularda kullandığımız küresel konumlama sisteminin Güneş Sistemi'nin dışında bir benzerini kurmaktır. Atarcaların bir kısmı çevresine rüzgâr üfleyip bulutsular oluşturur; bu bulutsular da yüksek enerjili parçacıkların nasıl hızlandırıldığını incelemek için doğal laboratuvarlardır.

İlgili terimler

• Nötron yıldızı
• Magnetar
• Süpernova
• Kütle çekimi dalgası
• Yengeç Bulutsusu