Samanyolu Galaksisi’ndeki en tuhaf ve gizemli yıldızlardan birini temsil eden Swift J1818.0-1607’den yayılan radyo sinyalleri, magnetar ve pulsarlar arasındaki bilinmeyeni çözebilir.
Swift X-ray teleskobu tarafından keşfedilen en genç magnetarlardan (çok güçlü manyetik alana sahip nötron yıldızları) biri olan Swift J1818.0-1607, kesik kesik yaydığı radyo sinyaller ile astronomların kafasını karıştırmış durumda. Sebebi, bir magnetardan çok pulsar gibi davranması.
arXiv üzerinden yayınlanan ve henüz bilimsel bir dergiye yer almayan araştırma, ölü yıldızların iki türünü temsil eden magnetar ve pulsarlar arasındaki kayıp halkayı bulmak konusunda ipucu sunabilir. Swinburne Üniversitesi’nden astrofizikçi Marcus Lowe, ScienceAlert’a yaptığı açıklamada, “Potansiyel bir kayıp halkadan bahsedebiliriz… Henüz yeni keşfedilen magnetar hakkında bilmediğimiz birçok şey var ancak yüksek manyetik alanlı pulsarlar ile açık benzerlikleri var” ifadesini kullandı.
Swift J1818.0-1607’nin dönüş yavaşlama hızı 310 yıl olarak hesaplandı. Pulsarlar tarafından yayılan elektromanyetik radyasyon, nötron yıldızının dönüş hızı enerjisinden geliyor. Geçmişte Yengeç Nebulası’nda yapılan gözlemler sonucunda, güçlü manyetik alana sahip pulsarlarda elektromanyetik radyasyonun düşük frekanslı iki kutuplu manyetik radyasyona dönüştüğü anlaşıldı. Dönüş hızındaki yavaşlama da manyetik iki kutuplu radyasyondan kaynaklanıyor. Nötron yıldızlarının dönüş frekans değişimi aynı zamanda dönüş periyotlarının da anlaşılmasını sağlıyor. Böylece, nötron yıldızlarının ilk dönüş periyotları ile mevcut radyo sinyali yayma periyotları (nabızları) karşılaştırılıyor ve “karakteristik yaşları” anlaşılıyor. 310 yıl, bu bağlanda Swift J1818.0-1607’nin genç olduğuna işaret ediyor.
İki ölü yıldızın farkı ne?
Magnetarları nötron yıldızlarından ayıran özellik, olağanüstü güçlü manyetik alanlara sahip olmaları. Bir magnetarın manyetik alanı Dünya’nınkinden katrilyon kat güçlü olabiliyor. Bir nötron yıldızı ile arasındaki fark da binlerce kata çıkabiliyor. Buna rağmen, nasıl oluyor da dağılmadan kalabildiklerini astronomlar tam olarak anlayabilmiş değil.
Dahası, magnetarlar son derece nadir tespit edilen gök cisimleri. Bugüne kadar astronomların 24 tanesini tespit ettiği magnetarlardan sadece birkaç tanesinin radya dalgaları yaydığı gözlemlenebildi.
Bugüne dek binlercesi tespit edilen pulsarlar ise çok daha sık karşımıza çıkan gök cisimleri. Kendi ekseninde son derece hızlı dönen bu ölü yıldızlar kutuplarından yüksek miktarda radyasyon saçıyor. Bu radyoaktif jet akımları Dünya’ya dek gelirse, kozmik bir deniz fenerinden yayılmış ışınlar gibi milisaniyelerle ölçülen aralıklarla tespit ediliyor.
Pulsar ve magnetarlar bir çeşit nötron yıldızı oldukları için aralarında bir geçiş noktası olduğu düşünülüyor. İlk başlarda, manyetik alanları fazla güçlü olduğu için magnetarların pulsar benzeri radyasyon yayamadığı düşünülüyordu. Günümüzde ise bu düşünce değişti. Astronomlar magnetarların aslında yanlış yöne baktığını düşünüyor.
Lower, magnetarların radyo ışınlarının görüş alanımıza düşmediğini belirtiyor. Bu ona göre şaşırtıcı değil çünkü yavaş dönüş periyotları ile dönüş hızlarındaki hızlı yavaşlama radyo ışınlarının alanını daraltıyor. Bu aşamada, karşımıza Swift J1818.0-1607 çıkıyor.
Pulsarlar magnetarlara mı evriliyor?
12 Mart 2020 tarihinde Swift teleskobuna bağlı Burst Alert Telescope gama ışını patlaması tespit etti. Ardından gelen gözlemler, X-ışını yayılımı yakaladı. İki gün sonra radyo dalgaları yakalandı ve ilk analizler Swift J1818.0-1607’nin bugüne dek tespit edilen en yüksek dönüş hızına sahip pulsar olduğunu gösterdi. Yaşının, sadece 240 yıl olduğu tahmin ediliyor.
Avusturalya’daki Parkes Gözlemevi’ndeki radyo teleskobu kullanan Lower ve ekibi, genç ölü yıldızı üç saat gözlemledi ve radyo sinyallerini analiz etti. Karşılarında sıradan bir pulsar olduklarını sandılar. Swift J1818.0-1607’den yayılan sinyaller dört magnetar ile benzerlik gösteriyordu. Dar ve bazen birçok milisaniyelik uzun patlamalar halinde beliriyorlardı.
Ardından, nabızların farklı radyo frekanslarında ne kadar parlak olduğuna bakıldığında, düşükten yüksek frekanslara geçildiğinde ciddi bir parlaklık azalması yaşandığı görüldü. Bu birçok pulsarda görülse de, magnetarlar için oldukça sıradışıydı.Magnetarlar radyo spektrumda değişmeyen bir parlaklık göstermeleriyle biliniyor.
Dahası, Swift J1818.0-1607’de yaşanan patlama (enerji saçılımı), 2016’da tespit edilen yüksek manyetik alanlı PSR J1119-6127 pulsarının yaydığı radyo dalgası patlamasına benzerlik gösteriyordu. Türleri farklı iki ölü yıldızın benzer radyo parlaklıkları göstermeleri, bu sinyallerin saçıldığı nabızların arkasındaki mekanizmanın aynı olabileceğine işaret etti.
Bu durum, bazı magnetarların pulsarlardan evrildiğine bile ipucu sunuyor olabilir. Bu sürecin tam olarak nasıl gerçekleştiği bilinmese de, birkaç senaryo söz konusu. Dönüş hızındaki ani yavaşlama bir nötron yıldızının magnetarlara özgü dönüş özellikleri sergilemesine yol açabilir. Ayrıca, içine çkmekte olan bir nötron yıldızı ilk başlarda magnetarlara özgü bir manyetik alan sahibi olabilir. Süpernovanın ardından oluşan enkazın altında kalan manyetik alan, bir süre sonra tekrar kendini ortaya çıkarabilir.
Araştırmanın sunduğu bulguları doğrulamak için çok daha fazla gözlem yapılması ve birçok yeni magnetar keşfedilmesi gerekiyor. Yine de Swift J1818.0-1607 derin uzaydaki içinden çıkılmaz gibi görünen karmaşalardan birinin anlaşılması için önemli bilgiler sunmuş olabilir. En önemli özelliği, magnetarın yaydığı radyo sinyalllerin diğer magnetarlar gözlemlerinden elde edilenler ile tam olarak uyuşmaması. Lower, Swift J1818.0-1607’nin daha olağan pulsarlara olan benzerliğinin magnetarların zaman içinde geçirdiği evrim hakkında önemli soruları cevaplayabileceğini düşünüyor.
