Yakın galaksilerde 84 hiperyumuşak X-ışını kaynağı keşfedildi

Mustafa Muhibullah liderliğindeki gökbilimciler, NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevinin herkese açık arşiv verilerini yeniden inceleyerek, yakın galaksilerde 84 parlak ve noktasal X-ışını kaynağı tespit etti. Araştırmacıların hiperyumuşak X-ışını kaynakları (HSS) adını verdiği bu nesneler, enerjilerinin büyük bölümünü olağanüstü düşük enerjili X-ışınlarında, özellikle de 0,3 keV’in altında yayıyor. 3

Örneklem; sarmal galaksiler M31 (Andromeda) ve M101’i (Fırıldak Galaksisi) ile dört eliptik galaksiyi kapsıyor. Ancak “hiperyumuşak” tanımı şimdilik gözlemsel bir sınıflandırma: Veriler kendine özgü enerji imzasını açıkça gösterse de, her kaynağın fiziksel olarak ne olduğu henüz kesinleşmiş değil. 3

Neden daha önce fark edilmediler?

Çoğu X-ışını taraması daha yüksek enerjili bantlara ağırlık verir. HSS’ler ise Chandra’nın en düşük enerjili verilerinde belirginleşirken, alışılmış daha yüksek enerjili X-ışını görüntülerinde çok sönük kalıyor ya da tamamen kayboluyor. Araştırma ekibi bu nesneleri, 0,3 keV altındaki baskın ışımaları ve 0,15–0,3 keV aralığındaki fotonların 0,3–1,0 keV aralığındakilere göre çok yüksek oranı üzerinden tanımlıyor. 3

Bu kaynakları yakalamak iki nedenle zor:

• Chandra’nın hassasiyeti, algılama aralığının en düşük enerjili ucunda sınırlanıyor.
• Bu kadar yumuşak bir tayfın işaret ettiği morötesi (UV) ışınım, Dünya’ya ulaşmadan önce yıldızlararası hidrojen ve helyum tarafından kolayca soğuruluyor.

Bu iki sınır, X-ışını ve morötesi gözlem alanları arasında bir tür gözlemsel kör nokta oluşturuyor. Önceki Chandra çalışmaları da yalnızca 0,3 keV altında ışıyan kaynakların standart kaynak kataloglarında ve yayımlanmış listelerde büyük ölçüde bulunmadığını belirtmişti. 6

Bu ışımayı ne üretiyor olabilir?

Öne çıkan açıklama, madde toplayan bir ikili sistem: Beyaz cüce, nötron yıldızı ya da kara delik gibi kompakt bir cisim, eş yıldızından gaz çekiyor olabilir. İçeri doğru düşen ve ısınan madde, birçok X-ışını ikilisinde görülen daha sert X-ışınları yerine aşırı morötesi ve ultra yumuşak X-ışını ağırlıklı bir tayf üretebilir.

Chandra tayflarından çıkarılan sıcaklık tahminleri yaklaşık 200.000–250.000°C düzeyinde. Bununla birlikte, bu değerler teleskobun hassasiyet sınırındaki düşük enerjili ölçümlere dayanan model sonuçları; doğrudan sıcaklık ölçümleri değil. Dolayısıyla aynı hiperyumuşak görünüm, birden fazla kompakt cisim türünden veya farklı madde toplama evrelerinden kaynaklanabilir.

Keşif neden önemli?

HSS’lerin bir bölümü eş yıldızından düzenli biçimde madde kazanan beyaz cüceler ise, bu sistemler Tip Ia süpernova patlamalarına giden koşullara yaklaşan adayları belirlemeye yardımcı olabilir. Hangi ikili sistemlerin bu tür süpernovalara dönüştüğü, yıldız astrofiziğinin önemli açık sorularından biri olmaya devam ediyor.

Kaynakların hesaplanan morötesi çıkışı, ikili sistemlerin çevresindeki gaz açısından da önem taşıyabilir. UV fotonları gazı iyonlaştırır; iyonlaşmadaki değişimler gazın kimyasını ve soğumasını etkiler. NASA’ya göre yeni saptanan kaynaklar hem Tip Ia süpernova öncüllerinin anlaşılmasına hem de yıldızlararası gazın iyonlaşmasına ışık tutabilir.

Hubble gözlemleri neyi netleştirebilir?

Bir sonraki kritik adım, Chandra ölçümlerinin işaret ettiği morötesi ışınımı bağımsız biçimde sınamak. Planlanan Hubble Uzay Teleskobu gözlemleri, seçilmiş HSS’lerin UV karşılıklarını arayacak veya bunlara üst sınır koyacak. Böylece ultra yumuşak X-ışını tayflarından hesaplanan enerji çıkışı doğrudan test edilebilecek.

UV verilerinin X-ışını parlaklığı, değişkenlik, yerel çevre ve olası eş yıldız işaretleriyle birleştirilmesi; beyaz cüce sistemlerini nötron yıldızı ya da kara delik sistemlerinden ayırmaya yardımcı olabilir. Ayrıca hiperyumuşak X-ışını kaynaklarının tek bir fiziksel popülasyon mu, yoksa benzer düşük enerjili imzayı paylaşan birkaç farklı kompakt ikili türünün ortak adı mı olduğu anlaşılabilir.