Ana Sayfa Astronomi Kozmik parçacık hızlandırıcısı sınırlarını zorluyor

Kozmik parçacık hızlandırıcısı sınırlarını zorluyor

136

Araştırmacılar özel teleskopların yardımıyla daha önce hiç olmadığı kadar kozmik bir parçacık hızlandırıcı gözlemlediler. Gama ışını gözlemevi H.E.S.S. ile yapılan gözlemler ilk kez bir beyaz cücenin yüzeyinde güçlü püskürmelerden oluşan nova adı verilen bir yıldız sürecindeki hızlanma sürecinin seyrini gösteriyor. Bir nova, çevresindeki ortamı yırtan, onunla birlikte parçacıkları çeken ve onları aşırı enerjilere hızlandıran bir şok dalgası yaratır. Şaşırtıcı bir şekilde, nova “RS Yılancı”, parçacıkların ideal koşullara karşılık gelen teorik sınıra ulaşan hızlarda hızlanmasına neden oluyor gibi görünüyor.
Beyaz cüceler kendi içlerine çöken ve son derece kompakt nesnelere dönüşen yanmış yaşlı yıldızlardır. Nova olayları, örneğin, beyaz bir cücenin büyük bir yıldıza sahip ikili sistemde olduğu ve beyaz cücenin kütleçekiminden dolayı daha büyük kütleli yoldaşından malzeme topladığı zaman meydana gelir. Toplanan malzeme kritik bir seviyeyi aştığında beyaz cücenin yüzeyinde termonükleer bir patlamaya yol açar. Bazı novaların tekrarladığı bilinmektedir. RS Yılancı bu tekrarlayan novalardan biridir; her 15-20 yılda bir yüzeyinde patlama olur.
H.E.S.S Nova programının baş araştırmacısı Alison Mitchell, “Sistemi oluşturan yıldızlar, birbirlerinden Dünya ve Güneş ile yaklaşık olarak aynı uzaklıkta” diye açıklıyor. “Ağustos 2021’de nova patladığında, H.E.S.S. teleskoplar ilk kez çok yüksek enerjili gama ışınlarında bir galaktik patlamayı gözlemlememize izin verdi” diye devam ediyor.
Araştırma grubu parçacıkların daha önce novalarda gözlemlenenden birkaç yüz kat daha yüksek enerjilere hızlandığını gözlemledi. Ayrıca patlama sonucunda açığa çıkan enerji son derece verimli bir şekilde hızlandırılmış protonlara ve ağır çekirdeklere dönüştürülerek parçacık ivmesi teorik modellerde hesaplanan maksimum hızlara ulaştı. Çalışmanın baş yazarlarından biri “Parçacık ivmesinin teorik sınırına gerçek kozmik şok dalgalarında gerçekten ulaşılabileceğinin gözlemi astrofizik için muazzam sonuçlara sahiptir. Hızlanma sürecinin çok daha aşırı akrabaları olan süpernovalarda da aynı derecede verimli olabileceğini gösteriyor.”
RS Ophiuchi’nin patlaması sırasında, araştırmacılar ilk kez nova’nın gelişimini gerçek zamanlı olarak takip edebildiler ve kozmik parçacık ivmesini bir film izliyormuş gibi gözlemlemelerine ve incelemelerine izin verdi. Araştırmacılar, patlamadan bir ay sonrasına kadar yüksek enerjili gama ışınlarını ölçebildiler. Tokyo’daki Rikkyo Üniversitesi’nde teorik bir astrofizikçi olan Dmitry Khangulyan, “İlk kez böyle gözlemler yapabildik ve bu, kozmik patlamaların nasıl çalıştığına dair gelecekte daha da doğru bilgiler edinmemizi sağlayacak” diye açıklıyor. Japonya. “Örneğin, novaların her zaman var olan kozmik ışın denizine katkıda bulunduğunu ve bu nedenle yakın çevrelerinin dinamikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu keşfedebiliriz.” Kozmik ışınlar, uzayda aynı anda her yönden gelen ve kesin bir kökene sahip olmayan enerjik atom altı parçacıkların muazzam parçalarıdır.
Bu ölçümler için özel teleskoplar gerekliydi. H.E.S.S. Namibya’daki tesis (Yüksek Enerjili Stereoskopik Sistem anlamına gelir), uzaydan gelen gama ışınlarını araştırmak için kullanılan beş Cherenkov teleskopundan oluşur. FlashCam olarak bilinen yeni, son derece hassas, son teknoloji ürünü bir kamera, yakın zamanda en büyük teleskopa yerleştirildi. FlashCam tasarımı şu anda yeni nesil gama ışını gözlemevi olan Cherenkov Teleskop Dizisi (CTA) için daha da geliştirilmektedir. Heidelberg’deki Max Planck Nükleer Fizik Enstitüsü’nde doktora adayı olan Simon Steinmaßl, “Yeni kamera 2019’un sonlarından beri kullanılıyor ve bu ölçüm, en yeni nesil kameraların ne kadar potansiyele sahip olduğunu gösteriyor” diye açıklıyor.
Amatör gökbilimciler novayı astrofizik topluluğuna ilk kez bildirdiken sonra teleskoplar çok kısa bir sürede novaya doğrultuldu. Gözlemin başarısı araştırmacıların ve daha geniş astronomi camiasının hızlı tepki vermesine ve daha sonraki kapsamlı gözlemlerin yolunu açmasına bağlıydı. H.E.S.S Heidelberg’deki bölgesel gözlemevinde profesör olan Stefan Wagner, “Önümüzdeki birkaç yıl içinde CTA teleskoplarını kullanan araştırmalara bu tür novaların özel olup olmadığını gösterecek.” Buna ek olarak araştırmacılar artık ne arayacakları konusunda daha net fikre sahipler. Bu, daha iyi bir anlayış kazanmak ve novalarla bağlantılı olayları daha iyi açıklayabilmek için bir takım yeni olasılıklara yol açar. “Bu ölçüm gama ışını astronomisinde bir başka başarı ve H.E.S.S ile daha birçok kozmik patlamayı inceleyebileceğimizin cesaret verici bir işareti ve geleceğin gama ışını teleskopları.”

H.E.S.S. hakkında
Yüksek Enerjili Stereoskopi Sistemi (High Energy Stereoscopic System; H.E.S.S.), kozmik -yani gezegenimiz kaynaklı olmayan- gama ışınlarını incelemek için beş görüntüleme atmosferik Cherenkov teleskopundan oluşan bir dizidir. Gözlemevi, uluslararası bir işbirliği ile işletilmektedir. Teleskoplar, Namibya’da, mükemmel optik özellikleriyle bilinen bir bölgede, Gamsberg dağının yakınında bulunuyor. Dört H.E.S.S. teleskopu 2002/2003’te faaliyete geçti, H.E.S.S olarak bilinen çok daha büyük beşinci teleskop. Temmuz 2012’den beri faaliyettedir ve enerji kapsamını daha düşük enerjilere doğru genişletmenin yanı sıra duyarlılığı daha da iyileştirir. 15 farklı ülkedeki 41 enstitüden 230’dan fazla araştırmacı H.E.S.S.’e katkı sağlıyor.

Kaynak: EurokAlert!

Önceki İçerikBilim ve Gelecek Nisan sayısı çıktı!
Sonraki İçerikSerbest düşen atomları tutarlıca ölçen bir kütleçekimi algılayıcısı üretildi