Bilim insanları en sonunda atarcaların nabzını tutmaya başladı.

Atarca ya da pulsar ismiyle bilinen kendi etrafında hızla dönen ölü yıldızlar uzaya güçlü radyo dalgası atımları gerçekleştiriyor. Bir atarca döndükçe, tıpkı bir deniz fenerinin lambasına benzer şekilde eşit aralıklarla sürekli olarak atımlar gönderiyor ve bunlar Dünya'yı tarayarak geçiyor. ScienceNews'ta yer alan habere göre astronomlar bir atarcanın atımlarının yapısını onlarca yıl önce yapılmış gözlemleri kullanarak haritalandırmayı başardı.

Bilim insanlarının bilim yayını Science'de yer alan 6 Eylül tarihli raporuna göre kullanılan teknik, Albert Einstein'ın yerçekimi teorisi olan genel göreliliğe dayanıyor ve aynı zamanda teorinin doğruluğunu da bir kez daha gösteriyor. 

Bu yeni araştırmaya katılmayan Kanada Montreal'deki McGill Üniversitesi'nden astrofizikçi Victoria Kaspi de sonucun araştırmacılara "bir atarcanın atımlarına bakmak için tamamen yeni bir yöntem" sunduğunu dile getirdi. 

Atarcalar bir tür nötron yıldızı. Yani bir yıldız patladığında geride bıraktığı yüksek yoğunluğa sahip kalıntıdır. Güçlü manyetik alanları radyo dalgalarının atarcalardan ışın demetleri şeklinde fırlamasına neden oluyor. Bu ışın demetleri genellikle Dünya'ya sabit bir açıyla çarpıyor ve bir demet dönerken bilim insanları bunun sadece küçük bir kesitini gözlemleyebiliyor. Bu bir deniz fenerinin dönen lambasına dar bir aralıktan ya da çatlaktan bakmak gibidir.

Ancak yeni haritalandırılan PSR J1906+0746 isimli atarca sıra dışıydı: Dünya'dan yaklaşık 20 bin ışık yılı uzaklıkta ikili bir gök cismi sisteminin parçası olarak başka bir nötron yıldızının yörüngesinde dönüyordu. Genel Görelilik'e göre eğer bir atarcanın açısı yörüngesinde bulunduğu yıldızla hizalı değilse (bu örnekte olduğu gibi) atarca devinir. Bu bir topacın yalpalayarak dönmesi, salınım yapan bir üst nokta gibi atarcanın kendi etrafındaki dönüşünün üzerinde bulunduğu düzlemle yaptığı açısının değişmesi anlamına geliyor.

Parlaklık haritası - Araştırmacılar, haritada gösterilen atarcanın yaydığı iki ışın demetiyle yaydığı radyo dalgalarını haritalandırdı. Kendi etrafında dönen yıldızın ekseni değiştikçe bilim insanları, farklı zaman dilimlerinde gelen ışın demetlerinin farklı kesitlerini gözlemledi (kesikli çizgiler). Çapraz gri çizgiler herhangi bir ölçümün yapılmadığı zaman aralıklarını gösteriyor. Atarcanın ışın demetlerinin hangi açısal boyutları kapsadığı çemberlerle işaretlenmiş halde ve bunlardan atarcanın manyetik kutupları kırmızı bir çarpı şeklinde yer alıyor. Logaritmik ölçekte gösterilen radyo dalgalarının parlaklığı ışın demetindeki farklı konumlara göre ciddi şekilde değişiklik gösteriyor (G Desvignes Et Al/Science 2019) 

Bu devinim bilim insanlarına atarcanın dönüş açısı değişirken farklı dilimlerini görme imkanı tanıdı. Almanya, Bonn'daki Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü'nden Gregory Desvignes şöyle diyor:

Buradan yola çıkarak (atarcaların radyo dalgası) salımının yapısı hakkında pek çok şey öğrenebiliriz.

Desvignes ve ekibi, hem ışın demetlerinin yoğunluğunu hem de bunların polarizasyonunu yani elektromanyetik dalgaların hareket yönüne dik dalgaların salınımlarını takip etti. Bu polarizasyon atarcaların geometrisi ve manyetik alanlarına dair 50 yıllık bir teoriyi doğrulamış oldu.

Einstein'ın teorisinin haklı çıktığı noktaysa, Genel Görelilik'e dayalı yapılan öngörülerle uyuşan biçimde atarcanın yılda 2,2 derecelik bir hızla devinim yapıyor olmasıydı.

Kaspi "Bu inanılmazdı. Bakıyorsunuz ve 'vay be, bu harika değil mi?' dedirtiyor” dedi. 

Araştırmanın sonuçları aynı zamanda atarcaların beklenmedik özelliklerini de açığa çıkardı. Atarcalara ait sıklıkla bir deniz fenerine benzer şekilde dairesel olduğu varsayılan ışın demetlerinin aslında sündürülerek uzatılmış gibi bir biçimde varolduğu gözlemlendi. Araştırmaya dahil olmamış, Morgantown'daki West Virginia Üniversitesi'nden astrofizikçi Maura McLaughlin ise durumu şöyle yorumluyor:

Komik bir tür şekle sahipler. Bu mükemmel çünkü atarcaların basit olmadığını gösteriyor.

Diğer yandan, ışın demetlerindeki radyo dalgalarının parlaklığı bir noktadan diğerine yüzlerce kat değişiklik gösteriyordu.

Bu yeni atarca portresi bilim insanlarının nötron yıldızlarının ne kadar yaygın ve ne sıklıkla bir yıldız eşine sahip olduğuna dair önceki tahminlerini gözden geçirmeleri gerektiği anlamına geliyor. Eğer bir nötron yıldızı Dünya'ya hiç çarpmayan ışın demetleri fırlatıyorsa, bu bir düzenli atım gibi gözükmeyebilir. Dolayısıyla astronomların görmediği sayıları hesaba dahil etmeleri için atarcaların ışın demetlerinin boyut ve şekillerini daha doğru biçimde tahmin etmesi gerekiyor. 

Gelecekteki çalışmalar nötron yıldızı sayısını büyük miktarda azaltabilir ve bu bilim insanlarının yerçekimsel dalgalar üzerine çalışmasına yardım edebilir. Birbirinin etrafında dönen iki nötron yıldızı birbirine çarptığı zaman uzayzamanda dalgalanmalar yaratabilir. Bu nedenle, nötron yıldızı çiftlerinin sayısının tahmin edilmesi, gelecekte hangi sıklıkla bunların çarpışmasının dedektörler tarafından tespit edileceğini öngörmeye yardımcı olabilir.

Araştırmacılar bu sıra dışı atarcanın da dalgalanma yaratacağını tahmin ediyor. Bu atarca 2028'de açısı o kadar değişecek ki gönderdiği ışın demetleri Dünya'dan tamamen tespit edilemez hale gelecek.

Independent Türkçe için derleyen: Umut Can Yıldız