Bilim insanları bir pulsarın manyetik alanını ilk kez doğrudan haritaladı

NASA'nın Görüntüleme X-ışını Polarimetre Keşif (IXPE) misyonu kapsamında yürütülen son araştırmada, Samanyolu Galaksisi'nde yer alan ve 'Fener' olarak bilinen PSR J1101−6101 pulsarının çevresindeki manyetik alan ilk kez doğrudan haritalandı. Bilim insanları, IXPE'nin gelişmiş X-ışını polarizasyon ölçümleri sayesinde, hızlı dönen bu nötron yıldızının etrafındaki görünmez manyetik alan çizgilerini net biçimde ortaya çıkardı. Elde edilen bulgular, pulsarın yüksek enerjili parçacıklarının Samanyolu boyunca uzanan manyetik alan çizgileri boyunca hareket ettiğini doğruladı. Bu gelişme, evrendeki en aşırı nesnelerden biri olan pulsarların parçacıkları neredeyse ışık hızına ulaştırma mekanizmasını anlamak için önemli bir adım olarak değerlendiriliyor.

NASA IXPE ekibi: Pulsar çevresindeki manyetik alanı doğrudan ölçtü

IXPE misyonunda görev alan araştırmacılar, geleneksel X-ışını teleskoplarının ötesine geçerek, X-ışınlarının polarizasyonunu ölçebilen benzersiz bir teknoloji kullandı. Bu sayede, 'Fener' pulsarının çevresindeki manyetik alanın yönü ve yapısı ilk kez doğrudan gözlemlendi. PSR J1101−6101, her saniyede yaklaşık 16 kez dönen, süpernova patlaması sonrası oluşmuş olağanüstü yoğun bir nötron yıldızı olarak biliniyor. Yıldızlararası gazdan geçerken arkasında parlak bir X-ışını kuyruğu bırakan pulsar, ayrıca hareket yönüne neredeyse dik uzanan ince bir filament üretiyor. Araştırma ekibi, bu filamentin Samanyolu'nun manyetik alanı boyunca ilerleyen enerjik elektronların izini taşıdığını uzun süredir düşünüyordu. IXPE'nin sağladığı yüksek hassasiyetli veriler, bu teoriyi kesin biçimde doğruladı ve manyetik alanın filamentle paralel olduğunu ortaya koydu. Böylece, pulsar çevresindeki enerji akışının galaktik manyetik alanla nasıl bağlantılı olduğu ilk kez net şekilde anlaşıldı.

PSR J1101−6101 pulsarı: Beklenenden düzenli manyetik alan şaşkınlığı

Yapılan ölçümler sırasında bilim insanları, pulsarın çevresindeki manyetik alanın beklenenden çok daha düzenli ve güçlü bir polarizasyon sinyali içerdiğini tespit etti. Bu durum, mevcut modellerde öngörülen manyetik türbülans seviyesinin gerçekte çok daha düşük olduğunu gösteriyor. Alışılmadık derecede güçlü polarizasyon, hızlı hareket eden pulsarların galaksiye enerji yayan parçacıkları beklenenden daha düzenli bir ortamda ilettiğini ortaya koydu. Çalışmanın baş yazarı Jack Dinsmore, ışığın polarizasyonunu ölçerek manyetik alan yönünü belirlediklerini ve elde edilen verilerin, parçacıkların manyetik alan boyunca aktığını net biçimde gösterdiğini vurguladı. Araştırma, farklı enerjilere sahip parçacıkların sistem içinde farklı bölgeleri işgal ettiğini ve bu durumun çok sayıda, potansiyel olarak birbirinden oldukça farklı ivme mekanizmalarının varlığına işaret ettiğini de ortaya koyuyor. İtalyan Ulusal Astrofizik Enstitüsü'nden Niccolò Bucciantini ise, radyo ve X-ışını dalga boylarında gözlenen manyetik alan yönlerindeki farklılıkların, pulsarın son derece yapılandırılmış doğasına dair güçlü kanıtlar sunduğunu belirtti.