Avrupa X-Işını astronomi uydusu XMM-Newton(1), Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi (CNRS) (2) ve (CEA)(3) ’dan araştırmacılar yeni bir kozmik ışın kaynağı keşfettiler. Arches Kümesi civarlarında, Samanyolu Galaksi’sinin merkezi yakınlarında, bu parçacıklar onbinlerce genç yıldızın 700,000 km/h hızında ( ışık hızı 149.597.870,691 km/s ya da 299 792 458 m/s ) hareket etmesinden dolayı ortaya çıkan şok dalgası nedeniyle hızlandılar. Bu kozmik ışınlar gazla çevrelenen atomlarla çarpışınca X-ışınları yayıyorlar. Köklerinin, yüz yıl önce Victor Hess tarafından keşfedilen, süpernovaların patlamasıyla meydana gelen kozmik ışınlardan farklı olduğu düşünülüyor.
Bulgular Astronomi ve Astrofizik jurnalinde yayınlandı.
Yüz yıl önce, Avusturyalı Fizikçi Victor Franz Hess,bugün doğaları daha iyi anlaşılabilen, kozmik ışın olarak adlandırdığı, dünya dışı kaynaklı iyonlaştırıcı radyasyonun varlığını keşfetti . Belirli yıldızlar varoluşlarının sonunda patlayıp süpernova olduklarında, onları oluşturan maddeler süpersonik hızlarla etrafa saçılır ve parçacıkları hızlandıran şok dalgaları oluştururlar. Sonuç olarak, bazı atomik çekirdekler oldukça yüksek kinetik enerji kazanarak Dünya’nın atmosferine girer.
Ancak solar rüzgarlar, düşük enerjili kozmik ışınların(4) Günküre’ye girişini engelleyerek gezegenimiz tarafından görüntülenmesini imkansız kılar. Bu nedenle bugüne kadar kimyasal bileşimleri ve güneş sistemindeki akı hakkında çok az şey biliniyordu, ama onlardan öğrenebileceğimiz her şey, galaksimiz için çok büyük önem taşıyordu.Örneğin, en yoğun yıldızlar arası bulutları ısıtarak ve iyonize ederek, yıldızların formasyonunu düzenledikleri düşünülüyor.
Makalenin yazarları çalışmaya yıldızlararası ortamda düşük enerjili kozmik ışınlar tarafından oluşturulan X-Işını emisyonu teorisini inceleyerek başladılar. Sonra, 1999 yılında fırlatılan XMM-Newton tarafından toplanan, X-Işını teorisini destekleyecek verileri incelediler.
Uydu tarafından kaydedilen yıldızlar arası demirin X-ışını emisyonunun analizi yapılarak, Arches Kümesi civarlarında, Samanyolu Galaksi’ sinin merkezine yaklaşık yüz ışık yılı mesafede hızla artan iyon popülasyonunun izlerine rastladılar.Bu kümedeki yıldızlar saatte yaklaşık 700.000 km/h hızla, yolculuk yapıyorlar. Kozmik ışınların büyük olasılıkla yıldız kümesinin yolundaki gaz bulutuyla yüksek hızda çarpışmasının sonucu ortayı çıktığı düşünülüyor. Bu özel bölgede, hızlanmış iyonların enerji yoğunluğu, Güneş Sistemi civarındaki komşu sistemlere göre, kozmik ışınlardan yaklaşık bin kat daha fazla.
This is the first time that a major source of low-energy cosmic rays(5) has been discovered outside the Solar System. It shows that the shock waves of supernovae are not the only objects that can cause mass acceleration of atomic nuclei in the Galaxy.
Bu bir ilk, çünkü bu kadar düşük enerjili kozmik ışıkların temel kaynağı, Güneş Sistemi dışında daha önce keşfedilmemişti(5). Bu veriler aslında, süpernovanın şok dalgalarının galakside atom çekirdeğinin kütlesel ivmelenmesine sebep olabilecek yegane kaynak olmadığını gösteriyor. Bu bulgular, yıldızlararası bölgede yeni iyon kaynaklarının belirlenmesini mümkün kılabilir ve bizleri, yıldız oluşumunda bu enerjik parçacıkların etkilerini anlamamız hususunda bizleri daha ileriye götürebilir.
Notlar:
(1) XMM-Newton CNES, CEA ve CNRS nin önemli katkılarda bulunduğu bir ESA uydusudur.
(2) İlgili Laboratuvarlar: Nükleer Spektrometri ve Kütle Merkezi (/Güney Paris Üniversitesi),Annecy le Vieux Laboratuvarı,Parçacık Fiziği Bölümü (Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi/ Savoie Üniversitesi), Astrofizik Laboratuvarı, Etkileşimler, Multi-échelles (CEA/Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi/(Paris-Diderot Üniversitesi ).
(3) Evrenin Temel Kurallarını Araştırma Enstitüsü (IRFU), Astrofizik Servisi.
(4) Kinetik enerjileri yarım milyar elektronvolttan düşük kozmik ışınlar.
(5) Keşfedilen kozmik ışınlar hadroniktir, yani başka bir deyişle çoğunlukla atomik çekirdekten meydana gelmektedirler. Hadronik kozmik ışınlar Dünya’nın civarında keşfedilen galaktik parçacıkların 99%’unu oluşturur. Kozmik ışınların leptonik bileşenleri elektron ve pozitronlar, dok daha az miktarda bulunur.
X-Işınlarıyla görülen Arches Kümesi Bölgesi (eş yükselti eğrileri) ve yakın kızılötesi (arkaplan resmi). Kızılötesi harita Hubble Uzay Teleskobu tarafından 1.875 µm dalgaboyunda yapılan gözlemlerden alınmıştır. (Veri 2011, Kraliyet Astronomik Topluluğu, Aylık Gözlemleri, 417, 114).Eş yükselti eğrileri XMM-Newton tarafından gözlemlenen Yıldız Kümesi etrafındaki resmin merkezinde bulunannötr demir çizgisinin gücünü gösterir.X-Işını yayılımı Kümenin yılzızlararası bölgede süpersonik hareketi sonucuhızlanan şok dalgası oluşturmasıyla meydana gelir. Resimde küme sağdan sola doğru, yaklaşık 700.000 km/h hızla hareket ediyor. ( © Fotoğraf V. Tatischeff)
Kaynak : http://www.sciencedaily.com/releases/2012/10/121016131515.htm
