Gizemli Radyo Sinyallerinin Kaynağı Bulundu: Yoldaşını Yiyen 'Vampir' Yıldız

Uzaydan gelen ve uzun süredir gizemini koruyan tekrarlayan radyo sinyalleri, astronomlar tarafından nihayet çözüldü. Yapılan yeni araştırmalar, bu tuhaf sinyallerin kaynağının, eşlikçi yıldızını yavaş yavaş "yiyen" vampir benzeri bir ikili yıldız sistemi olduğunu ortaya koydu. Nature Astronomy dergisinde yayımlanan çalışma, derin uzaydan gelen enerji patlamalarının doğasını anlamak adına kritik bir dönüm noktası olarak değerlendiriliyor.

2022 yılında ilk kez tespit edilen ve "uzun periyotlu geçici olaylar" (long-period transients) olarak adlandırılan bu fenomenler, radyo astronomlarını uzun süredir meşgul ediyordu. Bu gök cisimleri, her birkaç dakikada veya saatte bir, yalnızca birkaç saniye süren güçlü radyasyon darbeleri yayıyor. Bu durum, milisaniyeler içinde yanıp sönen "hızlı radyo patlamaları" (FRB) ile karşılaştırıldığında çok daha yavaş bir döngüye sahip oldukları için bilim insanları tarafından sıra dışı bulunuyordu.

Bu gizemli sinyallerin kaynağına dair birçok teori geliştirilmişti. Bazı bilim insanları bunların yavaş dönen ölü yıldız kalıntıları (pulsarlar) veya çökmüş yıldızların çekirdekleri (beyaz cüceler) olabileceğini öne sürmüştü. Daha önceki çalışmalar, bu geçici olayların bir beyaz cücenin başka bir gök cismiyle girdiği yavaş bir "kozmik dans" olabileceğine işaret ediyordu.

Sydney Üniversitesi'nden doktora adayı ve çalışmanın başyazarı Kovi Rose ile ekibi, ASKAP J1745−5051 adı verilen yeni bir kaynağı inceleyerek bu sırrı çözdü. Araştırmacılar, bu sistemin "manyetik kataklizmik değişken" (magnetic cataclysmic variable) olarak bilinen bir ikili yıldız sistemi olduğunu kanıtladı. Bu sistemde, yoğun bir beyaz cüce, yanındaki eşlikçi yıldızdan madde çekerek onu adeta sömürüyor. Bu, bir gök cisminin diğerinden madde çaldığı bir akreasyon sisteminde, uzun periyotlu bir geçici olayın onaylandığı ilk vaka olma özelliğini taşıyor.

Kovi Rose, bu keşfi antik Mısır hiyerogliflerinin çözülmesini sağlayan "Rosetta Taşı"na benzeterek, bu buluşun hem mevcut on küsur benzer kaynak hem de gelecekte keşfedilecek yeni sinyaller için bir anahtar görevi göreceğini belirtti. Rose, Avustralya SKA Yol Gösterici Teleskobu (ASKAP) kullanarak 3 milyondan fazla radyo dalgası kaynağını analiz etti ve ışığı dairesel olarak polarize olan (dünyaya doğru spiral şeklinde ilerleyen) 100 kaynağa kadar indirdi.

Bu adaylar arasından iki tanesi başlangıçta tanımlanamadı. Birincisinin sadece bir pizza fırını kadar sıcak olan "ultra soğuk bir kahverengi cüce" olduğu anlaşıldı. İkinci kaynak olan ASKAP J1745−5051 ise başlangıçta açıklanamayan bir yapıdaydı ancak yapılan derinlemesine incelemeler sonucunda beklentilerin ötesinde ilginç bir yapıya sahip olduğu ortaya çıktı.

Çeşitli radyo teleskoplarının yanı sıra optik ve X-ışını gözlemleriyle desteklenen araştırma, söz konusu cismin her 1,3 saatte bir hem radyo dalgaları hem de X-ışınları şeklinde güçlü radyasyon patlamaları ürettiğini gösterdi. Bin ışık yılından daha uzakta bulunan bu sistemde, sinyallerin "darbe-darbe" şeklinde çiftler halinde geldiği ve ardından kapandığı gözlemlendi.

Sistemin çalışma prensibi oldukça karmaşık. Radyo dalgaları ve X-ışınlarının farklı zamanlarda zirve noktasına ulaştığı tespit edildi; bu da sinyallerin sistemin farklı bölgelerinden kaynaklandığını kanıtlıyor. Bilim insanlarına göre radyo emisyonları, yıldızların manyetik alanlarının, küçük yıldızdan koparılan maddeyle etkileşime girdiği noktalarda oluşuyor. Koparılan bu madde ise beyaz cüce tarafından ısıtıldığında X-ışınları yaymaya başlıyor.

Yapılan spektral analizler, sistemde helyum ve hidrojenin varlığını ortaya koyarken, frekanslarda meydana gelen kaymalar "kanıtlayıcı bir imza" olarak nitelendirildi. Dalga boylarının önce yüksek frekanslara, ardından tekrar düşük frekanslara kayması, iki yıldızın birbirinin etrafında döndüğünün kesin bir göstergesi olarak kabul edildi.

Edinburgh Üniversitesi'nden astronom Marcin Glowacki, bu çalışmanın uzun periyotlu geçici olaylar ile beyaz cüce ikili sistemleri arasında güçlü bir bağ kurduğunu belirtti. Ancak Glowacki, ASKAP J1745−5051'in bir kataklizmik değişken olarak tanımlanmasının şaşırtıcı olduğunu, çünkü daha önce tespit edilen 50 benzer sistemin hiçbirinin bu kadar düzenli bir periyoda sahip olmadığını ve genellikle çok daha sönük olduklarını vurguladı.

Cape Town Üniversitesi'nden uzman Patrick Woudt ise bu keşfin, uzun periyotlu geçici olaylar ile kataklizmik değişkenler arasında bir köprü kurduğunu ifade etti. ASKAP J1745−5051'in radyo frekanslarında gözlemlenen diğer kompakt değişkenlerden birkaç kat daha parlak olması, bilim dünyasında yeni bir merak konusu oluşturdu. Araştırmacı Kovi Rose, gelecekte bu sistemin X-ışını davranışlarını daha detaylı inceleyerek, kozmik vampirin sakladığı diğer sırları ortaya çıkarmayı planlıyor.