Deniz feneri pulsarının kozmik izlerini açığa çıkaran röntgen gözlemleri, manyetik sırları ortaya koydu.

Bazen, devasa bir yıldız süpernova şeklinde patladığında, geride hızla dönen yoğun bir çekirdek kalabilir ve bu da pulsar olarak adlandırılır. Bu aşırı nesneler evrendeki en büyüleyici olanlardan bazılarıdır ve astronomlar için mesafe ölçümü veya uzayın boşluğunda navigasyon gibi konularda son derece kullanışlıdır. Jack Dinsmore, Stanford’daki bir lisans öğrencisi ve ortak yazarlarının imzasını taşıdığı ve Astrophysical Journal’da yayınlanan yeni bir makale, en ünlü pulsar örneklerinden biri olan PSR J1101-6101’in (genellikle Lighthouse pulsar olarak bilinir) özelliklerine yakından bakıyor.

Lighthouse pulsar, diğer pulsarlara göre genç kabul edilir; “dönüş hızı azalması” yaşı (bir pulsarın yaşını hesaplamak için kullanılan bir yöntem) sadece 63.000 yıldır. Bu kadar genç olması nedeniyle, aynı zamanda çok yüksek enerjili ve saniyede 16 kez dönüyor. Bilmediği pulsar fiziği olanlar için, bu bir yazım hatası değil; tüm yıldız kalıntısı her 63 milisaniyede bir dönüyor. Ancak belki de Lighthouse pulsar’ın en büyüleyici özelliği doğrusal hızıdır; Samanyolu galaksisi içinde şaşırtıcı bir hızda, yaklaşık 990 kilometre/saniye ilerlemektedir. Bu da bir yazım hatası değil; bu pulsar, Güneşimizden yaklaşık iki kat daha kütlüdür, ancak aynı zamanda Manhattan’ın yüksekliği kadar genişliğe sahip olabilir ve galaksimiz içinde saniyede neredeyse 1000 km hızla hareket etmektedir.

Beklendiği gibi, bu kadar çok kütlenin bu kadar küçük bir alana yoğunlaşması ve bu kadar hızlı hareket etmesi, çevresindeki ortamda bazı ilginç olaylara yol açmaktadır. Pulsar, yıldızlararası ortamdan (ISM) geçerken, önünde büyük bir şok dalgası oluşturur; bu da bir geminin önünde oluşan dalga benzeridir. Bu durum, astronomların anlamaya çalıştığı iki devasa parlayan X-ışını yapısı oluşturur.

Fraser, bir pulsar’ın ne olduğunu anlatıyor.

Trail (İz), pulsarın arkasındaki yaklaşık bir yay dakika boyunca uzanan parlak bir X-ışını yapısıdır. Bu yapı, muhtemelen doğum yeri olan MSH 11-61A olarak bilinen süpernova kalıntısına doğrudan işaret etmektedir. Radyo ve X-ışınlarında incelendiğinde, Lighthouse’un izi yaklaşık 37 ışık yılı boyunca uzanmaktadır; bu da onu Samanyolu galaksisindeki en uzun yapılardan biridir.

Filament (Lif), Trail kadar gösterişli olmasa da, çok daha nadirdir. Bu, Trail’den dik olarak (yani 90 derecelik bir açıyla) uzanan bir yapıdır. Uzaydaki uzunluğu benzer olsa da, bizim ona olan konumumuz, onun yayılımını gökyüzünde beş yay dakika boyunca daha da etkileyici hale getirmektedir.

Uzun süredir devam eden bir teoriye göre, her iki yapı da nasıl oluştuğu bilinmektedir. Pulsar tarafından oluşturulan şok dalgası, çoğu parçacığı hapsederek Trail’i oluşturur. Ancak en yüksek enerjili olanlar, örneğin kozmik ışın leptonları (elektronlar ve pozitronlar), bu alandan kaçabilir. Serbest kaldıklarında, mevcut manyetik alan çizgilerini takip ederler ve Filament’i oluştururlar.

Fraser ve Dr. Zach Putnam, pulsarların uzayda nasıl kullanılabileceğini açıklıyor.

Dinsmore ve ortak yazarları, bu teoriyi NASA’nın Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) uydusuyla doğrulamak istemişlerdir. Bu durumda, polarizasyon, yerel manyetik alanın yönünü gösteren bir pusula gibi işlev görecek ve Filament parçacıklarının manyetik alan çizgilerini takip ettiğine dair kanıt sağlayacaktır.

Haziran 2025’te, araştırmacılar nebülaları yaklaşık 18 gün boyunca (veya 950 kilosaniye olarak ifade ettiklerinde, belki de Vernor Vinge’nin zaman ölçüm sistemine bir gönderme) gözlemlediler. Bu gözlemlerin sonuçları oldukça başarılı oldu; Filament’in polarizasyonunu %99 güvenilirlikle tespit ettiler ve elektrik vektörü konum açısının (EVPA), manyetik alanın filament eksenine paralel olduğunu gösterdi.

Bu, teorinin bazı geçerliliği olduğuna işaret ediyor gibi görünüyor. Ancak, verilerde bazı sürprizler de ortaya çıktı. Filament’in polarizasyon derecesi (PD), beklenenden daha yüksekti; %55 ± 18 olarak ölçüldü ve bu da çoğu modern manyetohidrodinamik model tarafından öngörülen kadar yüksek bir manyetik türbülensiyona sahip olmadığını gösteriyor. Aslında, filament etrafındaki manyetik alanın bile, galaktik manyetik alandan daha zayıf olduğu görülmektedir.

Başka bir sürpriz ise, Trail’in incelenmesi sırasında ortaya çıktı. Trail’in PD’si daha mütevazı bir değerde (%26) ölçüldü ve beklenen şekilde, eksen boyunca paralel bir manyetik alanın varlığı tespit edildi. Ancak bu durum, Avustralya Teleskopu Compact Array tarafından radyo dalgaları ile gözlemlenen ve manyetik alanın Trail’e neredeyse dik olduğu gösterilen durumla çelişmektedir. Bu farklılık, pulsar izlerinin katmanlı bir yapıya sahip olduğu fikrini desteklemektedir; güçlü paralel manyetik alan çizgileri, X-ışını yayan yüksek enerjili parçacıkları iterken, iç kısımlarda daha turbulent ve radyo dalgaları yayan elektronlar bulunmaktadır.

Tüm bu verilerin toplanması da kolay bir iş değildi. Araştırmacılar, IXPE’nin bir dedektör ünitesinin arızalanması gibi sorunlarla karşılaştı ve kendi analitik yazılım pipeline’larını (LeakageLib olarak adlandırılan) geliştirmek zorunda kaldılar. Ancak bu çabalarının karşılığında, evrenin nasıl çalıştığına dair önemli bilgiler elde ettiler. Pulsarlar, astronomları ve genel kamuoyunu uzun süre daha büyüleyecek gibi görünüyor.

NASA – NASA Space Telescope Maps Magnetic Fields of ‘Lighthouse’ Pulsar

J.T. Dinsmore et al – IXPE Polarizations of the Lighthouse Pulsar, Trail, and Filament

UT – Pulsars Rewrite the Rules

UT – A Bizarre Pulsar Switches Between Two Brightness Modes. Astronomers Finally Figured Out Why.