Gizemli 'kara dul' sistemlerinin nasıl geliştiğini açıklayabilir...

Bu garip ikili sistemler birden fazla aşamadan geçer.

Gökbilimciler, evrendeki en tuhaf sistemlerden bazılarının nasıl evrimleştiğine dair eksik bir halkayı dolduran, yörüngedeki bir yoldaşı tüketen yeni bir tür pulsar belirlediler. 

Gökbilimciler, 1988'de PSR B1957+20 adlı ilk "kara dul" sistemlerini buldular. Tek bir atarca ve küçük bir yörünge arkadaşından oluşuyordu. 

Bu , düzenli aralıklarla radyasyon darbeleri yayan , hızla dönen nötron yıldızları ( süpernova patlamalarında ölen yıldızların çökmüş çekirdekleri ) olan pulsarlar için alışılmadık bir kurulum değildi . 

Gerçekten de birçok pulsar çiftler halinde gelir. 

Bununla birlikte, bu sistemde olağandışı olan şey, çifti çevreleyen önemli miktarda enerjik malzemenin varlığıydı. Gökbilimciler, sistemi çevreleyen malzemenin küçük yoldaştan geldiğini ve bir zamanlar yoldaşın çok daha büyük olduğunu fark ettiler. 

Ancak merkezdeki pulsar, son derece enerjik radyasyon ve parçacık akımları püskürtüyordu. 

Bu patlamalar o kadar güçlüydü ki, yörüngedeki yoldaşın parçalarını oyarak uzaya fırlatıyorlardı. Esasen pulsar, arkadaşını canlı canlı yiyordu, dolayısıyla " kara dul " takma adı, eşini yiyen örümceğe atıfta bulunuyor.

O zamandan beri, gökbilimciler "örümcek" ailesine uyan birkaç başka pulsar sistemi keşfettiler. 

Teknik olarak, kara dulların çok küçük kütleleri olan, genellikle güneşin kütlesinin onda birinden daha az arkadaşları vardır . 

Diğer sistemler arasında, güneş kütlesinin yarısına kadar kütleleri olan yoldaşları aktif olarak yok eden "redback" pulsarları bulunur. 

Ve "avcı" pulsarların, patlamalara dayanacak yeterli kütleye sahip yoldaşları vardır ve bu nedenle bu sistemlerin etraflarında çok daha az malzeme bulunur.

Ölümcül bir dans 

Astronomlar bu "örümcek" sistemlerden onlarca tespit ederken, sistemlerin nasıl oluştuğunu açıklamakta güçlük çekiyorlar. Sorun şu ki, bir refakatçinin kütlesini, güçlü radyasyon patlamaları yoluyla dış katmanlarını kaldırarak azaltma işlemi olan ablasyon, nispeten verimsiz bir işlemdir. 

Bu yoldaşların bu kadar kısa sürede nasıl bu kadar çok kütle kaybedebileceğini açıklamak çok yavaş. Şimdi, gökbilimcilerden oluşan bir ekip, normal ikili sistemler ile daha gelişmiş "örümcek" sistemler arasında evrimsel bir bağlantı sağladığına inandıkları iki sistem bularak bir çözüm önerdi. Sonuçlarını Ocak ayında Royal Astronomical Society'nin Monthly Notices dergisinde bildirdiler.(yeni sekmede açılır). Başlangıçta bir ikili sistemin evriminde , birbirinin etrafında dönen iki yıldız vardır. 

Ancak biri kaçınılmaz olarak diğerinden daha büyük olacak ve daha erken ömrünü tamamlayacaktır. Yıldız yeterince büyükse, bir süpernova patlamasından sonra kalan sıkıştırılmış nötronların çekirdeği olan bir nötron yıldızı olacaktır. Kalan refakatçi yeterince düşük bir kütleye sahipse, sistem kısa sürede düşük kütleli bir X-ışını ikilisi olarak adlandırılan şeye dönüşecektir. 

Bu sistemlerde refakatçi ya kırmızı dev aşamasına girerken doğal olarak şiştiği için ya da nötron yıldızının aşırı kütle çekimi atmosferini çektiği için taşmaya başlamıştır. Her iki durumda da, bu aşamada, refakatçi, malzemesini nötron yıldızının üzerine dökmeye başlayarak, onun hızlanmasına ve X-ışını radyasyonunda parlamasına neden olur. 

Gökbilimciler uzun süredir bu düşük kütleli X-ışını ikili sistemlerinin zaman zaman kara dul veya redback örümcek sistemlerine dönüştüğüne inanıyorlar, ancak bağlantı şimdiye kadar gösterilmedi.

Çalışmanın arkasındaki astronomlar, Swift J1858.6-0814 ve EXO 0748-676 adlı iki düşük kütleli X-ışını ikili sistemini incelediler. 

Bu iki sistem, tipik düşük kütleli X-ışını ikili dosyalarının tüm özelliklerini içerir: küçük, taşan bir arkadaşı olan bir nötron yıldızı. 

Ancak araştırmacılar, her bir çifti çevreleyen yüksek enerjili malzeme ile ablasyon için kanıtlar da buldular. Gözlemleri, "örümcek" aşamasının bu sistemlerin geliştirilmesinde erken başlamış olabileceğini gösteriyor. 

Ablasyon verimsiz olsa da, materyali erken dönemde güçlü patlamalarla refakatçiden uzaklaştırarak, bu sistemlerin örümcek sistem sonuçlarını açıklamaya yetecek kadar gazı üflemek için bolca zamanı vardı. 

Araştırmacılar, bu sistemleri "sahte dullar" olarak adlandırdı ve araknid tabanlı sınıflandırma şemasına ekledi. Sonunda, bu sahte dullar gerçek kara dul ve redback sistemlerine dönüşecek ve bu sistemler de sonsuza kadar sürmeyecek. Bir noktada, refakatçinin tüm atmosferi ya uzaya savrularak ya da nötron yıldızına aktarılarak malzeme tamamen tükenecek. 

Bu transfer, nötron yıldızının dönüş hızında muazzam bir hızlanmaya neden olarak her saniye binlerce kez dönmesine neden olur. 

Yeni gözlemlerle, tüm gelişim süreci açık: İkili sistemler ortaya çıkıyor, ardından düşük kütleli X-ışını ikili sistemleri, ardından sahte dullar, ardından kara dul veya redback sistemleri haline geliyor ve sonunda milisaniye pulsarları olarak yerleşiyor.