10 Haziran 2014 Salı

3C 391 Süpernova Kalıntısı ve İlk Makalem

Bilim dünyasında, üzerinde çalıştığınız problemlere geliştirdiğiniz çözüm ve bakış açılarını o konuda araştırma yapanlar dışında çok küçük bir azınlığın okuyabildiği, oldukça teknik bir yazın türü olan ‘bilimsel makale’ formatında yayınlamanız gerekir. Karmaşık süreçlerin kaçınılmaz kıldığı bu format her ne kadar genel okuyucu için nispeten ‘ulaşılmaz’ olsa da genellikle makaleye eşlik eden açıklayıcı haber ya da blog yazıları, araştırmanın detaylarını kaba hatlarıyla herkesle paylaşmayı olanaklı kılıyor. Tam bu noktada, ‘çiçeği burnunda’ akademik hayatımda ilk katkı koyduğum makalenin yayınlanması şerefine, bu makale ile ilgili bir yazı yazmak istedim. GökGünce’de bunun öncesinde yazdığım üç yüzün üzerindeki yazı büyük ölçüde ‘başkalarının’ çalışmaları üzerineydi; ilk defa kendi çalışmam üzerine yazacak olmak ilginç ve güzel bir his…

 

1

 

”Recombining Plasma in the Gamma-ray Emitting Mixed-Morphology Supernova Remnant 3C 391” Tülün Ergin, Aytap Sezer, Lab Saha, Pratik Majumdar, Anshu Chatterjee, Arif Bayırlı, E. Nihal Ercan

 

Yukarıda ismi ve bağlantısı verilen, Ağustos ayında Astrophysical Journal’da yayınlanacak makale Türk ve Hintli astrofizikçilerin ortak çalışması sonucu ortaya çıktı. Çalışmada 3C 391 adlı süpernova kalıntısının gama ışınlarında detaylı analizi yapılarak, kalıntının etrafındaki moleküler bulutlarla etkileşmesi sonucu açığa çıkan gama ışınımı modellendi.

 

3C391_med

3C 391 süpernova kalıntısının XMM-Newton tarafından elde edilmiş x-ışınlarında görüntüsü (Makalenin bir parçası değil) (Telif Hakkı: Marco Iacobelli and ESA)

 

Yıldızlar yaşamlarının son evrelerinde, çekirdeklerindeki yakıtlarını tüketip büyük bir patlama ile etrafa madde saçıyorlar; bu maddeler dışarı doğru yayılarak, geriye kalan cismin(nötron yıldızı ya da karadelik) etrafında gaz ve toz bulutlarının oluşmasına neden oluyor. Yıldızın, patlamanın ve ortamın türüne göre bu kalıntıların tipi de farklılık gösteriyor. 3C 391 süpernova kalıntısı, farklı tip süpernovaların morfolojik özelliğini taşıdığından "karma-morfolojik"(mixed-morphology) kategorisi altında inceleniyor. Kalıntının merkezinde çok yüksek sıcaklıktaki gaz X-ışını tayfında ışıma yapıyorken bölgenin dış kısımları ancak radyo dalgalarında gözlenebilen bir kabuk tarafından çevrelenmiş durumda. 3C 391 gibi etrafındaki molekül bulutlarıyla etkileşen karma-morfolojik süpernova kalıntıları, protonlar gibi hadron etkileşimleri kaynaklı gama ışınlarını gözlemek için ideal kaynaklar; zira bu gözlemler kozmik ışınlar dediğimiz yüklü parçacıkların süpernova kalıntılarında hızlandırıldığının en önemli kanıtlarını oluşturuyorlar.

 

Bu tip yüksek enerji ortamlarında gama ışınları üretmek için birçok farklı yöntem bulunuyor. Bu makalede sözü geçen ‘hadron kaynaklı’ süreçte, süpernova kalıntısı genişlerken şok dalgasının yoğun moleküler bulutlarla etkileşmesiyle proton-proton çarpışmaları gerçekleşiyor. Bu çarpışmalar sonucu sonucu ortaya çıkan pion adlı ikincil parçacıklar da bozunup gama ışınımını oluşturuyor. Yapılan çalışmada Fermi Gama Işını ve Suzaku X-Işını uydu teleskoplarından alınan veriler incelenerek ışınımın ve bu ışınımın kaynağı olan protonların tayfı modellenip süpernova kalıntısını oluşturan plazma ortamın koşulları detaylı analizlerle ortaya kondu.

 

Benim makaleye ‘mütevazi’ katkım ise kaynağın gama ışınlarında geniş zaman ölçeğinde değişim gösterip göstermediğini analiz etmek oldu. Fermi Gama Işını Uydusunun verilerilerini kullanarak, 3C 391 etrafındaki bir derecelik çembersel bölgede akı değişimini, kaynak için kullanılan modeli de girdi alarak aylık olarak çıkardım. Aşağıdaki grafikte görülen noktalar aylık bölümlerde ağırlıklı olarak ortalanmış akı değerlerini gösteriyor. Bu noktaların sabit bir değer(mavi çizgi) etrafında istatististiksel olarak kayda değer bir biçimde değişmedi sonucuna vardık.

 

image

3C 391’ın gama ışınında aylık değişimi (T. Ergin et all. 2014)

 

Peki bu çalışmanın ‘büyük resim’ içindeki yeri ve önemine gelirsek.. Yazının başında da söylediğim gibi, süpernova ortamlarındaki yüksek enerjili etkileşimler, astrofozikteki en büyük problemlerden biri olan galaktik kozmik ışınların kaynağı konusunu aydınlatmak için en önemli adaylardan biri... Bu konuda Fermi’nin 1949’daki efsanevi makalesinin üzerinden onca zaman geçmesine rağmen problem çeşitli zorluklardan ötürü tam anlamıyla aydınlatılabilmiş değil. Geçen sene iki ekip, gama ışınımı ve optik verileri kullanarak gözledikleri süpernova kaynaklarında proton hızlandırılma süreçlerine dair çok önemli bulgular elde etmişlerdi. Kısacası, dünyanın birçok farklı yerinde birçok ekip bu konu üzerine kafa yoruyor ve bizim makalemiz de bu problemin aydınlatılması ve bu kaynakların etrafındaki plazma ortamların anlaşılması yönünde katkı sağlıyor.

 

2013’de yayınlanan araştırmayı anlatan NASA’nın hazırladığı video

 

Makalenin pre-print kopyası arXiv’de: http://arxiv.org/abs/1406.2179

 

Konuyla ilgili daha detaylı bilgi için SLAC’deki şu genel dinleyiciye hitap eden seminer ilginizi çekebilir: Supernova Shock Waves: Powerhouses of the Galaxy

0 yorum:

Paylaş!

 

Copyright © 2010 Gök Günce | Blogger Templates by Splashy Templates | Free PSD Design by Amuki