FAST Teleskobu en düşük kütleli çift nötron yıldızı sistemini keşfetti

Çin Bilimler Akademisi ve Pekin Radyo Astronomi ve Teknolojisi Devlet Anahtar Laboratuvarı araştırmacıları, dünyanın en büyük radyo teleskobu FAST’i kullanarak PSR J1856–0039 ikili nötron yıldızı sistemini beş yıl boyunca izledi. 2020’de keşfedilen sistem, 2,36 saatlik yörünge periyoduyla bilinen ikili nötron yıldızı sistemleri arasında ikinci en kısaperiyoda sahip.

Zamanlama gözlemleri, genel görelilik kuramının uzay-zamandaki dalgalanmalar ve yörünge daralmasına ilişkin öngörülerini hassas ölçümlerle teyit etti. Physical Review Letters dergisinde yayımlanan araştırma, bugüne kadar tespit edilen en düşük toplam kütleli çift nötron yıldızı sisteminin evrimine ilişkin bulgular sunarken bilimsel altyapı yatırımlarının astrofizik araştırmalarında yarattığı katma değeri de ortaya koyuyor.

HASSAS ZAMANLAMA ÖLÇÜMLERİ 

Dawodang çöküntüsünde bulunan, 500 metre açıklığa sahip FAST teleskobuyla 2020–2025 yılları arasında 17 ayrı gözlem oturumu gerçekleştirildi. Bu oturumlarda, atımların varış zamanlarına ilişkin 253 hassas ölçüm kaydedildi.

Yüksek sinyal-gürültü oranı sağlayan kalibrasyon işlemleri ve Tempo2 zamanlama yazılımıyla üç kritik Kepler sonrası parametre hesaplandı: Yörünge periyodunun türevi, periastron ilerleme hızı ve Einstein gecikmesi.

Nötron yıldızlarının ayrı ayrı kütlelerini ve sistemin toplam kütlesini kesin olarak belirleyen bu ölçümler, kütleçekimsel dalgaların yol açtığı enerji kaybı nedeniyle ikili sistemdeki yıldızların birbirine nasıl yaklaştığını gözlemsel verilerle gösterdi.

BİRLEŞME SONRASI OLASILIKLAR 

Göreli etkilerin büyüklüğü bakımından literatürdeki ikinci en güçlü sistem olarak tanımlanan PSR J1856–0039’daki yıldızların yaklaşık 82 milyon yıl sonra birleşmesi öngörülüyor. Bu süreç, çok yüksek yoğunluklu maddenin hal denklemine ilişkin önemli veriler sunma potansiyeli taşıyor.

Sistemin rekor düzeydeki düşük toplam kütlesi, birleşmenin ardından sıradan bir kara delik yerine kararlı veya büyük kütleli bir nötron yıldızının oluşabileceğine işaret ediyor. Uzay-zaman sürüklenmesi olarak bilinen Lense-Thirring etkisini ölçme açısından en yüksek potansiyele sahip bu sistem, yoğun madde fiziği ve astrofiziksel modellemeler için yeni bir referans noktası oluşturuyor.

ON YILLIK İZLEME 

Araştırmacılar, sistemin eylemsizlik momentini ve nötron yıldızlarının iç yapı dinamiklerini netleştirmek amacıyla önümüzdeki 10 yılı kapsayan bir izleme programını başlatmayı planlıyor. Araştırma ekibi liderlerinden JinLin Han ve Dr. Zonglin Yang yönetiminde yürütülecek çalışmanın, kuantum düzeyindeki yoğun madde durumlarının ilk kez doğrudan ölçülmesine olanak tanıyacağı belirtiliyor.

Büyük ölçekli bilimsel araştırma projelerine sağlanan finansman ve gelişmiş gözlem altyapıları, küresel akademide yüksek teknolojik yetkinlik yaratırken Çin’in temel bilimler alanındaki uluslararası rekabet gücünü de pekiştiriyor.