Pulsarlar ve Nötrinolar
Evrende saat gibi atan yıldızlar var: pulsarlar.
Hikâyelerinde görünmeyen bir yan karakter de var: nötrino.
Büyük bir yıldız ölür
Güneş’ten en az 8 kat ağır bir yıldızın çekirdeğinde demir birikir; demirden enerji çıkmaz.
Çekirdek saniyede 70.000 km hızla çöker. Önce nötrinolar kaçar ve enerjinin %99’unu taşır.
Yıldız parçalanır; ortada küçük, inanılmaz yoğun bir kalp kalır: bir nötron yıldızı.
- ≥ 8 Güneş kütlesi
- 70.000 km/s
- 10⁵⁸ nötrino
Geriye bir deniz feneri kalır
Geriye çapı yalnızca 20 km ama Güneş’ten ağır bir nötron yıldızı kalır ve çok hızlı döner.
Manyetik alanı Dünya’nınkinin trilyonlarca katıdır.
Manyetik kutuplarından çıkan iki radyo huzmesi, yıldız döndükçe uzayı deniz feneri gibi tarar.
- çap ~20 km
- Güneş’ten ağır
- radyo huzmesi
Saat gibi atar
Huzme Dünya’nın üzerinden her geçtiğinde radyo teleskopları bir atım yakalar: işte buna pulsar diyoruz.
Yengeç pulsarı saniyede 30, en hızlısı 716 kez döner; bazılarının atımları atom saatleri kadar düzenlidir.
- 716 tur/s
- Yengeç: 30 tur/s
- 3.000’den fazla pulsar
Her şeyin içinden geçer
Peki bir pulsarın doğduğunu nasıl anlarız? Cevap bir parçacıkta: nötrino.
Yükü yok, ışığa çok yakın hızda gider; bir ışık yılı kalınlığında kurşun ancak yarısını durdurur.
Çöken bir çekirdeğin enerjisini neredeyse tamamen nötrinolar taşır ve haberi ışıktan önce getirir.
- yüksüz
- ışığa yakın hız
- neredeyse kütlesiz
Suyun içinde mavi bir halka
Onları yakalamak için devasa miktarda saf su ya da buz ve binlerce sensör gerekir.
Nötrino nadiren bir atoma çarpar; çıkan parçacık, ışığın sudaki hızından daha hızlı gider.
Bu sırada Çerenkov ışıması denen zayıf mavi bir ışık yayar; sensörler bu halkadan nötrinonun yönünü hesaplar.
- Super-Kamiokande
- 50.000 ton su
- ~11.000 sensör
Buzun içinde bir gözlemevi
Güney Kutbu’nda bir kilometreküp saf buzun içinde 5.160 sensör. Kurucusu Francis Halzen: 2026 Nobel Fizik Ödülü.
2017’de tek bir nötrinonun, IceCube-170922A’nın izi sürüldü; teleskoplar o yöne döndü.
Yaklaşık 4 milyar ışık yılı ötedeki blazar TXS 0506+056, ilk kez bir nötrino kaynağı olarak belirlendi.
- 1 km³ buz
- 5.160 sensör
- TXS 0506+056