Dış Kaynaklı Proje Süreçleri Yönetim Sistemi
Akkaya oralhan İ. (Ulusal Proje Ortağı), Akyüz A., Aksaker N., Kayhan C.
Aşırı Parlak X-ışın Kaynakları (Ultraluminous X-ray sources, ULXs), tipik bir X-ışın çift sisteminden beklenen X-ışın yayınımının (Lx < 1038 erg/s) çok üzerinde ışıtması olan (Lx > 1039 erg/s) ve galaksilerin merkez bölgelerinin dışında bulunan kaynaklardır (King, Lasoto ve Middleton 2023). Şimdiye kadar ULX’lerden algılanan bu yüksek ışıtmanın kaynağı için önerilen modeller, çift sistemde tıkız (compact) cismi kara delik olan merkezi bir toplayıcının mevcut olmasını gerektirir. Bu modellerde, tıkız cisim olarak yıldız-kütleli veya orta-kütleli kara delikler olası kaynakları temsil etmektedir. Bir ULX, yıldız-kütleli bir kara deliği içeriyorsa, gözlenen yüksek ışıtma, yıldız-kütleli bu toplayıcıya süper-Eddington yığılmayla madde aktarımı sonucu üretilebilir (Poutanen vd. 2013; Sutton vd. 2013a,b; Motch vd. 2014; Fabrika vd. 2015). Bununla birlikte, eğer bir ULX orta kütleli bir kara deliği içeriyorsa, yüksek ışıtma bu tür kaynaklarda sub-Eddington yığılma ile açıklanabilir (Miller vd. 2004; Farrell vd. 2009; Mezcua vd. 2015). Ancak, son 10 yılda, bazı ULX'lerin eşevreli atım (puls)’lar sergiledikleri keşfedilmiştir. Bu durumda gözlenen ışıtmanın, bir donör yıldızının yörüngesinde dönen güçlü manyetik alana sahip bir nötron yıldızına süper-Eddington yığılma ile üretileceği önerilmektedir (Bachetti vd. 2014; Eksi vd. 2015; Furst vd. 2016; Israel vd. 2017a,b; Carpano vd. 2018; Rodriguez vd. 2020; Sathyaprakash vd. 2019). Dolayısıyla homojen bir yapıya sahip olmadığı öngörülen ULX çift sistemlerinin doğasının incelenmesi, astrofizikte güncel araştırma ve keşif konusu olmaya devam etmektedir.
X-ışınlarının yanısıra ULX'lerin optik yayınımının orijinini araştırmak ve optik karşılıklarını tanımlamak için çok sayıda gözlemsel çalışmalar yapılmıştır (Kaaret 2005; Soria vd. 2005; Abolmasov vd. 2007; Grisé vd. 2008, 2011, 2012; Avdan vd. 2016a, 2016b, Fabrika vd 2015). Yapılan araştırmalarda belirtildiği gibi, ULX'lerden kaynaklanan optik ışımaya donör yıldızının fotosferi, yığılma diski veya bunların bir kombinasyonundan katkı gelmesi mümkündür. Bu durumda, elde edilen gözlem ve kuramsal sonuçlar, optik emisyonun donörden ve/veya yığılma diskinden gelen olası katkının varlığına işaret etmektedir. ULX' den yayınlanan yakın kızılötesi (NIR) ışımayı gözlemek, bu sistemlerin gizemli doğası konusunda bilgi edinmek ve özellikle donör yıldızının bir kırmızı yada mavi süperdev olduğunda, ışımasına dair bulgular elde etmek kritik öneme sahiptir. Çünkü Roche lobu taşan Kırmızı Süperdev Yıldız (RSG)’nin bir kırmızı devden bile daha büyük bir yörüngeye sahip olacağı, bu nedenle diskten kaynaklanan etki ile donör yıldız atmosferinde güçlü etkilerin oluşması olasığının çok düşük olduğu belirtilmektedir (Copperwheat vd. 2007; Heida vd. 2014, 2016). Bu durum, potansiyel donör yıldız tanımlanmasında anahtar rol oynar ve bu da ULX sistemlerinin özellikleri ve evrimsel yolları hakkında önemli ipuçları sağlar. Ayrıca, NIR gözlemleri, ULX'lerdeki karmaşık kütle transfer süreçlerini araştırma, sistemin bileşenlerini tanımlama ve çevresel maddenin (örneğin, sistemi çevreleyen toz, circumbinary disk/dust) incelenmesi olanağını sunar. NIR gözlemleri, ULX’lerin X-ışın ve optik değişkenliği araştırmaya katkıda bulunarak, altında yatan fiziksel süreçler hakkında bilgi verir. Dolayısıyla, NIR gözlemlerinin diğer dalga boylarıyla birlikte değerlendirilmesi, ULX'lerdeki karmaşık astrofiziksel olayların anlaşılması konusunda bize bütünsel bir bakış sunar.
Önceki çalışmalarımızda farklı galaksilerde bazı ULX’lerin X-ışın ve optik özellikleri ayrıntılı araştırılmıştır. ULX’lerde tıkız cismin doğasını ve olası ışıma mekanizmalarını yorumlama konularında edindiğimiz deneyim ile önerilen projede, James Webb Uzay Teleskobu (JWST) gözlemleri kullanılarak ULX sistemlerinin NIR karşılıklarını araştırmayı amaçlıyoruz. JWST’nin gelişen teknolojiye paralel olarak kızılötesi bölgede artan görüntüleme ve açısal çözümleme kapasitesi sayesinde algılanan ışımayla, ULX sisteminde potansiyel donör yıldızının ve sistemi daha iyi anlayabilmek için diğer bileşenlerinin (tıkız bileşen ve yığılma diski) özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmaktadır. Bu nedenle, JWST, Hubble Uzay Teleskobu (HST) ve Chandra verileri ile oluşturulan spektral enerji dağılımları (SED'ler) analiz edilecektir. Modules for Experiments in Stellar Astrophysics (MESA) çift yıldız evrim kodu ile kütle korunumlu ve/veya korunumsuz (yada açısal momentumun aktarıldığı ve aktarılmadığı) olası durumlar araştırılacaktır. Donör yıldızın potansiyel evrimsel yollarına dair bulgular sunulacaktır. Elde edilen bulgular doğrultusunda, hala tartışma konusu olan ULX kaynaklarının doğasının daha iyi anlaşılmasına özgün katkılar sunulacaktır.