Ölü yıldızdan gelen enerji patlaması Dünya'yı sert vurdu

Bilim insanı, "Bu sonuç pulsarlarla ilgili önceki bilgilerimize meydan okuyor" diyor

Hızlı dönen nötron yıldızları olan Pulsarlar, dar ve uzun radyo dalgası ışınları yayar (NASA)
Hızlı dönen nötron yıldızları olan Pulsarlar, dar ve uzun radyo dalgası ışınları yayar (NASA)
TT

Ölü yıldızdan gelen enerji patlaması Dünya'yı sert vurdu

Hızlı dönen nötron yıldızları olan Pulsarlar, dar ve uzun radyo dalgası ışınları yayar (NASA)
Hızlı dönen nötron yıldızları olan Pulsarlar, dar ve uzun radyo dalgası ışınları yayar (NASA)

Dünya, ölü bir yıldızdan gelen ve bilim insanlarının açıklayamadığı derecede enerjik bir patlamayla vuruldu.

Pulsar diye bilinen ölü bir yıldızdan kaynaklanan gama ışını patlaması, türünün şimdiye kadar görülen en yüksek enerjili örneği. Bu, görünür ışığın enerjisinin yaklaşık 10 trilyon katına, yani 20 tera-elektronvolta eşdeğer.

Bilim insanları ne tür bir senaryonun bir pulsarın bu kadar yoğun enerji yaymasına yol açabileceğini tam olarak açıklayamıyor ve buluşun arkasındaki araştırmacılar bunun "söz konusu doğal hızlandırıcıların nasıl çalıştığının yeniden düşünülmesini gerektirdiğini" söylüyor.

Bilim insanları pulsarların nasıl oluştuğunu daha iyi anlayabilme amacıyla onlardan gelen daha güçlü enerji patlamaları bulabileceklerini umuyor.

Pulsarlar, bir yıldız öldüğünde, süpernovaya dönüşerek patlayıp arkasında küçük, ölü bir yıldız bıraktığında oluşuyor. Bu kozmik nesneler, sadece 20 kilometre çapında. Ayrıca güçlü bir manyetik alanla son derece hızlı dönüyor.

Namibya'daki Yüksek Enerji Stereoskopik Sistemi gözlemevinde patlamayı tespit eden bilim insanı Emma de Oña Wilhelmi, "Bu ölü yıldızlar neredeyse tamamen nötronlardan oluşuyor ve inanılmaz derecede yoğunlar: Bir çay kaşığı malzemenin kütlesi 5 milyar tondan fazla, yani Büyük Gize Piramidi'nin kütlesinin yaklaşık 900 katı" dedi.

Pulsarlar dönerken, elektromanyetik radyasyon ışınlarını kozmik bir deniz feneri gibi dışarı fırlatıyor. Bu da örneğin Dünya gibi bir noktada duran kişinin, radyasyon atımlarının dönerek geçerken düzenli bir ritimle yanıp söndüğünü göreceği anlamına geliyor.

Radyasyonun, yıldızı çevreleyen ve onunla birlikte dönen plazma ve elektromanyetik alanlardan oluşan pulsarın manyetosferi tarafından üretilen ve dışarı atılan hızlı elektronların bir sonucu olduğu düşünülüyor. Bilim insanları elektromanyetik spektrumdaki farklı enerji bantlarını bulmak için radyasyonu araştırabilir. Bu da onu anlamalarını sağlayabilir.

Bilim insanları daha önce yeni çalışmada incelenen Vela pulsarıyla bunu yapmıştı. Sonuçta radyo bandında şimdiye kadar görülen en parlak kaynak olduğunu bulmuşlardı. Pulsarın aynı zamanda giga-elektronvoltlardaki en parlak kalıcı kaynak olduğu da tespit edilmişti. Ancak yeni araştırma, radyasyonun daha da yüksek enerji bileşenlerine sahip bir kısmı olduğunu ortaya çıkardı.

Güney Afrika'daki North-West Üniversitesi'nden ortak yazar Christo Venter, "Bu, söz konusu nesnede daha önce tespit edilen tüm radyasyondan yaklaşık 200 kat daha enerjik" dedi. Bilim insanları bunun nasıl olabileceğini tam anlamıyla bilmiyor.

Araştırmayı yöneten Fransa'daki Astropartikül ve Kozmoloji (APC) laboratuvarından Arache Djannati-Atai, "Bu sonuç pulsarlarla ilgili önceki bilgilerimize meydan okuyor ve bu doğal hızlandırıcıların nasıl çalıştığının yeniden düşünülmesini gerektiriyor" diyor.

Parçacıkların manyetosferin içinde veya biraz dışında manyetik alan çizgileri boyunca hızlandırıldığını öngören geleneksel şema, gözlemlerimizi yeterince açıklayamıyor. Belki de parçacıkların, ışık silindirinin ötesinde manyetik yeniden bağlanma adı verilen süreç yoluyla hızlanmasına tanık oluyoruz ve bu da bir şekilde dönme düzenini koruyor? Ancak bu senaryo bile böylesine aşırı radyasyonun nasıl üretildiğini açıklamakta zorluklarla karşılaşıyor.

Bulguları açıklayan "Vela Pulsarından 20 Teraelektronvolt'a Ulaşan Bir Radyasyon Bileşeninin Keşfi" başlıklı makale 6 Ekim'de bilimsel dergi Nature Astronomy'de yayımlandı.

Independent Türkçe



İkiye bölünse bile çalışmaya devam eden batarya üretildi

Esnek bataryanın kesilmesine rağmen çalışması dayanıklılıkta yeni bir adıma işaret ediyor (ACS Energy Letters)
Esnek bataryanın kesilmesine rağmen çalışması dayanıklılıkta yeni bir adıma işaret ediyor (ACS Energy Letters)
TT

İkiye bölünse bile çalışmaya devam eden batarya üretildi

Esnek bataryanın kesilmesine rağmen çalışması dayanıklılıkta yeni bir adıma işaret ediyor (ACS Energy Letters)
Esnek bataryanın kesilmesine rağmen çalışması dayanıklılıkta yeni bir adıma işaret ediyor (ACS Energy Letters)

İkiye katlansa veya bölünse bile çalışmaya devam eden batarya geliştirildi. 

Lityum iyon bataryalar, akıllı telefonlardan elektrikli araçlara kadar pek çok alanda kullanılıyor. Ancak alev almaya yatkın olmaları nedeniyle bilim insanları farklı seçenekleri araştırıyor. 

Bu çalışmalarda öne çıkan seçeneklerden biri de lityum sülfür bataryalar. Daha güvenli olması beklenen bu cihazlar ayrıca yüksek enerji yoğunluğu sunma ve ucuza mal edilme potansiyeliyle de öne çıkıyor.

Ancak lityum sülfür bataryalar, bütün bu artılarına rağmen uzun ömürlü değil. Bu bataryaları yüksek sıcaklıkta kararlı halde tutmak için karbonat bazlı elektrolit kullanılması öneriliyor.

Fakat katottaki sülfür, elektrolit içinde çözünmeye devam ederek katı bir çökelti oluşturuyor ve bataryanın kapasitesini düşürüyor. 

Çin Elektronik Bilimi ve Teknolojisi Üniversitesi'nden araştırmacılar, katot ve elektrolit arasına bir katman daha koymanın bu sorunu çözeceğinden yola çıkarak farklı maddelerle deneyler yürüttü. 

Bulgularını hakemli dergi ACS Energy Letters'ta 13 Eylül'de yayımlayan ekip, poliakrilik asidin sülfür-demir batarya katotlarında en iyi sonucu veren kaplama olduğunu saptadı.

Araştırmacılar bu kaplamayla hem esnek ve düz bir batarya olan kese pil hem de düğme pil prototipi üretti. 

Kese pil, 100 şarj-deşarj döngüsü boyunca herhangi bir bozulma belirtisi olmadan çalıştı. Ayrıca batarya ikiye katlandığında veya kesildiğinde de güç sağlamaya devam etti.

Çalışmaya liderlik eden Liping Wang, Interesting Engineering'e yaptığı açıklamada "Batarya, benzersiz tasarımı sayesinde kesildikten sonra da çalışmaya devam ediyor; iletken ağ fiziksel hasardan sonra bile sağlam kalıyor" diyerek ekliyor:

Bu muhtemelen mekanik kopmaya rağmen iyon ve elektron akışına izin veren sağlam ve esnek bir bağlayıcı sistem ya da yapısal tasarımdan kaynaklanıyor. İletken yollar, kesilme sırasında tamamen koparılmadığı için devre işlemeye devam ediyor.

Düğme pil ise 300 şarj-deşarj döngüsünün ardından kapasitesinin yüzde 72'sini korumayı başardı. 

Daha sonra kaplamayı diğer metallerden yapılmış katotlarda test eden ekip, lityum molibden ve lityum vanadyum batarya üretti. Bu piller de 300 şarj-deşarj döngüsü boyunca kapasitesini korudu.

Bulgular, sadece lityum sülfür bataryaların değil başka türden metallerle yapılanların da kaplamayla uzun ömürlü ve güvenli hale getirilebileceğine işaret ediyor.

Independent Türkçe, Interesting Engineering, Cosmos Magazine, EurekAlert, ACS Energy Letters