Gama Işını Patlamasında Şaşırtıcı Sinyal: Bir Magnetarın İlk Kalp Atışı mı?
Gökbilimciler, Evrenimizin üretebileceği en tuhaf nesnelerden birinin şiddetli doğumunu kaydetmiş olabilirler.
Işığı 2023’te Dünya’ya ulaşan tuhaf bir gama ışını uzay patlamasında, Çin’deki Nanjing Üniversitesi’nden gökbilimci Run-Chao Chen liderliğindeki bir ekip, yeni oluşan bir magnetarın doğum çığlığı olduğunu söyledikleri bir sinyal tespit etti. Magnetar, var olan en manyetik açıdan uç nesnelerdir.
Chen, “Bu, insanlığın bir gama ışını patlaması içindeki bir milisaniye magnetarından periyodik bir sinyali doğrudan gözlemlediği ilk sefer,” diyor. “Bu, yeni doğmuş bir yıldızın ilk kalp atışını duymak gibi.”
Gama ışını patlamaları, Evren’deki en enerjik patlamalardır ve bunları üretebilecek (en az) iki mekanizma biliyoruz. İki saniyeden kısa süren kısa süreli gama ışını patlamaları, çarpışan nötron yıldızlarından çıkan kilonova patlamalarıyla ortaya çıkar.
Uzun süreli patlamalar ise iki saniyeden uzun sürer ve kara deliklerin doğuşunda çekirdek çökmesi sonucu oluşan süpernova patlamalarına eşlik eder.
GRB 230307A’daki magnetar sinyalinin bir sanatçının tasviri. (Yuja Tian ve Yuting Wu, Nanjing Zhijiao Bulut Akıllı Teknoloji A.Ş.)
Eh, aşağı yukarı. 7 Mart 2023’te tespit edilen ve GRB 230307A olarak adlandırılan bir gama ışını patlaması bu eğilime karşı çıktı. O zamanlar, şimdiye kadar tespit edilen en parlak ikinci gama ışını patlamasıydı ve 200 saniye sürdü; ancak patlamanın ardından ışığın evrimleşme şekli, çekirdek çöküşü süpernovası değil, bir nötron yıldızı çarpışmasını düşündürüyordu.
Aslında, bir nötron yıldızı birleşmesiyle bağlantılı tek uzun süreli gama ışını patlaması bu değildi; 2021’de GRB 211211A olarak adlandırılan 50 saniyelik bir başka patlama da bir kilonova ile bağlantılıydı ve bu da bu sıra dışı patlamalarda başka bir şeyin rol oynayabileceğini düşündürüyordu.
İki nötron yıldızı çarpışıp tek bir nesne oluşturduğunda, bu tek nesnenin kimliği son kütleye bağlıdır. Nötron yıldızlarının üst kütle sınırı, Güneş’in kütlesinin yaklaşık 2,3 katıdır, yani bundan daha ağır bir cisim kara delik haline gelmelidir. Her iki uzun ömürlü kilonovadan elde edilen veriler, her ikisindeki son cismin magnetar adı verilen bir nötron yıldızı türü olduğunu gösteriyor.
Bu cisimler, tipik bir nötron yıldızından yaklaşık 1.000 kat daha güçlü, inanılmaz derecede güçlü manyetik alanlara sahiptir. Bu tuhaf, ölü, manyetik yıldızlar bazen çılgınca şeyler yapabilir, ancak onlar hakkında bilmediğimiz çok şey var; diğer nötron yıldızlarının sahip olmadığı bu kadar şaşırtıcı manyetik alanlara nasıl ve neden sahip oldukları da dahil.
Magnetarların ilk etapta nasıl oluştuğunu anlamak, bu gizemi çözme yolunda önemli bir adım atacağımız anlamına geliyor, bu yüzden Chen ve meslektaşları, GRB 211211A ve GRB 230307A’ya daha yakından bakarak verilerde her iki olayın da bir magnetar oluşumuyla ilişkili olabileceğine dair kanıt aradılar.
Bunu GRB 230307A’da buldular. Gama ışını patlamasının ilk tespit edilmesinden 24,4 saniye sonra, kritik bir noktada, olayın ışığında sadece 160 milisaniye boyunca hafif, periyodik bir gama ışını dalgalanması ortaya çıktı. Araştırmacılar, bu minik sinyalin yeni doğmuş bir magnetarın hızlı dönüşüyle tutarlı olduğunu açıklıyor.
Hong Kong Üniversitesi’nden fizikçi Bing Zhang, “Magnetarın hızlı dönüşü, manyetik alanı aracılığıyla gama ışını jetine periyodik bir sinyal aktarıyor,” diyor. “Ancak, jet hızla evrimleştiği için, bu sinyal yalnızca emisyon kısa bir süre asimetrik hale geldiğinde ortaya çıkıyor. Kalp atışı, jetin simetrisi onu tekrar gizlemeden önce sadece 160 milisaniye boyunca görülebiliyordu.”
Bu, gama ışını patlamasının ağırlıklı olarak manyetik alanlarla çalışan bir jet tarafından domine edildiğini gösteriyor ve diğer kilonova olaylarını analiz etmek ve yorumlamak için yeni bir yol sunuyor. Ayrıca, magnetarların bir nötron yıldızı çarpışmasının ateşinde ve öfkesinde doğabileceğine dair giderek artan kanıtlara da katkıda bulunuyor.
Zhang, “Bu keşif, kozmostaki en uç patlamalara dair anlayışımızı değiştiriyor,” diyor. “Yeni doğan magnetarların kompakt yıldız birleşmelerinden sağ çıkabildiğini ve güçlü kozmik motorlar olarak hareket edebildiğini gösteriyor. Bu, gama ışınlarını, kütleçekim dalgalarını ve kompakt yıldızların fiziğini birbirine bağlayarak çoklu haberci astronomisinde yeni bir ufuk açıyor.”
Kaynak: https://www.sciencealert.com
Gama Işını İşaretçileri Uzaylı Uygarlıklarla İlk Temasımız Olabilir mi?