Uzayda şaşırtıcı bir konuma işaret eden kozmik flaşlar

Gökbilimciler, hızlı radyo patlamaları adı verilen gökyüzündeki en yakın gizemli flaş kaynağına şaşırdılar. Radyo teleskoplarla yapılan hassas ölçümler, patlamaların eski yıldızlar arasında ve kimsenin beklemediği bir şekilde yapıldığını ortaya koyuyor. Yakınlardaki sarmal gökada M 81’deki flaşların kaynağı, türünün Dünya’ya en yakın olanıdır.

Her ikisi de Bonn, Almanya’daki Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü’nden Ramesh Karuppusamy ve Uwe Bach dahil olmak üzere uluslararası bir bilim adamları ekibinin bulguları, iki makalede yayınlandı. Doğa ve Doğa Astronomi Bu hafta.

Hızlı radyo patlamaları tahmin edilemez, uzaydan gelen son derece kısa ışık flaşlarıdır. Gökbilimciler, 2007’de ilk kez keşfedildiklerinden beri onları anlamakta güçlük çektiler. Şimdiye kadar sadece radyo teleskopları tarafından görüldüler.

Her flaş saniyenin sadece binde biri kadar sürer. Yine de her biri Güneş’in bir günde verdiği kadar enerji gönderir. Her gün birkaç yüz flaş patlar ve bunlar gökyüzünün her yerinde görülmüştür. Çoğu, Dünya’dan çok uzaklarda, milyarlarca ışıkyılı uzaklıktaki galaksilerde bulunur.

İki makalede, uluslararası bir gökbilimciler ekibi, bilim insanlarını gizemi çözmeye bir adım daha yaklaştıran ve aynı zamanda yeni bulmacalar ortaya çıkaran gözlemler sunuyor. Ekip, Franz Kirsten (Chalmers, İsveç ve ASTRON, Hollanda) ve Kenzie Nimmo (ASTRON ve Amsterdam Üniversitesi) tarafından ortaklaşa yönetiliyor.

Bilim adamları, Ocak 2020’de Büyük Ayı Takımyıldızı’nda keşfedilen tekrarlayan bir patlama kaynağının yüksek hassasiyetli ölçümlerini yapmak için yola çıktılar.

“Patlamaların kökenine dair ipuçları aramak istedik. Birçok radyo teleskopunu birlikte kullanarak, kaynağın gökyüzündeki yerini son derece hassas bir şekilde belirleyebileceğimizi biliyorduk. Bu, hızlı bir radyo patlamasının yerel mahallesinin nasıl göründüğünü görme fırsatı veriyor. gibi,” diyor Franz Kirsten.

Yakın ama şaşırtıcı konum

Gökbilimciler ölçümlerini analiz ettiklerinde, tekrarlanan radyo flaşlarının kimsenin beklemediği bir yerden geldiğini keşfettiler.

Patlamaları, yaklaşık 12 milyon ışıkyılı uzaklıktaki yakındaki sarmal gökada Messier 81’in (M 81) eteklerine kadar takip ettiler. Bu, bunu bir hızlı radyo patlaması kaynağının şimdiye kadarki en yakın tespiti yapar.

Mağazada bir sürpriz daha vardı. Konum, küresel küme olarak bilinen çok eski yıldızlardan oluşan yoğun bir kümeyle tam olarak eşleşti.

Kenzie Nimmo, “Küresel bir kümeden hızlı radyo patlamaları bulmak inanılmaz. Burası uzayda yalnızca eski yıldızları bulabileceğiniz bir yer. Evrenin daha ilerisinde, yıldızların çok daha genç olduğu yerlerde hızlı radyo patlamaları bulundu” diyor. .

Ramesh Karuppusamy, “Patlamanın galaksimizdeki bazı pulsarların emisyonuna benzerliği bizi tanıdık zeminlere koyarken, FRB atalarının oldukça çeşitli olabileceğinin altını çiziyor. Bu, kesinlikle bu tür radyo patlamalarının lokalizasyonunu ve karakterize edilmesini motive ediyor” diye ekliyor. (Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü, MPIFR), makalenin ortak yazarı.

Güneş’ten çok daha büyük, genç, devasa yıldızlarla çevrili birçok hızlı radyo patlaması bulundu. Bu yerlerde yıldız patlamaları yaygındır ve arkalarında yüksek oranda manyetize olmuş kalıntılar bırakır.

Bilim adamları, magnetar olarak bilinen nesnelerde hızlı radyo patlamalarının yaratılabileceğine inanmaya başladılar. Magnetarlar, patlamış yıldızların son derece yoğun kalıntılarıdır. Ve onlar, evrenin bilinen en güçlü mıknatıslarıdır.

“Magnetarların parlak ve yeni olmasını ve kesinlikle eski yıldızlarla çevrili olmamasını bekliyoruz. Yani burada baktığımız şey gerçekten bir magnetarsa, o zaman patlayan genç bir yıldızdan oluşmuş olamaz. başka bir yol,” diyor Amsterdam Üniversitesi ve ASTRON’dan ekip üyesi Jason Hessels.

Bilim adamları, radyo flaşlarının kaynağının tahmin edilen, ancak daha önce hiç görülmemiş bir şey olduğuna inanıyor: beyaz bir cüce kendi ağırlığı altında çökecek kadar büyük hale geldiğinde oluşan bir magnetar.

Franz Kirsten, “Sıkı bir yıldız kümesinin milyarlarca yıllık yaşamında garip şeyler oluyor. Burada alışılmadık bir hikayesi olan bir yıldız gördüğümüzü düşünüyoruz” diyor.

Zaman verildiğinde, Güneş gibi sıradan yıldızlar yaşlanır ve beyaz cüce adı verilen küçük, yoğun, parlak nesnelere dönüşür. Kümedeki birçok yıldız ikili sistemlerde birlikte yaşar. Kümedeki on binlerce yıldızdan birkaçı, bir yıldızın diğerinden malzeme toplamasına yetecek kadar yaklaşır.

Kirsten, “Bu, yığılma kaynaklı çöküş olarak bilinen bir senaryoya yol açabilir” diye açıklıyor.

“Beyaz cücelerden biri, yoldaşından yeterince fazla kütle yakalayabilirse, nötron yıldızı olarak bilinen daha da yoğun bir yıldıza dönüşebilir. Bu nadir görülen bir durumdur, ancak bir antik yıldız kümesinde, bunu yapmanın en basit yolu budur. hızlı radyo patlamaları,” diyor ekip üyesi Mohit Bhardwaj, McGill Üniversitesi, Kanada.

Şimdiye kadarki en hızlı

Verilerini yakınlaştırarak daha fazla ipucu arayan gökbilimciler, başka bir sürpriz buldular. Bazı flaşlar beklediklerinden daha kısaydı.

Kenzie Nimmo, “Flaşlar, birkaç on nanosaniye gibi kısa bir süre içinde parlaklıkta titreşti. Bu bize, uzaydaki küçük bir hacimden, bir futbol sahasından daha küçük ve belki de sadece on metre genişliğinden geliyor olmaları gerektiğini söylüyor” diyor.

Benzer şekilde, gökyüzünün en ünlü nesnelerinden biri olan Yengeç pulsarından şimşek hızında sinyaller görülmüştür. Bu, Boğa takımyıldızı Boğa’da MS 1054’te Dünya’dan görülen bir süpernova patlamasının küçük, yoğun, kalıntısıdır. Hem magnetarlar hem de pulsarlar farklı türde nötron yıldızlarıdır: Şehir büyüklüğünde bir hacimde Güneş kütlesine ve güçlü manyetik alanlara sahip süper yoğun nesneler.

“Ölçtüğümüz sinyallerden bazıları kısa ve son derece güçlü, tıpkı Yengeç pulsarından gelen bazı sinyallerle aynı şekilde. Bu, gerçekten bir magnetar gördüğümüzü gösteriyor, ancak magnetarların daha önce bulunmadığı bir yerde.” Kenzie Nimmo diyor.

Bu sistemin ve diğerlerinin gelecekteki gözlemleri, kaynağın gerçekten sıra dışı bir magnetar mı yoksa sıra dışı bir pulsar mı yoksa bir kara delik ve yakın yörüngedeki yoğun bir yıldız gibi başka bir şey mi olduğunu söylemeye yardımcı olacaktır.

Franz Kirsten, “Bu hızlı radyo patlamaları, yıldızların nasıl yaşayıp öldüklerine dair bize yeni ve beklenmedik bir fikir veriyor gibi görünüyor. Bu doğruysa, süpernovalar gibi, yıldızlar ve tüm evrendeki yaşamları hakkında bize anlatacakları şeyler olabilir” diyor. .

Ek Bilgiler

Kaynağı mümkün olan en yüksek çözünürlük ve hassasiyette incelemek için bilim adamları, Avrupa VLBI Ağındaki (EVN) teleskoplardan alınan ölçümleri birleştirdi. Dünyanın yarısına, İsveç, Letonya, Hollanda, Rusya, Almanya, Polonya, İtalya ve Çin’e yayılmış 12 çanak antenden gelen verileri birleştirerek, gökyüzünde tam olarak nereden geldiklerini bulabildiler.

Avrupa’nın en hassas tek çanaklı teleskopu olan MPIFR’nin 100 m radyo teleskobu, EVN ağı içerisinde iki kat olarak kullanılmış ve ayrıca PSRIX veri kayıt sistemi ile yüksek zaman çözünürlüğünde pulsar verisi sağlamaktadır.

VLBI’nin ortak yazarı ve sorumlu MPIFR’den Uwe Bach, “Effelsberg’den alınan veriler böylesine harika bir sonuca katkıda bulunduğunda her zaman memnunum. Özellikle zayıf sinyallerin VLBI gözlemleri için 100m teleskopun katılımı çok önemli olabilir” diyor. Effelsberg radyo gözlemevinde uzman.

EVN ölçümleri, aralarında New Mexico, ABD’deki Karl G. Jansky Çok Büyük Dizisi (VLA) bulunan diğer birçok teleskoptan alınan verilerle tamamlandı.