Radyo astronomi için bir ilk olarak, bilim adamları kısa süreli bir gama ışını patlamasından gelen milimetre dalga boyunda ışık tespit ettiler. Bu sanatçının anlayışı, bir nötron yıldızı ile başka bir yıldız (bir disk olarak görülüyor, sol altta) arasındaki birleşmeyi gösteriyor ve bu da kısa süreli gama ışını patlaması, GRB 211106A (beyaz jet, orta) ile sonuçlanan bir patlamaya neden oluyor ve geride kalan şeyi bırakıyor. bilim adamları artık kayıtlardaki en parlak art ışımalardan biri olduğunu biliyorlar (sağ ortadaki yarı küresel şok dalgası). Ev sahibi gökadadaki toz, görünür ışığın çoğunu (renklerle gösterilen) gizlerken, olaydan gelen milimetrik ışık (yeşille gösterilen) kaçmayı ve Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi’ne (ALMA) ulaşmayı başardı ve bilim adamlarına benzeri görülmemiş bir görünüm verdi. bu kozmik patlamanın Çalışmadan ekip, GRB 211106A’nın şimdiye kadar gözlemlenen en enerjik kısa süreli GRB’lerden biri olduğunu doğruladı. Kredi: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Weiss (NRAO/AUI/NSF)
Flaş, şimdiye kadar gözlemlenen en enerjik kısa süreli gama ışını patlamalarından biridir.
Araştırmacılar ilk kez, bir kütlenin birleşmesiyle meydana gelen yoğun bir patlamadan milimetre dalga boyunda ışık yakaladılar.[{” attribute=””>neutron star and another star using the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), an international observatory operated by the US National Science Foundation’s National Radio Astronomy Observatory (NRAO).
The scientists also determined that this burst of light was one of the most powerful short-duration gamma-ray bursts ever observed, producing one of the most luminous afterglows ever recorded. The findings were recently published in The Astrophysical Journal Letters.
The brightest and most energetic explosions in the universe, gamma-ray bursts (GRBs), may produce more energy in a few seconds than our Sun will produce in its entire lifetime. GRB 211106A belongs to a GRB subclass called short-duration gamma-ray bursts. The catastrophic merging of binary star systems containing neutron stars leads to these explosions, which are thought to be the source of the heaviest metals in the Universe, such as platinum and gold.
Milimetre dalga boyundaki ışıkta kısa süreli bir gama ışını patlamasının ilk hızlandırılmış filminde, GRB 21106A’nın Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi ile yakalandığını görüyoruz (ALMA). Burada görülen milimetrelik ışık, uzak bir ev sahibi gökadanın uzak bir gökadaya ait olduğunu tespit ediyor. Hubble uzay teleskobu. Milimetre ışığının parlaklığının evrimi, patlamada üretilen jetlerin enerjisi ve geometrisi hakkında bilgi sağlar. Kredi bilgileri: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Laskar (Utah), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)
Yakında Fizik ve Astronomi Yardımcı Doçenti olarak çalışmaya başlayacak olan Tanmoy Laskar, “Bu birleşmeler, ikili yıldızların yörüngesinden enerjiyi uzaklaştıran ve yıldızların birbirine doğru spiral yapmasına neden olan kütleçekimsel dalga radyasyonu nedeniyle meydana geliyor” dedi. Utah Üniversitesi. “Sonuçta ortaya çıkan patlamaya, ışık hızına yakın bir hızla hareket eden jetler eşlik ediyor. Bu jetlerden biri Dünya’ya doğrultulduğunda, kısa bir gama ışını radyasyonu darbesi veya kısa süreli bir GRB gözlemliyoruz.”
Kısa süreli bir GRB genellikle saniyenin yalnızca birkaç onda biri kadar sürer. Bilim adamları daha sonra, jetlerin çevreleyen gazla etkileşiminin neden olduğu bir ışık emisyonu olan bir art kıvılcım ararlar. Yine de onları tespit etmek zordur; radyo dalga boylarında sadece yarım düzine kısa süreli GRB tespit edildi ve şimdiye kadar milimetre dalga boylarında hiçbiri tespit edilmedi. Hollanda’daki Radboud Üniversitesi’nde Mükemmellik Üyesi iken araştırmayı yöneten Laskar, zorluğun GRB’lere olan muazzam mesafe ve teleskopların teknolojik yetenekleri olduğunu söyledi.
“Kısa süreli GRB art ışımaları çok parlak ve enerjiktir. Ancak bu patlamalar uzak galaksilerde gerçekleşir, bu da onlardan gelen ışığın Dünya’daki teleskoplarımız için oldukça zayıf olabileceği anlamına gelir. ALMA’dan önce, milimetre teleskopları bu artçı parıltıları tespit edecek kadar hassas değildi.”
Dünya’dan yaklaşık 20 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan GRB 211106A bir istisna değildir. Bu kısa süreli gama ışını patlamasından gelen ışık o kadar zayıftı ki, ilk X ışını gözlemleri NASANeil Gehrels Swift Gözlemevi patlamayı gördü, ev sahibi galaksi bu dalga boyunda tespit edilemezdi ve bilim adamları patlamanın tam olarak nereden geldiğini belirleyemediler.
“Afterglow ışığı, bir patlamanın hangi galaksiden geldiğini bulmak ve patlamanın kendisi hakkında daha fazla bilgi edinmek için gereklidir. Başlangıçta, yalnızca X-ışını karşılığı keşfedildiğinde, gökbilimciler bu patlamanın yakındaki bir galaksiden gelebileceğini düşündüler” diyen Laskar, bölgedeki önemli miktarda tozun aynı zamanda nesneyi optik gözlemlerde tespit edilmesini engellediğini de sözlerine ekledi. Hubble Uzay Teleskobu.
Her dalga boyu, bilim adamlarının GRB’yi anlamalarına yeni bir boyut ekledi ve özellikle milimetre, patlama hakkındaki gerçeği ortaya çıkarmak için kritikti. “Hubble gözlemleri değişmeyen bir galaksiler alanını ortaya çıkardı. ALMA’nın benzersiz hassasiyeti, GRB’nin o alandaki yerini daha kesin bir şekilde belirlememize olanak sağladı ve daha uzaktaki başka bir sönük galakside olduğu ortaya çıktı. Bu da, bu kısa süreli gama ışını patlamasının ilk düşündüğümüzden bile daha güçlü olduğu anlamına geliyor ve bu da onu kayıtlardaki en parlak ve enerjik patlamalardan biri yapıyor” dedi.
Wen-fai Fong, Fizik ve Astronomi Yardımcı Doçenti kuzeybatı Üniversitesi “Bu kısa gama ışını patlaması, ALMA ile ilk kez böyle bir olayı gözlemlemeye çalıştık. Kısa patlamalar için afterglow’ların gelmesi çok zordur, bu yüzden bu olayı çok parlak bir şekilde yakalamak muhteşemdi. Bu patlamaları uzun yıllar gözlemledikten sonra, bu şaşırtıcı keşif, gelecekte ALMA ve diğer teleskop dizileriyle daha fazlasını gözlemlememiz için bizi motive ettiği için yeni bir çalışma alanı açıyor.”
NRAO/ALMA Ulusal Bilim Vakfı Program Sorumlusu Joe Pesce, “Bu gözlemler birçok açıdan harika. Gizemli gama ışını patlamalarını (ve genel olarak nötron yıldızı astrofiziğini) anlamamıza yardımcı olacak daha fazla bilgi sağlıyorlar ve uzay ve yer tabanlı teleskoplarla yapılan çok dalgalı gözlemlerin astrofiziksel fenomenleri anlamada ne kadar önemli ve tamamlayıcı olduğunu gösteriyorlar.”
Hem yeni GRB’ler hem de GRB 211106A ile bu patlamalar hakkında ek sürprizler ortaya çıkarabilecek çoklu dalga boylarında yapılacak çok iş var. Harvard Üniversitesi Astronomi Profesörü Edo Berger, “Kısa süreli GRB’lerin incelenmesi, dünyadaki ve uzaydaki tüm dalga boylarında çalışan teleskopların hızlı koordinasyonunu gerektiriyor” dedi.
“GRB 211106A durumunda, mevcut en güçlü teleskoplardan bazılarını kullandık – ALMA, Ulusal Bilim Vakfı’nın Karl G. Jansky Çok Büyük Dizisi (VLA), NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi ve Hubble Uzay Teleskobu. Artık çalışır durumda olan James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ve gelecek nesil VLA (ngVLA) gibi 20-40 metrelik optik ve radyo teleskopları ile bu felaket olaylarının tam bir resmini üretebileceğiz ve onları benzeri görülmemiş mesafelerde inceleyebileceğiz.”
Laskar, “JWST ile artık ev sahibi galaksinin bir spektrumunu alabilir ve mesafeyi kolayca bilebiliriz ve gelecekte, JWST’yi kızılötesi kalıntılarını yakalamak ve kimyasal bileşimlerini incelemek için de kullanabiliriz. ngVLA ile, art ışımaların geometrik yapısını ve ev sahibi ortamlarında bulunan yıldız oluşturan yakıtı benzeri görülmemiş ayrıntılarla inceleyebileceğiz. Alanımızda yaklaşan bu keşifler için heyecanlıyım.”
Referans: Tanmoy Laskar, Alicia Rouco Escorial, Genevieve Schroeder, Wen-fai Fong, Edo Berger, Péter Veres, Shivani Bhandari, Jillian Rastinejad, “İlk Kısa GRB Milimetre Afterglow: The Wide-angle Jet of the Extremely Energetic SGRB 211106A”, Charles D. Kilpatrick, Aaron Tohuvavohu, Raffaella Margutti, Kate D. Alexander, James DeLaunay, Jamie A. Kennea, Anya Nugent, K. Paterson ve Peter KG Williams, 12 Ağustos 2022, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac8421