Gama ışını patlamaları, evrendeki en parlak patlamalardır. Gökbilimciler, bu animasyonda gösterildiği gibi, büyük bir yıldızın çekirdeğinin nükleer yakıtı bittiğinde, kendi ağırlığı altında çöktüğünde ve bir kara delik oluşturduğunda en çok meydana geldiğini düşünüyor. Kara delik daha sonra neredeyse ışık hızıyla çökmekte olan yıldız boyunca delip geçen parçacık jetlerini çalıştırır. Bu jetler, uzaya akarken X-ışınları ve gama ışınları (macenta) yayarak yıldızı delip geçer. Daha sonra, ölüme mahkûm edilmiş yıldızı çevreleyen malzemeye dalarlar ve yavaş yavaş kaybolan çok dalga boylu bir son parlama üretirler. Bu jetlerden birini kafa kafaya ne kadar yakın görürsek, o kadar parlak görünür. Kredi: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi
Bilim adamları, TEKNE (Tüm Zamanların En Parlakı) ve GRB 221009A olarak adlandırılan şimdiye kadar tespit edilen en parlak gama ışını patlamasını (GRB) analiz ettiler. NASAGeçen yıl Ekim ayında Fermi ve Swift uyduları. Olay, daha önce görülen herhangi bir GRB’den en az on kat daha parlak. Olaydan toplanan veriler, bilim adamlarının bir patlama dalgasının fiziği hakkında daha fazla bilgi edinmesine yardımcı olacak ve daha fazla gözlem, galaksimizdeki yeni, bilinmeyen yapıları ortaya çıkararak araştırmacıların kozmik tozun doğasını ve bileşimini incelemesine olanak tanıyacak.
Dünyanın dört bir yanından bilim adamları yakın zamanda şimdiye kadar tespit edilen en parlak gama ışını patlamasına ilişkin analizlerini açıkladılar.
TEKNE (Tüm Zamanların En Parlakı) lakaplı bu istisnai olay, geçtiğimiz Ekim ayında NASA’nın Fermi ve Swift uyduları tarafından keşfedildi ve Leicester Üniversitesi araştırmacıları, sırlarının açığa çıkarılmasında çok önemli roller oynadılar.
Gama ışını patlamaları veya GRB’ler, evrendeki en güçlü patlamalardır ve resmi olarak GRB 221009A olarak adlandırılan bu olay, NASA’nın Swift görevinin daha önce gördüğü her şeyden en az 10 kat daha parlaktır.
Leicester Üniversitesi’ndeki bilim adamlarından oluşan bir ekip tarafından yapılan incelemeler de dahil olmak üzere analizler, Hawaii’deki Amerikan Astronomi Derneği (AAS) Yüksek Enerji Astrofizik Bölümü toplantısında ortaya çıktı ve Astrofizik Dergi Mektupları bu tek olaya adanmış makalelerin özel bir sayısını yayınlıyor.
XMM-Newton görüntüleri, 19’u burada rastgele renklerde gösterilen 20 toz halkası kaydetti. Bu bileşik, GRB 221009A’nın patlamasından iki ve beş gün sonra yapılan gözlemleri birleştiriyor. Koyu çizgiler, dedektörler arasındaki boşlukları gösterir. Ayrıntılı bir analiz, burada görülebilen ve bir dolunayın görünen boyutuyla karşılaştırılabilecek en geniş halkanın yaklaşık 1.300 ışıkyılı uzaklıkta bulunan toz bulutlarından geldiğini gösteriyor. En içteki halka, galaksimizin diğer tarafında, 61.000 ışıkyılı uzaklıkta tozdan ortaya çıktı. GRB221009A, X-ışını halkalarını görüntüleyen yalnızca yedinci gama ışını patlamasıdır ve daha önce bir civarında görülen sayıyı üçe katlar. Kredi: ESA/XMM-Newton/M. Rigoselli (INAF)
Leicester Üniversitesi X-ışını astronomu, Fizik ve Astronomi Okulu’ndan Dr. Phil Evans, Leicester Üniversitesi’nin Swift’e katılımına öncülük ediyor. Şöyle dedi: “Böyle bir şey gördüğümüz için gerçekten şanslıydık – bu kadar parlak olayların kabaca her bin yılda bir meydana geldiğini tahmin ediyoruz!”
Devam etti: “Bu şaşırtıcı derecede parlak GRB’nin evrimini ayrıntılı olarak inceleyerek, bir patlama dalgasının fiziği hakkında çok şey öğrenebiliriz.
“Tıpkı ağır çekim kameraların hareketle ilgili ayrıntıları ortaya çıkarması gibi, verilerimizi küçük zaman parçalarına bölmek, GRB’nin nasıl değiştiğini görmemizi ve daha fazlasını öğrenmemizi sağlıyor.”
9 Ekim 2022 saat 13:16’da (GMT), Fermi uydusu GRB’nin ilk oluşumunu tespit etti. Uydu, çeşitli GRB’leri tespit etme kabiliyetine sahip olmasına rağmen, patlamanın yeri hakkında kesin bilgi sağlayamıyor.
Ne yazık ki, olay anında, GRB’leri incelemek için özel olarak tasarlanmış Neil Gehrels Swift Gözlemevi, Dünya’nın görüşünü engellemesi nedeniyle onu gözlemleyemedi. Bununla birlikte, 55 dakika sonra, Swift uydusunun yörüngesi GRB’yi net bir şekilde görmesine izin verdiğinde, bağımsız GRB sistemleri onu başarıyla tespit etti.
Leicester Üniversitesi’ndeki Swift ekibinin bir üyesi olan Dr. Kim Page, “Bu, bunun alışılmadık bir olay olduğunun ilk göstergesiydi” diye açıklıyor, “Swift, bir saatlik GRB’leri tetiklemiyor! Aslında ilk başta bunun başka bir olay olması gerektiğini düşündük, örneğin kendi galaksimizdeki bir patlama.”
Çarpıcı bir keşifte, Swift gözlemevini kullanan bilim adamları, yaklaşık 2 milyar ışıkyılı uzaklıkta nadir ve olağanüstü bir GRB’ye tanık oldular.
Swift gözlemevi tarafından toplanan erken veriler, GRB’nin Swift’in şimdiye kadar gördüğü diğer tüm GRB’lerden en az 10 kat daha parlak olduğunu gösterdi. X-ışını teleskopunun, görüntü oluşturmadan hızlı bir şekilde veri toplamak için özel bir çalışma modunda kalması gerekiyordu. Bununla birlikte, Leicester Üniversitesi’ndeki Swift Ekibinin bir üyesi olan Dr. Andy Beardmore, bu patlamanın kendi galaksimizde yeni, bilinmeyen yapıları açığa çıkardığına dair kanıtlar fark etti. Verilerde güzel bir “hedef noktası” yapısını ortaya çıkaran bir görüntü çekmek için Swift’in çalışma modlarını değiştirmesini hemen istedi.
Şöyle açıkladı: “Bu modeller sadece güzel değil, aynı zamanda bilimsel olarak da faydalı. Galaksimizde önemli miktarda tozun, bir bulutun arasından parlayan bir meşale gibi – iki milyar ışıkyılı uzaklıktan – GRB’den gelen yoğun ışık patlamasıyla aydınlandığını görüyoruz. Bu, Güneş’ten büyük mesafelere kadar uzandığı tespit edilen doğasını ve bileşimini incelememizi sağlıyor.”
Dr. Phil Evans şunları ekledi: “18 yıllık operasyondan sonra bile Swift, beklenmedik, harika ve bilimsel olarak güçlü bir şeyle bizi hâlâ şaşırtabilir ve yine de bize meydan okuyabilir – bu toz halkaları güzel görünebilir ama başımızı ağrıttı, onlar veri analizini gerçekten karmaşık hale getirdi! Bu komplikasyonlara rağmen, bu olay bize bir GRB’yi benzeri görülmemiş bir ayrıntıyla inceleme fırsatı veriyor.”
Dr. Beardmore şöyle açıkladı: “Bu GRB’nin parlaklığı, normalden çok daha iyi veriler toplayabileceğimiz ve böylece normalde kullandığımız basit GRB fiziği modellerinin ötesine geçebileceğimiz anlamına geliyor – bu verileri açıklayamıyorlar.”
Gama ışını patlamaları, evrendeki en şiddetli patlamalardır ve Güneş’in 10 milyar yılda vereceğinden daha fazla enerji açığa çıkarır. Bu patlamalar, devasa yıldızlar ölürken meydana gelen felaket niteliğindeki süpernova patlamalarından kaynaklanır; Doğru koşullar altında bu patlamalar aynı zamanda bir gama ışını patlamasına da neden olabilir. İlk GRB, 1960’ların sonlarında, Sovyetlerin nükleer test yasağı anlaşmasını ihlal ettiğini arayan bir uydu tarafından keşfedildi ve o zamandan beri binlerce farklı uydu tarafından görüldü, ancak hala öğrenilecek çok şey var.
Kim Page şöyle devam etti: “GRB’ler özünde parlaktır, ancak aynı zamanda genellikle çok uzaktadır. GRB 221009A, hem kendi başına güçlü bir GRB’dir hem de Dünya’ya ‘yalnızca’ yaklaşık 2 milyar ışıkyılı ile nispeten yakındır.”
Bu, Swift’in onu normalden çok daha uzun süre gözlemlemesine ve Güneş’in arkasına geçene kadar 70 gün boyunca her gün kontrol etmesine izin verdi.
Dr. Evans şunları ekledi: “Sonra Andy’nin keşfettiği güzel toz halesi var. Buna galaksimizdeki devasa toz bulutları neden oluyor – ama aslında bize o bulutları gösteren şey, yaklaşık iki milyar ışıkyılı uzaklıktaki GRB’den gelen ışık. Şimdi, bu GRB ‘arka ışığını’ kullanarak mesafelerini ve kompozisyonlarını ölçebiliriz.
“Bu keşif, dikkatli gözlemin gücünün ve şans eseri keşiflerin potansiyelinin bir kanıtıdır. Ekibimizin evreni anlamamıza bu kadar anlamlı bir şekilde katkıda bulunabilmesi beni heyecanlandırıyor.”
Son haftalarda GRB, Güneş’in arkasından yeniden ortaya çıktı ve şaşırtıcı bir şekilde hâlâ Swift’in algılayabileceği kadar parlak ve bu nedenle, milenyumda bir görülen bu olağanüstü olay olan ‘TEKNE’ üzerine yapılan çalışma devam ediyor.
Bu keşifler hakkında daha fazla bilgi için:
Referans: Maia A. Williams, Jamie A. Kennea, S. Dichiara, Kohei Kobayashi, Wataru B. Iwakiri, Andrew P. Beardmore, PA Evans, “GRB 221009A: Olağanüstü Nadir Bir Yakın ve Enerjik Gama Işını Patlamasının Keşfi” Sebastian Heinz, Amy Lien, SR Oates, Hitoshi Negoro, S. Bradley Cenko, Douglas JK Buisson, Dieter H. Hartmann, Gaurava K. Jaisawal, NPM Kuin, Stephen Lesage, Kim L. Page, Tyler Parsotan, Dheeraj R. Pasham, B. Sbarufatti, Michael H. Siegel, Satoshi Sugita, George Younes, Elena Ambrosi, Zaven Arzoumanian, MG Bernardini, S. Campana, Milvia Capalbi, Regina Caputo, Antonino D’Ai, P. D’Avanzo, V. D’Elia , Massimiliano De Pasquale, RAJ Eyles-Ferris, Elizabeth Ferrara, Keith C. Gendreau, Jeffrey D. Gropp, Nobuyuki Kawai, Noel Klingler, Sibasish Laha, A. Melandri, Tatehiro Mihara, Michael Moss, Paul O’Brien, Julian P. Osborne, David M. Palmer, Matteo Perri, Motoko Serino, E. Sonbas, Michael Stamatikos, Rhaana Starling, G. Tagliaferri, Aaron Tohuvavohu, Silvia Zane ve Houri Ziaeepour, 28 Mart 2023, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/acbcd1