Devasa bir yıldızın ölümü sırasında bir tera-elektron volt gama ışını patlamasının tüm sürecini kaydetmek

Büyük Yüksek İrtifa Hava Duşu Gözlemevi’nden (LHAASO) GRB 221009A adlı gama ışını patlamasına (GRB) ilişkin yeni araştırma bulguları dergi tarafından çevrimiçi olarak yayınlandı. Bilim “Son derece parlak bir GRB 221009A’da dar bir jetten tera-elektron volt afterglow” başlıklı çalışma, LHAASO uluslararası işbirliği tarafından tamamlandı.

Yaklaşık iki milyar yıl önce, güneşten 20 kat daha ağır devasa bir yıldız, nükleer yakıtındaki füzyon enerjisini tüketti, anında çöktü ve büyük bir patlamayı tetikledi, böylece gama ışını olarak bilinen koşutlanmış kozmik havai fişek patlamasını serbest bıraktı. yüzlerce saniye süren patlama (GRB).

Ateş topu ile yıldızlararası madde arasındaki çarpışmadan üretilen yüksek enerjili gama ışını fotonları, uçsuz bucaksız evrende yol aldı ve doğruca Dünya’ya yöneldi. 9 Ekim 2022 akşamı 13:20:50 UT’de bu fotonlar, 60.000’den fazla gama ışını fotonunun toplandığı LHAASO’nun görüş alanına ulaştı. Bilim insanları aylarca süren analizlerin ardından nihayet bu patlama olayının ayrıntılarını açıkladı.

LHAASO, ilk kez bir GRB’nin art arda parlamasından yüksek enerjili fotonların tüm ışık eğrisini hassas bir şekilde ölçer.

LHAASO tarafından toplanan foton akışı, bunların ana patlamayı takip eden radyasyondan geldiğini gösterir. Ana patlama, yani ani emisyon, yoğun düşük enerjili gama ışını radyasyonu ile karakterize edilen ilk büyük patlamadır. Afterglow olarak bilinen aşağıdaki patlama, dışarı atılan madde çevredeki yıldızlararası gazla ışık hızına çok yakın hızlarda çarpıştığında üretilir.

LHAASO projesinin baş araştırmacısı ve LHAASO işbirliği sözcüsü Cao Zhen, “LHAASO, yükselmeden çürümeye kadar tera-elektron volt gama ışını akısının tüm aşamasını içeren, son parlamanın tüm sürecini ilk kez doğru bir şekilde ölçtü” dedi. ve Çin Bilimler Akademisi Yüksek Enerji Fiziği Enstitüsü’nde (IHEP) profesör.

Bilim adamları, on binlerce GRB’nin gözlemlerine dayanarak, görünüşte mükemmel teorik modeller geliştirdiler ve bunlara büyük bir güven duyuyorlar. LHAASO, diğer deneylerin henüz ulaşamadığı yüksek enerjili ışık eğrisinin tamamını gözlemledi ve bu teorik modellerin kesin testleri için mükemmel bir veri tabanı sağladı. Muhtemelen sadece bin yılda bir meydana gelen bu olayın nadirliği göz önüne alındığında, gözlemlenen bu sonucun önümüzdeki birkaç on yıl hatta yüzyıllar boyunca en iyilerden biri olarak kalması bekleniyor.

LHAASO, ilk kez bir GRB’den yüksek enerjili foton akışının hızlı iyileştirme sürecini ölçer.

IHEP’te profesör ve makalenin ilgili yazarlarından biri olan Yao Zhiguo, “Son parlamanın başlangıcında, LHAASO ilk kez foton akışının son derece hızlı arttığını tespit etti” dedi. İki saniyeden daha kısa bir zaman aralığı içinde, akı yüzün üzerinde bir faktörle arttı, ardından bir ardıl parlamanın beklenen özelliklerine uyan yavaş bir yükseliş geldi. Erken hızlı geliştirme fenomeni, önceki teorik modellerin beklentilerini aşıyor.

Bu bir soruya yol açar: Gerçekte hangi mekanizmalar iş başındadır. Yayınlanan sonuçlar, enerji enjeksiyonu, foton absorpsiyonu ve parçacık ivmesi dahil olmak üzere GRB’lerde yer alan mekanizmalarla ilgili olarak bilimsel topluluk içinde derinlemesine tartışmalara yol açacaktır.

LHAASO, tüm zamanların en parlak GRB’sinin parlaklığının gizemini ortaya koyuyor

LHAASO gözlemleri, yüksek enerjili radyasyonun parlaklıkta, art sonrası parlamanın başlamasından yaklaşık 10 dakika sonra daha hızlı azaldığını göstermiştir. Nanjing’den bir profesör olan Wang Xiangyu, “Bu, patlamadan sonra püskürtülen malzemenin jet benzeri bir yapı oluşturması ve radyasyon açısı jetin kenarına kadar uzandığında parlaklığın hızla azalmasıyla açıklanabilir” dedi. Üniversite ve makalenin ilgili yazarlarından biri. Bu parlaklık geçişinin son derece erken ortaya çıkması nedeniyle, jetin ölçülen açısının son derece küçük olduğu, yalnızca 0,8 derece olduğu sonucuna varılır.

Bu, bugüne kadar bilinen en küçük jet açısıdır ve gözlemlenen şeyin aslında tipik bir dahili olarak parlak ve harici olarak karanlık bir jetin en parlak çekirdeği olduğunu gösterir. Üniversitesi’nde profesör olan Dai Zigao, “Gözlemci doğrudan jetin en parlak çekirdeğine bakıyor ve doğal olarak bu gama ışını patlamasının neden tarihteki en parlak olduğunu ve böyle bir olayın neden bu kadar nadir olduğunu açıklıyor” dedi. Science and Technology of China of CAS ve makalenin ilgili yazarlarından biri.

LHAASO’nun yüksek enerjideki veri yoğun gözlemleri daha fazla gizemi ortaya çıkaracak

Bu olayın kısa süresi içinde, LHAASO’nun kaydettiği fotonların sayısı, son birkaç yılda “standart mum” Yengeç Bulutsusu’ndan gözlemlenen kümülatif foton sayısını aştı. “Seçim kriterleri biraz gevşetilirse, foton sayısı 100.000’e bile ulaşabilir!” IHEP’te profesör ve makalenin ilgili yazarlarından biri olan Zha Min dedi.

Karşılaştırma yapmak gerekirse, benzer enerji bandındaki diğer cihazlar şimdiye kadar diğer GRB’lerde 1000’den az foton tespit etmişti ve patlamadan sadece onlarca saniye sonra fotonları tespit edebiliyorlar.” patlama olayı ve LHAASO bilim adamları, daha fazla sırrı ortaya çıkarmak için verileri analiz etmeye devam ediyor. Lütfen LHAASO’nun sonraki analiz sonuçları için bizi izlemeye devam edin” dedi.