Uluslararası bir araştırma ekibi, evrenin en esrarengiz fenomenlerinden ikisi olan nötron yıldızı birleşmeleri ile hızlı radyo patlamaları (FRB’ler) arasında potansiyel bir bağlantı buldu. Gözlemlenen korelasyon, daha fazla veri ile doğrulanırsa, bazı FRB’lerin nötron yıldızlarının birleşmesi ve müteakip çöküşüyle yaratılabileceğini ve potansiyel olarak bu gizemli kozmik olayların yeni bir şekilde anlaşılmasını sağlayabileceğini öne sürüyor.
Uluslararası bir araştırmacı grubu, aşağıdakiler arasında potansiyel bir bağlantı belirledi: yerçekimi dalgaları itibaren nötron yıldızı birleşmeler ve hızlı radyo patlamaları. Bu bulgu, belirli derin uzay patlaması olaylarının ardındaki mekanizmalara ilişkin kavrayışımızı geliştirebilir.
Astronomları daha önce hiç olmadığı kadar kozmolojik ipuçlarını bir araya getirme konusunda güçlendiren hızlı teknolojik ilerleme ve güçlendirilmiş araştırma ortaklıkları sayesinde, kozmosun gizemleri yavaş yavaş perdelerini kaldırıyor olabilir.
Yakın zamanda yayınlanan bir çalışmada Doğa Astronomisiçok uluslu bir araştırmacı topluluğu, ilk kez ilginç bir korelasyon ortaya koyuyor: nötron yıldız çarpışmaları ile hızlı radyo patlamaları (FRB’ler) arasındaki potansiyel bağlantı – son yirmi yıldır bilim adamlarını büyüleyen iki şaşırtıcı kozmik olay.
UNLV, Batı Avustralya Üniversitesi (UWA) ve Curtin Üniversitesi’nden araştırmacıları içeren ekip, sadece 2,5 saat sonra gözlemlenen bir FRB tarafından takip edilen bir derin uzay nötron yıldız birleşmesi gözlemini rapor ediyor. Doğrulanırsa, iki olay arasındaki korelasyon, FRB’lerin nasıl üretildiğine dair gizemin bir kısmını çözebilir.
Hızlı radyo patlamaları (FRB’ler), derin uzayda meydana gelen ve güneşin yıllık çıkışına eşdeğer enerji üreten milisaniye uzunluğundaki elektromanyetik radyo dalgaları darbeleridir. FRB’lerin çoğu tek seferlik olaylar olarak ortaya çıkarken, diğerleri tekrar eden patlamalar olarak ortaya çıkar. Kökenleri hâlâ biraz muamma olsa da, tekrarlanan patlamalar olarak yayılan FRB’lerin oranı büyük olasılıkla magnetarlar olarak bilinen yüksek derecede manyetize olmuş nötron yıldızları tarafından üretiliyor.
Tek seferlik patlamalar benzer bir kökene sahip olabilse de, bu çalışma bunların nötron yıldızlarının çarpışması sonucu oluşan yerçekimi dalgalarının (GW’ler) bir sonucu olarak da oluşabileceğini öne sürüyor.
İlk olarak 2014 yılında bir GW-FRB ilişkilendirme senaryosu öneren UNLV astrofizikçisi ve çalışmanın ortak yazarı Bing Zhang, “Bunun gibi bir ilişki tamamen beklenmedik değil” dedi. bir kütle yerine dönen büyük nötron yıldızı Kara delik. Nötron yıldızı, FRB’yi oluşturmak için manyetosferini fırlatarak, aşağı doğru döndükten sonra sonunda bir kara deliğe çöker.”
Lazer Girişimölçer Yerçekimi Dalgası Gözlemevi dahil olmak üzere yerçekimi dalgası (GW) dedektörleri (LIGO) ve İtalya’daki Virgo dedektörü, 2015’ten beri kara deliklerin veya nötron yıldızlarının çarpışmalarından kaynaklanan GW olaylarını gözlemliyor.
Önerilen ilişkilendirmedeki hem GW olayı hem de FRB olayı 25 Nisan 2019’da tespit edildi. GW190425 olarak adlandırılan ikili nötron yıldızı birleşmesi olayı, GW dedektörleri tarafından şimdiye kadar tespit edilen türünün ikinci olayıydı. FRB 20190425A olarak adlandırılan FRB olayı, Kanada Hidrojen Yoğunluğu Haritalama Deneyi (CHIME) tarafından tespit edildi ve yaklaşık 2,5 saat sonra meydana geldi.
Nötron yıldızı birleşmeleri ve FRB’ler arasındaki bağlantı uzun süredir kuramlaştırıldığı halde gözlemlenmediğinden, UWA’dan araştırmacılar (lisans öğrencisi Alexandra Moroianu ve profesör Linqing Wen) ve Curtin Üniversitesi’nden (profesör Clancy James) olası GW-FRB ilişkilerini körü körüne aradılar. Sonunda, benzer bir uzay alanında meydana gelen ve muhtemelen bağlantılı olma olasılıklarını öne süren bu çifti belirlediler.
Çalışma sırasında ciddi sağlık komplikasyonlarının üstesinden gelen çalışmanın baş yazarı Alexandra Moroianu, “Bu son derece heyecan verici ve kesinlikle bu hızlı radyo patlamalarını çevreleyen, tekrar eden ve tekrarlanmayan patlamaların neden farklı özellikler gösterdiği gibi bazı gizemlerin çözülmesine yardımcı olacaktır” dedi. onun araştırması.
İkisinin bağlantılı olma olasılığı gökbilimciler için cesaret verici olsa da, UNLV doktora öğrencisi Shunke Ai ile birlikte olayı yorumlamak için teorik modelleme sunan Zhang, korelasyonu güçlendirmek için daha fazla gözlem yapılması gerektiği konusunda uyarıyor.
Zhang, “Şans olasılığı istatistikleri göz önüne alındığında, ilişkiyi henüz kesin olarak doğrulamazdım” dedi. “Aynı zamanda, bu çalışmada sunulan potansiyel ilişki kesinlikle gelecekteki GW-FRB ilişkilerinin daha yakından incelenmesini gerektiriyor.”
Zhang, yerçekimi dalgası dedektörlerinin hemen köşede başka bir gözlem çalışmasıyla ve daha fazla FRB algılama makinesinin yerinde olmasıyla, bu tür ilişkilerin fiziksel ve yaygın olup olmadığını eninde sonunda test etmek için daha fazla veri toplanacağını söylüyor.
Zhang, “Eğer durum buysa, o zaman nükleer madde çok yüksek yoğunluklarda çok ‘sert’ olmalıdır, bu da bir nötron yıldızının çok fazla kütleye dayanabileceği anlamına gelir” dedi. “Nötron yıldızlarının maksimum kütlesi, şu anda çoğu insanın inandığından çok daha büyük olacaktır.”
Referans: Alexandra Moroianu, Linqing Wen, Clancy W. James, Shunke Ai, Manoj Kovalam, Fiona H. Panther ve Bing Zhang, 27 Mart 2023, “Bir hızlı radyo patlaması ile ikili nötron yıldızı birleşmesi arasındaki ilişkinin değerlendirilmesi”, Doğa Astronomisi.
DOI: 10.1038/s41550-023-01917-x