Gökbilimciler, GRB 221009A’nın, çökmekte olan bir yıldızın kalbinde oluşan yeni bir kara deliğin doğuşunu temsil ettiğini düşünüyor. Bu çizimde, kara delik, ışık hızına yakın hareket eden güçlü parçacık jetlerini yönlendiriyor. Jetler, uzaya akarken X-ışınları ve gama ışınları yayarak yıldızı delip geçer. Kredi: NASA/Swift/Cruz deWilde
Geçen yıl, dünyanın dört bir yanındaki teleskoplar, tüm zamanların en parlak kozmik patlamasını kaydetti. Astrofizikçiler artık onu bu kadar göz kamaştırıcı yapan şeyin ne olduğunu açıklayabilirler.
Geçen yıl 22 Ekim’de kaydedilen ve uygun bir şekilde Tüm Zamanların En Parlakı (TEKNE) olarak adlandırılan çok az kozmik patlama, uzay bilimcilerinin dikkatini çekti. Büyük kütleli bir yıldızın çökmesi ve ardından bir yıldızın doğmasıyla meydana gelen olay. Kara delikson derece parlak bir gama ışınları parlaması ve ardından frekanslar arasında yavaş yavaş solan bir ışık parlaması olarak görüldü.
TEKNE sinyalini dev teleskoplarında eş zamanlı olarak aldıklarından beri, dünyanın her yerindeki astrofizikçiler gama ışını patlamasının (GRB) parlaklığını ve sonrasındaki parlaklığın tuhaf bir şekilde yavaş yavaş solmasını açıklamak için çabalıyorlar.
Şimdi Birleşik Krallık’taki Bath Üniversitesi Fizik Bölümü’nden Dr. Hendrik Van Eerten’in de dahil olduğu uluslararası bir ekip bir açıklama formüle etti: ilk patlama (GRB 221009A olarak bilinir) doğrudan Dünya’ya açılıydı ve aynı zamanda alışılmadık derecede büyük miktarda yıldız malzemesini de beraberinde sürükledi.
Ekibin bulguları bugün prestijli dergide yayınlandı Bilim Gelişmeleri. Washington, DC’deki Maryland Üniversitesi ve George Washington Üniversitesi’nden yeni mezun olmuş bir doktora öğrencisi olan Dr Brendan O’Connor, çalışmanın baş yazarıdır.
Afterglow’un teorik analizine eş liderlik eden Dr. Van Eerten şunları söyledi: “Bu bulmaca üzerinde çalışan diğer araştırmacılar da jetin doğrudan bize doğrultulduğu sonucuna vardılar – tıpkı doğrudan size doğru açılı bir bahçe hortumu gibi – ve bu kesinlikle neden bu kadar parlak görüldüğünü açıklıyor.
Ancak bir muamma olarak kalan şey, jetin kenarlarının hiç görülememesiydi.
Neil Gehrels Swift Gözlemevi’nin X-Ray Teleskobu tarafından yakalanan, Tüm Zamanların En Parlak gama ışını patlamasının son parlaması. Kredi: NASA/Swift/A. Beardmore (Leicester Üniversitesi
“Son kızıllığın yavaşça sönmesi, dar bir gaz jetinin özelliği değildir ve bunu bilmek, patlamanın yoğunluğunun ek bir nedeni olduğundan şüphelenmemize neden oldu ve matematiksel modellerimiz bunu doğruladı.
“Çalışmamız, GRB’nin benzersiz bir yapıya sahip olduğunu açıkça gösteriyor; gözlemler, normalde izole bir jetin bekleneceği daha geniş bir gaz çıkışının içine gömülü dar bir jeti ortaya çıkarıyor.”
Peki bu GRB’yi normalden daha geniş yapan neydi? Araştırmacıların bir teorisi var. Dr. Van Eerten’in açıkladığı gibi: “GRB jetlerinin oluştukları çökmekte olan yıldızdan geçmesi gerekiyor ve bu durumda farkı yarattığını düşündüğümüz şey, yıldız malzemesi ile jet arasında meydana gelen karışım miktarıydı; öyle ki şokla ısıtılmış gaz, sonradan parlamadan kaynaklanan genel emisyonda herhangi bir karakteristik jet imzasının kaybolacağı noktaya kadar görüş hattımızda görünmeye devam etti.”
“Modelimiz sadece TEKNE’yi anlamakla kalmıyor, aynı zamanda astronomların jet imzası olmadığı konusunda şaşırttığı önceki parlaklık rekoru sahiplerini de anlamaya yardımcı oluyor. Bu GRB’ler, diğer GRB’ler gibi, meydana geldiklerinde doğrudan bize doğru yönlendirilmelidir, çünkü bu kadar çok enerjinin bir kerede her yöne atılması fiziksel olmayacaktır.
“Hem aşırı olan hem de gaz akışının yönlendirilmiş doğasını maskelemeyi başaran istisnai bir olay sınıfı var gibi görünüyor. Jeti başlatan manyetik alanlara ve onları barındıran devasa yıldızlara yönelik gelecekteki çalışmalar, bu GRB’lerin neden bu kadar nadir olduğunu ortaya çıkarmaya yardımcı olacaktır.”
Dr. O’Connor şunları söyledi: “Olağanüstü uzunluktaki GRB 221009A, şimdiye kadar kaydedilen en parlak GRB’dir ve sonradan parlaması tüm dalga boylarında tüm rekorları kırmaktadır. Bu patlama çok parlak ve aynı zamanda yakın olduğu için (kozmik olarak konuşursak: Dünya’dan 2,4 milyar ışıkyılı gibi küçük bir mesafede meydana geldi), bunun kara deliklerin oluşumundan karanlık madde modellerinin testlerine kadar bu patlamalarla ilgili en temel soruların bazılarını ele almak için bin yılda bir fırsat olduğunu düşünüyoruz.
Bu çalışma hakkında daha fazla bilgi için, Şimdiye Kadarki En Parlak Kozmik Patlamada NASA’nın NuSTAR’ı Tarafından Gözlemlenen Şaşırtıcı Olgulara bakın.
Referans: Brendan O’Connor, Eleonora Troja, Geoffrey Ryan, Paz Beniamini, Hendrik van Eerten, Jonathan Granot, Simone Dichiara, Roberto Ricci, Vladimir Lipunov, James H. Gillanders, Ramandeep Gill, Michael Moss, Shreya Anand, Igor Andreoni, Rosa L. Becerra, David AH Buckley, Nathaniel R. Butler, Stephen B. Cenko, Aristarkh Chasovnikov, Joseph Durbak, Carlos Francile, Erica Hammerstein, Alexander J. van der Horst, Mansi M. Kasliwal, Chryssa Kouveliotou, Alexander S. Kutyrev, William H. Lee, Gokul P. Srinivasaragavan, Vladislav Topolev, Alan M. Watson, Yuhan Yang ve Kirill Zhirkov, 7 Haziran 2023, Bilim Gelişmeleri.
DOI: 10.1126/sciadv.adi1405