Çin’in Beş Yüz Metre Açıklıklı Küresel Radyo Teleskobu (FAST). Katkıda bulunanlar: Bojun Wang, Jinchen Jiang ve Qisheng Cui
Uluslararası bir ekip radyoda rapor veriyor pulsar 2020’de hızlı radyo patlaması yayan Galaktik magnetarın evresi; Gözlemler, FRB oluşumu teorisine katkıda bulunan “patlamalar” ve “darbeler” için benzersiz kökenlere işaret ediyor.
Hızlı radyo patlamalarının (FRB’ler) (milisaniye uzunluğunda, derin uzayda elektromanyetik radyasyonun kozmik patlamaları) keşfedilmesinden 15 yıldan fazla bir süre sonra, dünya çapındaki gökbilimciler, bunların nasıl ve neden oluştuklarına dair ipuçlarını ortaya çıkarmak için evreni tarıyor.
Tanımlanan FRB’lerin neredeyse tamamı dünyamızın dışındaki derin uzaydan kaynaklanmıştır. Samanyolu gökada. Bu, FRB 20200428 adlı ilk Galaktik FRB’nin tespit edildiği Nisan 2020’ye kadardı. Bu FRB, şehir büyüklüğünde yoğun bir magnetar (SGR J1935+2154) tarafından üretildi. nötron yıldızı inanılmaz derecede güçlü bir manyetik alanla.
Bu çığır açan keşif, bazılarının galaksimizin dışındaki kozmolojik mesafelerde tanımlanan FRB’lerin magnetarlar tarafından da üretilebileceğine inanmasına neden oldu. Bununla birlikte, böyle bir senaryo için, magnetarın dönüşünden kaynaklanan bir dönüş periyodu, şu ana kadar tespit edilememiştir. SGR J1935+2154 ile ilgili yeni araştırma bu ilginç tutarsızlığa ışık tutuyor.
Derginin son sayısında Bilim GelişmeleriUNLV astrofizikçisi Bing Zhang’ın da aralarında bulunduğu uluslararası bir bilim insanları ekibi, Nisan 2020 FRB’sinin ardından SGR J1935+2154’ün sürekli olarak izlendiğini ve beş ay sonra radyo pulsar evresi olarak bilinen başka bir kozmolojik olgunun keşfedildiğini bildirdi.
Kozmolojik Bir Bilmeceyi Çözmek
Cevap arayışlarında onlara yardımcı olmak için gökbilimciler, FRB’leri ve diğer derin uzay faaliyetlerini izlemek için kısmen Çin’deki devasa Beş Yüz Metre Açıklıklı Küresel Radyo Teleskobu (FAST) gibi güçlü radyo teleskoplarına güveniyorlar. FAST’ı kullanan gökbilimciler, FRB 20200428’in ve daha sonraki pulsar evresinin magnetarın kapsamı içindeki farklı bölgelerden kaynaklandığını gözlemledi, bu da farklı kökenlere işaret ediyor.
Çin Ulusal Astronomi Gözlemevi’nden (NAOC) makalenin baş yazarı Weiwei Zhu, “FAST, kaynaktan 13 gün boyunca 16,5 saatte 795 darbe tespit etti” dedi. “Bu darbeler, kaynaktan gözlemlenen patlamalardan farklı gözlemsel özellikler gösteriyor.”
Manyetosfer bölgesinden gelen emisyon modlarındaki bu ikilik, gökbilimcilerin FRB’lerin ve ilgili olayların galaksimizde ve belki de daha uzak kozmolojik mesafelerde nasıl ve nerede meydana geldiğini anlamalarına yardımcı olur.
Radyo Darbelerini ve Magnetarları Anlamak
Radyo darbeleri, FRB’lere benzeyen kozmik elektromanyetik patlamalardır, ancak tipik olarak bir FRB’den yaklaşık 10 kat daha az parlaklık yayarlar. Darbeler tipik olarak magnetarlarda değil, pulsar olarak bilinen diğer dönen nötron yıldızlarında gözlemlenir. Makalenin ilgili yazarı ve Nevada Astrofizik Merkezi’nin yöneticisi Zhang’a göre, çoğu magnetar, muhtemelen son derece güçlü manyetik alanlarından dolayı çoğu zaman radyo darbeleri yaymıyor. Ancak SGR J1935+2154’te olduğu gibi bazıları bazı patlama faaliyetleri sonrasında geçici radyo pulsarlarına dönüşüyor.
Patlamaları ve darbeleri farklı kılan bir başka özellik de emisyon “fazları”, yani her emisyon periyodunda radyo emisyonunun yayıldığı zaman penceresidir.
Zhang, “Radyo pulsarlarındaki darbeler gibi, magnetar darbeleri de periyot içinde dar bir faz penceresi içerisinde yayılıyor” dedi. “Bu, çok iyi bilinen ‘deniz feneri’ etkisidir; yani, emisyon ışınının görüş hattını periyotta bir kez ve her periyotta yalnızca kısa bir zaman aralığında taramasıdır. Daha sonra darbeli radyo emisyonu gözlemlenebilir.”
Zhang, Nisan 2020’deki FRB’nin ve daha sonraki birkaç patlamanın, pulsar evresinde belirlenen atım penceresi dışında rastgele evrelerde yayıldığını söyledi.
“Bu, darbelerin ve patlamaların magnetar manyetosferi içindeki farklı yerlerden kaynaklandığını güçlü bir şekilde ortaya koyuyor ve bu da darbeler ve patlamalar arasında muhtemelen farklı emisyon mekanizmaları olduğunu gösteriyor” dedi.
Kozmolojik FRB’ler için Çıkarımlar
Galaktik bir FRB kaynağının bu kadar ayrıntılı bir şekilde gözlemlenmesi, kozmolojik mesafelerde hüküm süren gizemli FRB’lere ışık tutuyor.
Pek çok kozmolojik FRB kaynağının (galaksimizin dışında meydana gelenler) tekrarlandığı gözlemlendi. Bazı durumlarda FAST, birkaç kaynaktan binlerce tekrarlanan patlama tespit etti. Geçmişte bu patlamalar kullanılarak saniye seviyesindeki periyodikliğe yönelik derin araştırmalar yapılmış ve şu ana kadar herhangi bir dönem keşfedilmemişti.
Zhang’a göre bu, geçmişte tekrarlanan FRB’lerin magnetarlar tarafından çalıştırıldığı yönündeki popüler fikre şüphe düşürüyor.
“Patlamaların rastgele aşamalarda üretilme eğiliminde olduğuna dair keşfimiz, tekrarlanan FRB’lerden kaynaklanan periyodikliğin tespit edilememesinin doğal bir yorumunu sağlıyor” dedi. “Bilinmeyen nedenlerden dolayı, patlamalar bir magnetardan her yöne yayılma eğilimindedir, bu da FRB kaynaklarından periyotların belirlenmesini imkansız hale getirir.”
Referans: Weiwei Zhu, Heng Xu, Dejiang Zhou, Lin Lin, Bojun Wang, Pei Wang, Chunfeng Zhang, Jiarui Niu, Yutong Chen, Chengkui Li tarafından “SGR J1935+2154’ten gelen bir radyo pulsar fazı magnetar FRB mekanizmasına dair ipuçları sağlıyor” , Lingqi Meng, Kejia Lee, Bing Zhang, Yi Feng, Mingyu Ge, Ersin Göğüş, Xing Guan, Jinlin Han, Jinchen Jiang, Peng Jiang, Chryssa Kouveliotou, Di Li, Chenchen Miao, Xueli Miao, Yunpeng Men, Chenghui Niu, Weiyang Wang, Zhengli Wang, Jiangwei Xu, Renxin Xu, Mengyao Xue, Yuanpei Yang, Wenfei Yu, Mao Yuan, Youling Yue, Shuangnan Zhang ve Yongkun Zhang, 28 Temmuz 2023, Bilim Gelişmeleri.
DOI: 10.1126/sciadv.adf6198