Bu sanatçının konseptinde, ışık hızına yakın bir hızda hareket eden bir parçacık jeti devasa bir yıldızdan çıkıyor. Yıldızın çekirdeği yakıtını tüketti ve bir kara deliğe çöktü. Kara deliğe doğru dönen maddenin bir kısmı zıt yönlerde ateş eden ikili jetlere yönlendirildi. Bu jetlerden biri doğrudan Dünya’ya doğrultulduğunda bir gama ışını patlaması görüyoruz. Kaynak: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi Kavramsal Görüntü Laboratuvarı
Verilerin kullanılması NASA‘nin Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu’nda araştırmacılar, şimdiye kadar görülen en parlak Gama Işını patlamasının ardından benzersiz bir enerji zirvesi keşfettiler ve bu da elektronların ve pozitronların yok olduğunu gösteriyor. Bu bulgu, kozmik jetlerin davranışı ve bu tür patlamaları izleyen aşırı koşullar hakkında yeni bilgiler sağlıyor.
Ekim 2022’de gökbilimciler, hızla BOAT olarak adlandırılan şeyle şaşkına döndüler – tüm zamanların en parlak gama ışını patlaması (GRB). Şimdi uluslararası bir bilim ekibi, NASA’nın Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu’ndan alınan verilerin daha önce hiç görülmemiş bir özelliği ortaya çıkardığını bildiriyor.
Benzeri Olmayan Spektral Özellik Belirlendi
“BOAT patladıktan birkaç dakika sonra, Fermi’nin Gama Işını Patlama Monitörü dikkatimizi çeken alışılmadık bir enerji zirvesi kaydetti,” diyor Hollanda, Nijmegen’deki Radboud Üniversitesi’nde ve İtalya, Merate’deki INAF’ın (İtalyan Ulusal Astrofizik Enstitüsü) bir parçası olan Brera Gözlemevi’ne bağlı baş araştırmacı Maria Edvige Ravasio. “Bu sinyali ilk gördüğümde tüylerim diken diken oldu. O zamandan beri yaptığımız analiz, bunun şimdiye kadar görülen ilk yüksek güvenilirlikli emisyon çizgisi olduğunu gösteriyor GRB’leri incelemenin 50 yılı.”
Keşif hakkında bir makale derginin 26 Temmuz sayısında yer alıyor Bilim.
Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu, evreni en yüksek enerjili ışık biçimini kullanarak gözlemler ve gama ışını patlamalarından kara delik jetlerine, pulsarlara, süpernova kalıntılarına ve kozmik ışınların kökenine kadar evrenin en uç fenomenlerine dair önemli bir pencere sunar. Kaynak: © Daniëlle Futselaar/MPIfR (artsource.nl)
Madde ışıkla etkileşime girdiğinde, enerji karakteristik yollarla emilebilir ve yeniden yayılabilir. Bu etkileşimler belirli renkleri (veya enerjileri) aydınlatabilir veya söndürebilir ve ışık gökkuşağı gibi bir spektrumda yayıldığında görülebilen temel özellikler üretebilir. Bu özellikler, etkileşimde yer alan kimyasal elementler gibi bir bilgi zenginliğini ortaya çıkarabilir. Daha yüksek enerjilerde, spektral özellikler, madde ve antimaddenin gama ışınları üretmek için yok olması gibi belirli parçacık süreçlerini ortaya çıkarabilir.
“Bazı önceki çalışmalar diğer GRB’lerde emilim ve emisyon özellikleri için olası kanıtlar bildirmiş olsa da, daha sonraki incelemeler bunların hepsinin sadece istatistiksel dalgalanmalar olabileceğini ortaya koydu. BOAT’ta gördüğümüz şey farklı,” diyor İtalya, Milano’daki INAF-Brera Gözlemevi’nden ortak yazar Om Sharan Salafia. “Bu özelliğin sadece bir gürültü dalgalanması olma olasılığının yarım milyarda birden az olduğunu belirledik.”
Gama Işını Patlamalarının Doğası ve Etkisi
GRB’ler evrendeki en güçlü patlamalardır ve bol miktarda gama ışını, yani ışığın en yüksek enerjili biçimini yayarlar. En yaygın türü, büyük bir yıldızın çekirdeğinin yakıtını tüketmesi, çökmesi ve hızla dönen bir Kara delikKara deliğe düşen madde, yıldızın dış katmanlarından ışık hızına yakın bir hızda geçen zıt yönlü parçacık jetlerine güç verir. Bu jetlerden biri neredeyse doğrudan Dünya’ya doğru yöneldiğinde GRB’leri tespit ederiz.
Resmi olarak GRB 221009A olarak bilinen BOAT, 9 Ekim 2022’de patladı ve Fermi’dekiler de dahil olmak üzere yörüngedeki gama ışını dedektörlerinin çoğunu hemen doyurdu. Bu, patlamanın en yoğun kısmını ölçmelerini engelledi. İstatistiksel argümanlarla birleştirilen yeniden yapılandırılmış gözlemler, daha önce tespit edilen GRB’lerle aynı popülasyonun bir parçasıysa, BOAT’ın muhtemelen 10.000 yıldır Dünya semalarında görülen en parlak patlama olduğunu öne sürüyor.
Şimdiye kadar kaydedilen en parlak gama ışını patlaması, bilim insanlarına inceleyecekleri yeni bir yüksek enerji özelliği verdi. NASA’nın Fermi görevinin ne gördüğünü ve bu özelliğin bize patlamanın ışık hızındaki jetleri hakkında ne anlatabileceğini öğrenin. Kaynak: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi
Kozmik Parçacık Etkileşimlerine İlişkin İçgörüler
Varsayılan emisyon çizgisi, patlamanın tespit edilmesinden yaklaşık 5 dakika sonra ve Fermi için doygunluk etkilerini sonlandıracak kadar sönükleştikten sonra ortaya çıktı. Çizgi en az 40 saniye boyunca devam etti ve emisyon yaklaşık 12 MeV (milyon elektron volt) tepe enerjisine ulaştı. Karşılaştırma için, görünür ışığın enerjisi 2 ila 3 elektron volt arasında değişir.
Peki bu spektral özelliği ne üretti? Ekip, en olası kaynağın elektronların ve onların antimadde karşılıkları olan pozitronların yok olması olduğunu düşünüyor.
İtalya’nın L’Aquila kentindeki Gran Sasso Bilim Enstitüsü ve Gran Sasso Ulusal Laboratuvarı’nda yardımcı yazar olan Gor Oganesyan, “Bir elektron ve bir pozitron çarpıştığında, 0,511 MeV enerjili bir çift gama ışını üreterek yok olurlar,” dedi. “Maddenin ışık hızına yakın bir hızda hareket ettiği jete baktığımız için, bu emisyon büyük ölçüde maviye kayıyor ve çok daha yüksek enerjilere doğru itiliyor.”
Gelecekteki Araştırma Yönleri ve İşbirlikleri
Bu yorum doğruysa, 12 MeV’de zirve yapan bir emisyon çizgisi üretmek için, yok edici parçacıkların ışık hızının yaklaşık %99,9’u kadar bir hızla bize doğru hareket ediyor olması gerekir.
“Onlarca yıl boyunca bu inanılmaz kozmik patlamaları incelememize rağmen, bu jetlerin nasıl çalıştığına dair detayları hala anlayamıyoruz,” diye belirtti NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’ndeki Fermi projesi bilim insanı Elizabeth Hays. “Bu dikkat çekici emisyon çizgisi gibi ipuçları bulmak, bilim insanlarının bu aşırı ortamı daha derinlemesine araştırmasına yardımcı olacak.”
Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu, Goddard tarafından yönetilen bir astrofizik ve parçacık fiziği ortaklığıdır. Fermi, ABD Enerji Bakanlığı ile iş birliği içinde, Fransa, Almanya, İtalya, Japonya, İsveç ve Amerika Birleşik Devletleri’ndeki akademik kurumlar ve ortakların önemli katkılarıyla geliştirilmiştir.