Zemin geniş açılı kamera dizisi, gama ışını patlamasının hızlı optik emisyonunu algılar

Çin Bilimler Akademisi Ulusal Astronomik Gözlemevleri (NAOC) Uzay Tabanlı Çok Bantlı Astronomik Değişken Nesneler Monitörü (SVOM) araştırma ekibinden Dr. Xin Liping liderliğindeki araştırmacılar, ani optik emisyonu ve bunun erken evreye geçişini tespit ettiler. NAOC’nin Xinglong Gözlemevinde bulunan Geniş Açılı Yer Kamera Dizisi (GWAC) kullanılarak bir gama ışını patlamasının (GRB 201223A) ardıl parlaması. Çalışma yayınlandı Doğa Astronomisi 10 Nisan’da

Gama ışını patlamaları (GRB’ler), büyük kütleli yıldızların çökmesi veya ikili nötron yıldızlarının birleşmesiyle üretilir. Bunlara, patlamalardan birkaç saniye sonra muazzam miktarlarda enerji yayan aşırı göreceli jetler eşlik ediyor. Bu fenomen, jetteki şokun neden olduğu ani emisyonu ve jet ile dış ortam arasındaki etkileşimin ürettiği ardıl parlamayı içerir.

Tipik yüksek enerji emisyonu yalnızca birkaç milisaniye ila onlarca saniye sürer ve yer tabanlı optik teleskoplar, uzay tabanlı yüksek enerjili aletler tarafından tetiklenen uyarılar aldığında gerçek zamanlı olarak takip etmek zordur. Şimdiye kadar, hızlı yüksek enerji emisyonunun sona ermesinden önce yalnızca birkaç optik emisyon vakası tespit edildi. Bu GRB’ler daha uzun süreli yüksek enerji emisyonuna (>30 saniye) sahiptir. Ayrıca, tüm bu ölçümler ters şokla kirlenmişti, bu da ani emisyondan afterglow’a geçişin net bir şekilde gözden geçirilmesini zorlaştırıyordu.

SVOM misyonunun baş araştırmacısı Prof. Wei Jianyan tarafından önerilen ve yönetilen GWAC, SVOM projesi için yer tabanlı en önemli teleskoplardan biridir. 15 saniyelik zamansal çözünürlüğe ve 16 kadir algılama kabiliyetine sahip ultra geniş bir gökyüzü alanını kapsayabilir. Bilimsel amacı, SVOM misyonu tarafından keşfedilen GRB’lerin ani optik emisyonu hakkında sistematik araştırma yapmaktır.

Bu çalışmada GWAC, patlamanın tetiklenme süresinden önce, sırasında ve sonrasında tüm süreci kaydetti. Yüksek enerji emisyonunun süresi 29 saniyeydi. Optik ve gama ışını emisyonlarının ortaya çıkışı aynı anda tespit edildi.

Xin, “Yalnızca gama ışını emisyonu analiz edilirse, bu ölçümler için özel bir fiziksel yorumlama gerektiren hızlı optik emisyon, beklenenden yaklaşık dört büyüklük sırası kadar daha parlaktır” dedi.

NAOC ve Guangxi Üniversitesi tarafından ortaklaşa işletilen bir optik teleskop olan F60A’nın takip gözlemlerini kullanan ortak analize göre, ani optik emisyondan sonradan parlamaya tam geçiş, ters şoktan herhangi bir kirlenme olmadan açıkça elde edildi.

GWAC tarafından sağlanan son derece erken benzersiz veriler, ataların özellikleri üzerinde ince bir kısıtlama getirmektedir. Bilim adamları, bir gama ışını patlamasının ideal atası olduğu düşünülen büyük bir yıldızın etrafında güçlü yıldız rüzgarları bekliyorlar. Bununla birlikte, patlamaya çok yakın bir mesafede bile yıldız rüzgarı bu olay için oldukça küçüktür, bu da atamızın küçük bir yıldız kütlesine sahip olduğunu düşündürür.

SVOM’un lansmanından sonra, GWAC ve SVOM uzay tabanlı araçları tarafından yapılan eş zamanlı gözlemler, GRB çalışmaları için gerekli verileri sağlama potansiyeline sahip olacak ve son olarak, SVOM görevi sırasında hızlı optik gözlemlerle birlikte büyük bir örnek oluşturulacaktır.