Hızlı radyo patlamaları (FRB’ler), son yıllarda keşfedilen en gizemli astrofiziksel olaylardan biridir. Bu güçlü olaylar birkaç milisaniye içinde muazzam miktarda enerji açığa çıkarır ve bunların kökenleri hala belirsizdir. Nadir durumlarda, FRB’lere kalıcı radyo emisyonu eşlik eder ve bu da bilim adamlarının bu olayların altında yatan fiziksel süreçleri anlamalarına yardımcı olabilir.
İtalyan Ulusal Astrofizik Enstitüsü’nden (INAF) araştırmacılar ve uluslararası meslektaşları, bir FRB’den bugüne kadar tespit edilen en zayıf sürekli radyo emisyonunu tespit etti. Araştırmanın sonuçları Nature dergisinde yayınlandı.
Çalışmanın konusu, kaynağı Dünya’dan yaklaşık 1,3 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan, 2020 yılında keşfedilen hızlı radyo patlaması FRB20201124A’ydı. Gözlemler dünyanın en hassas radyo teleskopu olan Çok Büyük Dizi (VLA) kullanılarak yapıldı.
Araştırmacı Gabriele Bruni şöyle açıklıyor: “Bazı hızlı radyo patlamalarıyla birlikte gözlemlenen kalıcı emisyonun, nebular emisyon modelinde, yani merkezi bir kaynağı çevreleyen iyonize gazın bir “baloncuğu” içinde beklendiği gibi davrandığını gözlemler yoluyla gösterebildik.” Roma’daki INAF’ta ve yeni makalenin baş yazarı.
Yeni veriler, bu gizemli radyo patlamalarına güç veren kaynağın niteliğinin daraltılmasına yardımcı oluyor. Araştırmaya göre, bu fenomenden magnetarlar (yüksek derecede mıknatıslanmış bir nötron yıldızı) veya yüksek oranda biriken X-ışını ikili dosyaları sorumlu olabilir. Bu nesnelerin ürettiği rüzgarlar plazma balonunu “şişirebilir” ve kalıcı radyo emisyonuna neden olabilir.
“Yeni çalışmada, VLA kullanarak daha yüksek uzaysal çözünürlükte gözlemlerin yanı sıra NOEMA interferometre ve Gran Telescopio Canarias kullanarak farklı aralıklarda gözlemler gerçekleştirdik; bu da galaksinin genel resmini yeniden oluşturmamıza ve varlığını tespit etmemize olanak sağladı. INAF’tan ortak yazar Luigi Piro, “Bölgedeki yıldız oluşumuna daldırılmış kompakt bir radyo kaynağının (FRB plazma kabarcığı) görüntüsü” diye ekledi.
Çalışmaların çoğu, kalıcı radyo emisyonunun yıldız oluşturan bir bölgeden kaynaklandığını ve dolayısıyla FRB kaynağıyla fiziksel olarak ilişkili olmadığını elemeye odaklandı. Bu amaçla NOEMA’nın milimetrik dalga gözlemleri, yıldız oluşumunun “gölgeli” bölgelerinin bir göstergesi olan toz miktarını ölçerken, GranTeCan’ın optik gözlemleri de yıldız oluşum oranlarının bir göstergesi olan iyonize hidrojen emisyonunu ölçtü.
“Optik gözlemler, FRB bölgesini radyo gözlemlerine benzer bir uzaysal çözünürlükle incelemek için önemli bir unsur olmuştur. Hidrojen emisyonlarını bu kadar yüksek düzeyde ayrıntıyla haritalamak, yerel yıldız oluşum hızı hakkında çıkarım yapmamıza olanak sağladı; bunun sürekli radyo emisyonunu haklı çıkarmak için çok düşük olduğunu gördük,” diye belirtiyor INAF’tan ortak yazar Eliana Palazzi.
Kalıcı emisyonların doğasını anlamak, araştırmacıların bu gizemli kozmik kaynakların doğası hakkındaki bilmeceye bir parça eklemelerine olanak tanıyor. FRB’lerin çoğu kalıcı emisyonlar sergilememektedir ve şu ana kadar bu tür emisyonlar yalnızca iki FRB ile ilişkilendirilmiştir. FRB20201124A ise bunun tersine, büyük fakat aşırı olmayan bir mesafede bulunuyor ve bu da düşük parlaklığına rağmen kalıcı emisyonun ölçülmesine olanak tanıyor.