Milimetre ışığında ilk kez görüntülenen patlayıcı nötron yıldızı birleşmesi

ABD Ulusal Bilim Vakfı’nın Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (NRAO) tarafından ortaklaşa yürütülen uluslararası bir gözlemevi olan Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi’ni (ALMA) kullanan bilim adamları, bir nötron yıldızının başka bir yıldızla birleşmesi. Ekip ayrıca, bu ışık parlamasının şimdiye kadar gözlemlenen en enerjik kısa süreli gama ışını patlamalarından biri olduğunu doğruladı ve geride kayıtlara geçen en parlak art kıvılcımlardan birini geride bıraktı. Araştırmanın sonuçları bir sonraki baskısında yayınlanacaktır. Astrofizik Dergi Mektupları.

Gama ışını patlamaları (GRB’ler), evrendeki en parlak ve en enerjik patlamalardır ve saniyeler içinde güneşimizin tüm ömrü boyunca yayacağından daha fazla enerji yayabilir. GRB 211106A, kısa süreli gama ışını patlamaları olarak bilinen bir GRB alt sınıfına aittir. Bilim adamlarının platin ve altın gibi evrendeki en ağır elementlerin yaratılmasından sorumlu olduğuna inandıkları bu patlamalar, bir nötron yıldızı içeren ikili yıldız sistemlerinin feci birleşmesinden kaynaklanır. Yakında fizik ve astronomi yardımcı doçenti olarak çalışmaya başlayacak olan Tanmoy Laskar, “Bu birleşmeler, ikili yıldızların yörüngesinden enerjiyi uzaklaştıran ve yıldızların birbirine doğru sarmal oluşturmasına neden olan kütleçekimsel dalga radyasyonu nedeniyle meydana geliyor” dedi. Utah Üniversitesi. “Sonuçta ortaya çıkan patlamaya, ışık hızına yakın hareket eden jetler eşlik ediyor. Bu jetlerden biri Dünya’ya doğrultulduğunda, kısa bir gama ışını radyasyonu darbesi veya kısa süreli bir GRB gözlemliyoruz.”

Kısa süreli bir GRB genellikle saniyenin yalnızca birkaç onda biri kadar sürer. Bilim adamları daha sonra, jetlerin çevreleyen gazla etkileşiminin neden olduğu bir ışık emisyonu olan bir art ışıma ararlar. Yine de onları tespit etmek zordur; radyo dalga boylarında sadece yarım düzine kısa süreli GRB tespit edildi ve şimdiye kadar milimetre dalga boylarında hiçbiri tespit edilmedi. Hollanda’daki Radboud Üniversitesi’nde Mükemmellik Üyesi iken araştırmayı yöneten Laskar, zorluğun GRB’lere olan muazzam mesafe ve teleskopların teknolojik yetenekleri olduğunu söyledi. “Kısa süreli GRB art ışımaları çok parlak ve enerjiktir. Ancak bu patlamalar uzak galaksilerde gerçekleşir, bu da onlardan gelen ışığın Dünya’daki teleskoplarımız için oldukça zayıf olabileceği anlamına gelir. ALMA’dan önce milimetre teleskopları bu art kıvılcımları tespit edecek kadar hassas değildi. “

Dünya’dan yaklaşık 20 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan GRB 211106A bir istisna değildir. Bu kısa süreli gama ışını patlamasından gelen ışık o kadar zayıftı ki, NASA’nın Neil Gehrels Swift Gözlemevi ile yapılan erken X-ışını gözlemleri patlamayı görürken, ev sahibi galaksi bu dalga boyunda tespit edilemezdi ve bilim adamları tam olarak nerede olduğunu belirleyemediler. patlama oradan geliyordu. “Bir patlamanın hangi galaksiden geldiğini bulmak ve patlamanın kendisi hakkında daha fazla şey öğrenmek için parlama sonrası ışık şart. Başlangıçta, yalnızca X-ışını karşılığı keşfedildiğinde, gökbilimciler bu patlamanın yakındaki bir galaksiden gelebileceğini düşündüler.” Laskar, bölgedeki önemli miktarda tozun aynı zamanda Hubble Uzay Teleskobu ile yapılan optik gözlemlerde nesnenin tespit edilmesini engellediğini de sözlerine ekledi.

Her dalga boyu, bilim adamlarının GRB’yi anlamalarına yeni bir boyut ekledi ve özellikle milimetre, patlama hakkındaki gerçeği ortaya çıkarmak için kritikti. “Hubble gözlemleri değişmeyen bir galaksi alanını ortaya çıkardı. ALMA’nın benzersiz duyarlılığı, GRB’nin bu alandaki yerini daha kesin bir şekilde belirlememize izin verdi ve daha uzaktaki başka bir sönük galakside olduğu ortaya çıktı. Bu da sırayla. , bu kısa süreli gama ışını patlamasının ilk düşündüğümüzden bile daha güçlü olduğu anlamına geliyor, bu da onu kayıtlardaki en parlak ve enerjik patlamalardan biri yapıyor” dedi.

Northwestern Üniversitesi’nde Fizik ve Astronomi Yardımcı Doçenti Wen-fai Fong, “Bu kısa gama ışını patlaması, ALMA ile ilk kez böyle bir olayı gözlemlemeye çalıştık. bu olayı çok parlak bir şekilde yakalamak muhteşemdi.Yıllarca bu patlamaları gözlemledikten sonra, bu şaşırtıcı keşif yeni bir çalışma alanı açıyor, çünkü bizi ALMA ve diğer teleskop dizileri ile daha fazlasını gözlemlemeye motive ediyor. gelecek.”

NRAO/ALMA Ulusal Bilim Vakfı Program Sorumlusu Joe Pesce, “Bu gözlemler birçok düzeyde harika. Gizemli gama ışını patlamalarını (ve genel olarak nötron yıldızı astrofiziğini) anlamamıza yardımcı olacak daha fazla bilgi sağlıyorlar ve kanıtlıyorlar. uzay ve yer tabanlı teleskoplarla yapılan çok dalga boylu gözlemlerin astrofiziksel fenomenleri anlamada ne kadar önemli ve tamamlayıcı olduğunu.”

Hem yeni GRB’ler hem de GRB 211106A ile bu patlamalar hakkında ek sürprizler ortaya çıkarabilecek çoklu dalga boylarında yapılacak çok iş var. Harvard Üniversitesi Astronomi Profesörü Edo Berger, “Kısa süreli GRB’lerin incelenmesi, dünyadaki ve uzaydaki tüm dalga boylarında çalışan teleskopların hızlı koordinasyonunu gerektiriyor” dedi.

“GRB 211106A durumunda, mevcut en güçlü teleskoplardan bazılarını kullandık – ALMA, Ulusal Bilim Vakfı’nın Karl G. Jansky Çok Büyük Dizisi (VLA), NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi ve Hubble Uzay Teleskobu. şimdi operasyonel James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ve gelecek nesil VLA (ngVLA) gibi 20-40 metrelik optik ve radyo teleskopları, bu felaket olaylarının tam bir resmini üretebilecek ve onları benzeri görülmemiş mesafelerde inceleyebileceğiz. “

Laskar, “JWST ile artık ev sahibi galaksinin bir spektrumunu alıp mesafeyi kolayca bilebiliriz ve gelecekte, JWST’yi kızıl ötesi ışımaları yakalamak ve kimyasal bileşimlerini incelemek için de kullanabiliriz. ngVLA ile, Ardışık parıltıların geometrik yapısını ve ev sahibi çevrelerinde bulunan yıldız oluşturan yakıtı benzeri görülmemiş ayrıntılarla incelemek. Alanımızda yaklaşan bu keşifler için heyecanlıyım.”