Gama ışını patlamaları, Evrendeki en enerjik patlamalardır ve bir yıldızın yaşamının sonunu işaret eder. Özellikle parlak bir patlama olan GRB 221009, yakın zamanda birkaç uzay teleskopu tarafından tespit edildi. Kozmik Şafak Merkezi’ndeki astronomların liderliğindeki bir bilim adamları ekibi, patlamaya olan tam mesafeyi ölçerek, salınan toplam enerjiyi hesaplamalarına olanak sağladı: Sadece beş dakikalık süresi boyunca, Güneşimizin yaydığından 1.000 kat daha fazla enerji saldı. 4,5 milyar yıllık yaşam, patlamayı şimdiye kadar tespit edilen en enerjik tek patlama yapıyor.

Gama ışını patlamaları, Evrende meydana geldiği bilinen en enerjik ve en parlak olaylardır. Tipik olarak saniyenin onda biri ile bir saatten daha az süren kısa ömürlü gama ışını flaşları, gama ışını patlamaları kısa bir süre için tüm galaksileri gölgede bırakabilir. Patlamaların büyük kütleli yıldızların çökmesi, nötron yıldızlarının çarpışması veya bir yıldızın birleşmesinden kaynaklandığına inanılıyor. nötron yıldızı ve bir Kara delik.

Varlıklarını 60 yıldır bilmemize rağmen, bu büyüleyici olaylar hakkında öğrenilecek çok şey var. Sadece geçici değiller ve gökyüzünde rastgele yerlerde meydana geliyorlar; gama ışınları da çoğunlukla atmosferimiz tarafından emilir ve Dünya’dan algılanmalarını engeller.

Bu nedenle, bilim adamları onları tespit etmek için, tetiklendiklerinde Dünya’ya otomatik anlık mesajlar gönderen uzay tabanlı gama ışını teleskoplarını kullanırlar. Bu, astronomların genellikle gama ışınlarını takip eden daha az enerjik bir “son parlama” araması için Dünya tabanlı teleskoplarla tespitleri takip etmelerine olanak tanır.

Bütün bir galaksiyi gölgede bırakmak

9 Ekim 2022’de ESA’nın INTEGRAL’i, NASASwift ve Fermi uyduları ve diğer uzay gözlemevleri, buna göre GRB 221009A olarak adlandırılan gama ışını patlamasını tespit etti. Bu, Hollanda’daki Radboud Üniversitesi’nden astronom ve Kozmik Şafak Merkezi’ne bağlı bilim insanı Daniele Bjørn Malesani’nin Çok Büyük Teleskop (VLT) Şili’de GRB 221009A yönüne doğru.

VLT’ye monte edilen X-shooter spektrografı kullanılarak elde edilen spektrum, Malesani ve ekibinin GRB 221009A’ya olan tam mesafeyi ölçmesine olanak sağladı. Patlamanın ev sahibi galaksisinin iki milyar ışıkyılı uzaklıkta olduğu ortaya çıksa da, bu aslında onu en yakın patlamalardan biri yapıyor. Ayrıca ekip, güvenli bir mesafe ile patlamadan salınan toplam enerji miktarını da hesaplayabildi.

Esrarengiz gama ışını patlamaları

Gama ışını patlamaları ilk olarak 1967’de olası nükleer silah testleri için gökyüzünü izlemek üzere inşa edilen Vela uydusu tarafından keşfedildi, bu da 1963 Nükleer Test Yasağı Anlaşmasını ihlal edecekti. İlk olarak kendi galaksimizdeki yakın kaynaklardan geldiği düşünülen daha hassas uzay gözlemevleri, 1990’larda bunların Dünya’nın çok dışından gelmeleri gerektiğini ortaya çıkardı. Samanyolutüm Evrene dağıtıldı.

Patlamaların geçici doğası onları incelemeyi zorlaştırdı, ancak 1990’ların sonlarından bu yana astronomlar, X-ışınlarından optik ışığa, kızılötesine kadar daha az enerjik olan ardıl parlamalarını da saptayarak kökenleri hakkında bir teori oluşturmaya yardımcı oldular.

“Gama ışını patlamaları her zaman enerjiktir, ancak bu kesinlikle şaşırtıcıydı: Sürdüğü 290 saniye boyunca GRB 221009A, Güneşimizin 4,5 milyar yıllık ömrü boyunca yaydığı enerjinin kabaca 1000 katı kadar enerji açığa çıkardı” diyor. Malesani.

Başka bir deyişle, kısa bir süre için patlama Samanyolu’ndaki yüz milyarlarca yıldızın toplam ışığından daha parlaktı.

Normalde olduğu gibi, bu hesaplama GRB 221009A’nın tüm yönlerde aynı miktarda enerji yaydığını varsayar. Yine de, daha büyük olasılıkla, enerji, tesadüfen uzandığımız yönde dar bir ışında “yoğunlaşmıştır”. Bu nedenle, toplam enerji biraz daha küçüktür, ancak yine de son derece yüksektir.

Ve her halükarda, şimdiye kadar tespit edilen en enerjik gama ışını patlaması, şimdiye kadar görülenden 70 kat daha parlak. Hatta oldu Dünya’nın iyonosferini etkilediği bildirildi.

Malesani, “Teorik olarak, böylesine güçlü bir olayın yalnızca 10.000 yılda bir gerçekleşmesini beklerdik” diye açıklıyor. “Bu, tespitimizin tamamen şansa bağlı olup olmadığını veya gama ışını patlamalarının doğası hakkında yanlış anladığımız bir şey olup olmadığını merak etmemize neden oluyor.”

James Webb ile devam etti

GRB 221009A ayrıca James Webb Uzay Teleskobu ile daha uzun dalga boylarında izlendi. Malesani ve diğer DAWNer’lar da ekibin bir parçası olmasına rağmen, bu gözlemler yine Radboud Üniversitesi’nden Andrew Levan tarafından yönetildi.

Bu gözlemler, astronomların gama ışını patlamasını daha fazla karakterize etmelerini sağladı. James Webb teleskobu özellikle kullanışlıydı, çünkü patlama, şanssız bir şans eseri, Samanyolu galaksisinin içindeki kalın bir kozmik toz tabakasının arkasında bulunuyor. Bunun patlamanın kendisiyle hiçbir ilgisi yoktur, ancak patlamadan gelen ışığı kıstığı için sonuçların yorumlanmasını zorlaştırır. Webb, tozdan çok daha az etkilenen ve olayın daha iyi bir görüntüsünü sunan orta kızılötesinde sonradan parlamaya baktı.

Bu keşifler hakkında daha fazla bilgi için:

Referanslar:

DB Malesani, AJ Levan, L. Izzo, A. de Ugarte Postigo, G. Ghirlanda, KE Heintz, DA Kann, GP Lamb, J “Şimdiye kadar tespit edilen en parlak GRB: GRB 221009A z = 0.151’de oldukça parlak bir olay olarak” Palmerio, OS Salafia, R. Salvaterra, NR Tanvir, JF Agüí Fernández, S. Campana, AA Chrimes, P. D’Avanzo, V. D’Elia, M. Della Valle, M. De Pasquale, JPU Fynbo, N Gaspari, BP Gompertz, DH Hartmann, J. Hjorth, P. Jakobsson, E. Palazzi, E. Pian, G. Pugliese, ME Ravasio, A. Rossi, A. Saccardi, P. Schady, B. Schneider, J. Sollerman, RLC Starling, CC Thöne, AJ van der Horst, SD Vergani, D. Watson, K. Wiersema, D. Xu ve T. Zafar, Kabul edildi, Astronomi ve Astrofizik.
DOI: 10.48550/arXiv.2302.07891

AJ Levan, GP Lamb, B. Schneider, J. Hjorth, T. Zafar, A. de Ugarte Postigo “Bir GRB Afterglow’un İlk JWST Spektrumu: Tüm Zamanların En Parlak GRB’si GRB 221009A’nın Gözlemlerinde Parlak Süpernova Yok” , B. Sargent, SE Mullally, L. Izzo, P. D’Avanzo, E. Burns, JF Agüí Fernández, T. Barclay, MG Bernardini, K. Bhirombhakdi, M. Bremer, R. Brivio, S. Campana, AA Chrimes, V. D’Elia, M. Della Valle, M. De Pasquale, M. Ferro, W. Fong, AS Fruchter, JPU Fynbo, N. Gaspari, BP Gompertz, DH Hartmann, CL Hedges, KE Heintz, K. Hotokezaka, P. Jakobsson, DA Kann, JA Kennea, T. Laskar, E. Le Floc’h, DB Malesani, A. Melandri, BD Metzger, SR Oates, E. Pian, S. Piranomonte, G. Pugliese, JL Racusin , JC Rastinejad, ME Ravasio, A. Rossi, A. Saccardi, R. Salvaterra, B. Sbarufatti, RLC Starling, NR Tanvir, CC Thöne, AJ van der Horst, SD Vergani, D. Watson, K. Wiersema, RAMJ Wijers ve Dong Xu, 28 Mart 2023, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/acc2c1

Güneşimizdeki güneş lekelerinin sayısı tipik olarak tahmin edilebilir 11 yıllık bir döngüde iner ve akar, ancak güneş lekelerinin inanılmaz derecede nadir olduğu 70 yıllık olağandışı bir dönem, bilim adamlarını 300 yıl boyunca şaşırttı. Şimdi, Penn State’deki bir araştırma ekibine göre, yakındaki güneş benzeri bir yıldız kendi döngülerini durdurmuş ve benzer bir nadir yıldız lekeleri dönemine girmiş gibi görünüyor. Bu yıldızı gözlemlemeye devam etmek, bu “Maunder minimum” sırasında kendi güneşimize ne olduğunu açıklamaya yardımcı olabilir ve güneşin uyduları ve küresel iletişimi engelleyebilecek ve hatta muhtemelen Dünya’daki iklimi etkileyebilecek yıldız manyetik aktivitesi hakkında fikir verebilir.

Yıldız – ve diğer 58 güneş benzeri yıldızın elli yıllık yıldız lekesi etkinliğinin bir kataloğu – çevrimiçi olarak yayınlanan yeni bir makalede anlatılıyor. Astronomi Dergisi.

Yıldız lekeleri, yıldızın manyetik alanını oluşturan süreç olan dinamodan kaynaklanan bölgedeki geçici düşük sıcaklıklar nedeniyle bir yıldızın yüzeyinde karanlık bir nokta olarak görünür. Gökbilimciler, Galileo ve diğer gökbilimciler tarafından 1600’lerde ilk kez gözlemlenmelerinden bu yana güneşimizdeki yıldız lekesi frekansındaki değişiklikleri belgeliyorlar, dolayısıyla 11 yıllık döngüsünün iyi bir kaydı var. Bunun istisnası, 1600’lerin ortasından 1700’lerin başına kadar süren ve o zamandan beri astronomların kafasını karıştıran Maunder minimumudur.

Araştırma sırasında Penn State Üniversitesi’nden Anna Baum, “Maunder minimumuna neyin sebep olduğunu gerçekten bilmiyoruz ve diğer güneş benzeri yıldızların bir içgörü sunup sunamayacaklarını görmek için arıyoruz” dedi. makalenin ilk yazarı. “Maunder minimumuna benzer bir duruma girdiğine inandığımız bir yıldız belirledik. Bu yıldızı gözlemlemeye devam etmek gerçekten heyecan verici olacak ve umarım bu minimumdan çıkarken, bu yıldız hakkında son derece bilgilendirici olabilir. güneşin 300 yıl önceki etkinliği.”

Araştırma ekibi, 59 yıldız için 50 ila 60 yıllık starspot verilerini bir araya getirmek için birden fazla kaynaktan veri topladı. Buna, yıldız yüzey aktivitesini incelemek için tasarlanan ve 1966’dan 1996’ya kadar süren Mount Wilson Gözlemevi HK Projesi’nden ve 1996’dan 1996’ya kadar devam eden ötegezegen araştırmalarının bir parçası olarak bu tür verileri içeren Keck Gözlemevi’ndeki gezegen aramalarından elde edilen veriler dahildi. 2020. Araştırmacılar, her iki kaynakta da görünen ve yıldız lekesi etkinliğini açıklamaya yardımcı olabilecek diğer hazır bilgileri içeren bir yıldız veritabanı derlediler. Ekip ayrıca, farklı teleskoplardan alınan ölçümleri doğrudan karşılaştırabilmek ve diğer türlü verileri temizleyebilmek için standart hale getirmek için büyük çaba sarf etti.

Ekip, genellikle on yıldan fazla süren en az iki tam döngü periyodunu gözlemleyerek bu yıldızlardan 29’unun yıldız noktası döngülerine sahip olduğunu belirledi veya onayladı. Bazı yıldızların hiç döngüleri yokmuş gibi görünüyordu; bunun nedeni, bir dinamoya sahip olamayacak kadar yavaş dönmeleri ve manyetik olarak “ölü” olmaları veya yaşamlarının sonuna yaklaşmış olmaları olabilir. Yıldızların birçoğu, bir döngüleri olup olmadığını doğrulamak için daha fazla çalışma gerektiriyor.

Penn State’de astronomi ve astrofizik profesörü ve bir yazar olan Jason Wright, “Bu sürekli, 50 yıldan fazla zaman serisi, daha önce yaptığımız 10 yıllık anlık görüntülerden asla fark etmeyeceğimiz şeyleri görmemizi sağlıyor” dedi. kağıttan. “Heyecan verici bir şekilde Anna, onlarca yıldır bisiklet sürmekte olan ancak durmuş gibi görünen umut verici bir yıldız buldu.”

Araştırmacılara göre, HD 166620 olarak adlandırılan yıldızın yaklaşık 17 yıllık bir döngüye sahip olduğu tahmin ediliyordu, ancak şimdi düşük aktivite dönemine girdi ve 2003’ten beri hiçbir yıldız lekesi belirtisi göstermedi.

Penn’de yüksek lisans öğrencisi Jacob Luhn, “Bu verileri ilk gördüğümüzde, iki farklı yıldızdan gelen verileri bir araya getirmemizin veya katalogda bir yazım hatası olduğunu veya yıldızın yanlış tanımlandığının bir hata olması gerektiğini düşündük” dedi. Şu anda Irvine, California Üniversitesi’nde olan projenin ne zaman başladığını belirtin. “Ama her şeyi iki ve üç kez kontrol ettik. Gözlem zamanları, yıldızın sahip olmasını beklediğimiz koordinatlarla tutarlıydı. Ve gökyüzünde Mount Wilson’ın gözlemlediği kadar parlak yıldız yok. Kaç kez yaparsak yapalım. kontrol ettiğimizde, her zaman bu yıldızın döngüyü durdurduğu sonucuna varırız.”

Araştırmacılar, minimum süresi boyunca ve potansiyel olarak minimum süresinden çıkıp bir kez daha döngüye girmeye başladığında bu yıldızı incelemeye devam etmeyi umuyorlar. Bu sürekli gözlem, güneş ve onun gibi yıldızların manyetik dinamolarını nasıl ürettiği hakkında önemli bilgiler sağlayabilir.

Şu anda Lehigh Üniversitesi’nde yıldız astronomisi ve asterosismoloji okuyan bir doktora öğrencisi olan Baum, “Maunder minimumunun ne olduğu hakkında büyük bir tartışma var” dedi. “Güneşin manyetik alanı temelde kapandı mı? Dinamosunu mu kaybetti? Yoksa hala bisiklete biniyor muydu, ancak çok fazla güneş lekesi üretmeyen çok düşük bir seviyede mi? Ne olduğunu ölçmek için zamanda geriye gidemiyoruz. ama bu yıldızın manyetik yapısını ve manyetik alan gücünü karakterize edebilirsek, bazı cevaplar almaya başlayabiliriz.”

Güneşin yüzey aktivitesinin ve manyetik alanının daha iyi anlaşılmasının birkaç önemli sonucu olabilir. Örneğin, güçlü yıldız aktivitesi uyduları ve küresel iletişimi devre dışı bırakabilir ve özellikle güçlü bir güneş fırtınası 1989’da Quebec’te bir elektrik şebekesini devre dışı bırakabilir. Güneş lekesi döngülerinin Dünya’daki iklimle bir bağlantısı olabileceği de öne sürülmüştür. Ek olarak, araştırmacılar bu yıldızdan gelen bilgilerin güneş sistemimizin ötesindeki gezegenleri aramamızı etkileyebileceğini söyledi.

Berkeley’deki California Üniversitesi’nden araştırma bilimcisi ve makalenin yazarı Howard Isaacson, “Yıldız lekeleri ve yıldızların diğer yüzey manyetik aktivitesi biçimleri, çevrelerindeki gezegenleri tespit etme yeteneğimizi etkiliyor” dedi. “Bir yıldızın manyetik aktivitesine ilişkin anlayışımızı geliştirmek, algılama çabalarımızı geliştirmemize yardımcı olabilir.”

59 yıldızın küratörlüğünde veri tabanı ve bu araştırmadan elde edilen yıldız noktası etkinlikleri, araştırmacıların daha fazla araştırma yapması için hazır hale getirildi.

Wright, “Bu araştırma, nesiller arası astronomiye ve bizden önce gelen gökbilimcilerin birçok gözlemine ve özel araştırmalarına dayanarak evren anlayışımızı nasıl geliştirmeye devam ettiğimizin harika bir örneğidir” dedi. “Yüksek lisans öğrencisiyken tezim için Mount Wilson ve Keck Gözlemevi’nden yıldız noktası verilerine baktım, Howard yüksek lisans tezi için California Gezegen Araştırması’ndan yıldız noktası verilerine baktı ve şimdi Anna daha kapsamlı bir araştırma için tüm verileri bir araya getirdi. Bu ve gelecek vaat eden diğer yıldızları incelemeye devam edeceğimiz için hepimiz heyecanlıyız.”