 |
| 'Manyetik Yıldız' Radyo Dalgaları Hızlı Radyo Patlamalarının Gizemini Çözebilir |
'Manyetik Yıldız' Radyo Dalgaları Hızlı Radyo Patlamalarının Gizemini Çözebilir
Galaksimizdeki bir nötron yıldızından gelen bir radyo patlamasının sürpriz tespiti, daha büyük bir kozmolojik fenomenin kökenini ortaya çıkarabilir.
Son haftalarda, gökbilimciler yaklaşık 30.000 ışıkyılı uzaklıktaki uzun ölü bir yıldızın cesedinden garip, yüksek enerjili emisyonları izliyorlar. Emisyonlar içinde şaşırtıcı bir şey buldular: sadece milisaniye süren güçlü bir radyo dalgaları patlaması. Patlama, aslında, bu yıldızdan veya türünün herhangi birinden şimdiye kadar görülen en parlak patlama oldu - magnetarlar olarak bilinen son derece manyetik nötron yıldızları.
Radyo dalgalarının patlaması, kendi gökadamızdan kaynaklansa da, hızlı radyo patlamasına (FRB'ler) benzerdir - şimdiye kadar sadece diğer galaksilerden geldiğini gözlemleyen, henüz tanımlanmamış nesneler tarafından başlatılan yoğun, parlak radyo flaşları. Cevapladığı kadar çok soruyu gündeme getirebilse de, bu son gözlem FRB'lerin kozmik kökenini çevreleyen en az bir bilmeceyi çözebilir.
Hollanda Radyo Astronomi Enstitüsü ve Amsterdam Üniversitesi'nden Jason Hessels, “th atılım” kelimesini fazla kullanmadan bu gerçekten bir atılımdır ”diyor. “Sizi oraya kadar götürmüyor, ama FRB'lerin davasını çözme yolunda size çok büyük bir adım getiriyor”.
En az iki radyo gözlemevi, Nisan ayının sonlarında meydana gelen radyo patlamasını tespit etti. Takımlar radyo dalgalarını SGR 1935 + 2154 olarak adlandırılan, güneşten 40 veya 50 kat daha büyük olan bir yıldızın kalıntısı olan son derece manyetik bir nötron yıldızına kadar takip ettiler. Samanyolu'nun diskinde derinlerde bulunan yoğun, ölü göksel cisim, yumuşak gama ışını tekrarlayıcıları olarak adlandırılan nadir bir nesne sınıfının bilindiği gibi, bir hafta kadar kozmosa yüksek enerjili radyasyon yayıyordu.
İlk kez böyle bir gama ışını barajının yanında bir radyo dalgası yangını gördü. Ve radyo patlamasının muazzam parlaklığı ve kısa süresi nedeniyle, bazı gökbilimciler şimdi milyarlarca ışık yılı uzakta gelen FRB'ler için harika bir yerel model olduğunu düşünüyorlar.
Yine de, Amsterdam Üniversitesi'nden Emily Petroff, bu sürekli bağlantının daha kesin hale getirilmesi için, bu kaynağın daha önce gözlenen FRB'lerden nasıl farklı olduğuna dair ayık bir değerlendirme gerektirdiğini söylüyor. “Her zaman FRB'lerde olduğu gibi, ağaçlar için ormanı kaçırmadığınızdan emin olmalısınız. Tipik bir kaynağa gerçekten asılabiliriz. Ama biz zaten defalarca gördük - son beş yılda tekrar tekrar - bu her zaman doğru değildir. ”
AÇIKLAMALAR ARASINDA
FRB'ler on yıldan fazla bir süredir evrenin en inatçı gizemleri arasında yer almaktadır. Işık hızında seyahat eden bu radyo patlamaları, kozmosu milyarlarca yıl boyunca gezdikten sonra tipik olarak Dünya üzerinde yıkar, bu da gök motorlarının onları uzaya götüren her ne olursa olsun son derece güçlü olması gerektiğini gösterir. Şimdiye kadar gözlemlenen tüm patlamalar uzak galaksilerden geldi. Yıllar geçtikçe, gökbilimciler olay için düzinelerce varsayımsal kökene sahip oldular. Bunlar arasında buharlaşan kara delikler, patlayıcı ölmekte olan yıldızlar, büyük çarpışma nesneleri ve belki de daha az ciddi olarak, akıllı, konuşkan uzaylıların teknolojik yayınları var.
Gözlemler arttıkça hipotezler de iyileşti. Gökbilimciler, kaynakları ne olursa olsun, tek bir FRB üretmenin kendi kendini yok etmesine neden olmayacağını kanıtlayan bazı patlamalar gördüler. Takımlar, patlamaları gerçek zamanlı olarak yakalamaya başladı ve gökyüzündeki noktalara bakmak için birden fazla teleskop işaret etti. Birçoğunun ev sahibi galaksisine geri dönmesi çok uzun sürmedi. Ancak gökbilimciler 2020'nin başlarına kadar yüzlerce patlama hakkında veri toplamış olsalar da, kökenleri temelde bulanık kaldı.
“Ne zaman yeni bir tane bulsak farklı oluyor,” diyor Petroff. “Keşke her yeni bir tane bulduğumuzda, diğerlerinden öğrendiğimiz her şeyi doğruladı, ama asla böyle değil! Çok fazla çeşitlilik var; bizi ayak parmaklarımızda tutuyor. ”
SÜRPRİZ YEREL ALGILAMA
Gökbilimciler ilk kez Kanada'nın güneybatısındaki dört kaykay yarım borusuna benzeyen bir alet olan FRB avcılık CHIME (Kanada Hidrojen Yoğunluk Haritalama Deneyi) radyo teleskopunu kullanarak yeni patlamayı fark ettiler. 2018'in sonlarında gözlerini tamamen açtığından beri, CHIME yüzlerce FRB tespit etti. Bu, teleskopun gökyüzündeki vizyonunun çevresinde ortaya çıktı, ancak o kadar güçlüydü ki, hala kolayca görülebiliyordu.
CHIME ekibinin gerçek zamanlı astronomik gözlem sitesi Astronomer Telegram'da patladığını bildiren Toronto Üniversitesi'nden Paul Scholz, “Bu bir magnetardan gelen son derece parlak bir radyo emisyonudur” diyor. “Bu, manyetarlar ve FRB'ler arasındaki bağlantı mı? Olabilir."
Bu bildirimi gördükten sonra, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nden astronomlar, patlamanın başladığı zamandan itibaren kendi verilerini erken taradılar. STARE2 (Geçici Astronomik Radyo Emisyonu Anketi 2) projesi kapsamında Kaliforniya ve Utah'ta üç radyo anteni tarafından toplanan Caltech ekibinin gözlemleri, Samanyolu'ndan gelen hızlı radyo patlamalarını tespit etmek için özel olarak tasarlanmıştır.
CHIME'ın aksine, STARE2 etkinliği araştırmacıların patlamanın parlaklığını hızlı bir şekilde hesaplamasına olanak tanıyarak yakaladı. Tahminlerine göre, bilinen en yakın ekstragalaktik FRB - ya da yaklaşık 500 milyon ışıkyılı uzaklıkta olan bir mesafede olsaydı, yine de Dünya'dan kolayca tespit edilebilirdi. (Karşılaştırma için, kendimize en yakın gökada olan Andromeda sadece 2,5 milyon ışıkyılı uzaklıkta. Ve kendimize en yakın küme olan Başak gökada grubu yaklaşık 53 milyon ışıkyılı uzaklıkta.) Caltech'den Shrinivas Kulkarni'ye , patlamanın parlaklığı ve milisaniye uzun süreli olması onu FRB'lerle kesin bir bağlantı haline getirir.
Bu gözlemlere dayanarak, STARE2 projesinin baş araştırmacısı Kulkarni, “hızlı radyo patlamaları için makul bir köken diğer galaksilerdeki aktif manyetarlardır” diyor. “Eğer yeterince beklersek, belki bu [manyetar] [daha da parlak] bir patlamaya neden olabilir.”
Avrupa Uzay Ajansı'nın yörüngesindeki INTEGRAL (Uluslararası Gamma-Ray Astrofizik Laboratuvarı) gözlemevini kullanan bir ekip tarafından yapılan üçüncü bir gözlem, aynı nesneden eşzamanlı bir x-ışını patlamasıyla bağlayarak manyetar üzerindeki radyo patlamasını sabitledi. Ve Çin’in Beş Yüz Metre Diyaframlı Küresel Radyo Teleskopu (FAST) o zamandan beri SGR 1935 + 2154'ten bu patlamanın kaynağı olarak manyetarı işaret eden başka bir radyo patlaması tespit etti. Kulkarni, “Bu lokalizasyonda bir yıllık maaş bahse girerim” diyor.
MANYETAR GİDERLERİ
Birkaç yıl boyunca, çok sayıda kanıt FRB suçluları olarak manyetarları birleştirmek için birleşti. Bu nötron yıldızları çok hızlı dönerler ve muazzam manyetik alanlara sahiptirler - muazzam radyasyon patlamaları yaratabilen bir kombinasyon. Ve bilim adamları, güçlü ve "bükülmüş" kutuplaşmaya sahip bazı FRB'leri gözlemlediler: bu düzenleme, bu yıldız cesetlerini çevreleyen gibi yoğun bir manyetik ortamın kaynaklandığını veya bu ortamdan geçtiğini gösteriyor.
Ancak tam resim henüz kendini göstermemişti. Hessels, “Uzun zamandır karşıt argüman şöyleydi:“ Evet, ancak kendi galaksimizdeki manyetarların parlak kadar bile bir şey yaptığını görmedik ”diyor. “Peki diğer galaksilerdeki manyetarlar bunu ne kadar mantıklı yapıyor?” ”
Şimdi, eldeki bu yeni bulgu ile gökbilimciler FRB'ler ve manyetarlar arasındaki bağlantıyı daha yakından inceliyorlar. “Bunun anlaşmayı mühürlediğini ve eksik halka ya da onun gibi bir şey olduğunu söyleyemem. Kendi galaksimizdeki şeyler ile FRB'lere neden olan şey arasında bir bağlantı bulmamıza bir adım daha yaklaşıyoruz ”diyor Petroff.
Gökbilimciler, bu patlamanın bir manyetardan gelen henüz görülmemiş bir şeyden daha parlak olmasına rağmen, birkaç büyüklük sıralamasıyla çoğu gözlemlenen FRB'den hala daha az güçlü olduğunu belirtiyorlar. Araştırmacıların önce zayıf bir patlama yakalamış olmaları şaşırtıcı değildir. Bu tür patlamaların, daha zayıf depremlerin daha büyük olanlardan daha sık meydana gelmesi gibi, aşırı parlak olanlardan daha fazla olması muhtemeldir. Daha güçlü yıldız fişekleri de daha güçlü radyo patlamaları üretebilir. Bazı magnetarlar, dünyadaki iyonosferini geniş yıldızlararası mesafelerde değiştirecek kadar büyük fişekler üretirler, ancak bu tür süper güçlü alevler inanılmaz derecede nadirdir. Hessels, “Bilmek isterim,” diyorsa, “o devasa fişeklerden birini yakalasaydık, bir FRB ile kolayca karşılaştırılabilecek daha parlak bir patlama görür müydük?”
Bir başka soru, FRB'lerin farklı kaynaklardan gelip gelemeyeceği. Bugüne kadar gözlemlenenlerin çoğu tek olaydı, ancak bir düzineden fazlasının gizemli kaynaklarından tekrar tekrar geldiği biliniyor. Yaklaşık yarım milyar ışık yılı uzaklıkta bulunan ve R3 olarak bilinen en yakın tekrarlayan FRB, her 16 günde bir patlar. Bilim adamları, R3’ün periyodik aktivitesinin yerçekimi kucağında kilitlenmiş başka bir nesneye bağlı olduğundan şüpheleniyor. Fakat magnetar SGR 1935 + 2154'ün böyle bir yörünge arkadaşı olmadığı görülüyor.
“Umarım sadece bir tür FRB yoktur” diyor Hessels. “Umarım daha derine katarak, aynı anda birden fazla şey keşfederiz.”
