FRB 20200120E adlı yeni keşfedilen tekrarlayan hızlı radyo patlaması (FRB), zaten derinden gizemli olan bu uzay sinyallerinin gizemini derinleştiriyor.
Gökbilimciler, 11,7 milyon ışıkyılı uzaklıktaki bir gökadanın konumunu takip ettiler, bu da onu en yakın bilinen hızlı radyo patlaması, bir sonraki en yakın ekstragalaktik sinyalden 40 kat daha yakın yapıyor. Ama aynı zamanda küresel bir kümede de ortaya çıkıyor – çok eski yıldızlardan oluşan bir küme, FRB’ler saçan yıldız türünü bulmayı bekleyebileceğiniz türden bir yer değil.
Keşfi, bu yıldızlar için farklı bir oluşum mekanizması öneriyor ve FRB’lerin düşündüğümüzden daha geniş bir ortamdan ortaya çıkabileceğini öne sürüyor.
FRB’ler, ilkinin 2007’de keşfedilmesinden bu yana bilim adamlarını şeytan çıkarıyorlar. Bunlar, milyonlarca ışık yılı uzaktaki derin uzaydan gelen son derece güçlü sinyallerden oluşuyor, bazıları 500 milyon Güneş’ten fazla enerji boşaltıyor ve yalnızca radyo dalga boylarında tespit ediliyor.
Yine de bu patlamalar şok edici derecede kısadır, göz açıp kapayıncaya kadar daha kısadır – yalnızca milisaniyeler sürer – ve çoğu tekrar etmez, bu da onları tahmin etmeyi, izlemeyi ve dolayısıyla anlamayı çok zorlaştırır.
Gökbilimciler, bu radyo sinyallerinin ince yapısını analiz ederek, nötron yıldızları gibi kompakt nesneler başta olmak üzere, onlara neden olabileceğini düşündükleri nesne türünü bulmaya çalışıyorlar. Ardından, geçen yıl büyük bir atılım geldi. Sonunda bir magnetar tarafından yayılan Samanyolu galaksisinin içinden bir FRB tespit edildi.
Magnetarlar – bugüne kadar sadece 24 tanesi doğrulandı – Güneş’in kütlesinin 8 ila 30 katı arasında başlayan ölü bir yıldızın çökmüş çekirdeği olan nadir bir nötron yıldızı türüdür. Nötron yıldızları küçük ve yoğundur, yaklaşık 20 kilometre (12 mil) çapındadır ve maksimum kütlesi yaklaşık iki Güneş’tir.
Magnetarlar, adından da anlaşılacağı gibi, karışıma başka bir şey daha ekler: kesinlikle çılgın bir manyetik alan – Dünya’nın manyetik alanından yaklaşık katrilyon kat daha güçlü ve normal bir nötron yıldızından bin kat daha güçlü.
Bu bizi FRB 20200120E’ye geri getiriyor. FRB’ler arasında tekrar eden bir azınlık, ama bunun dışında profile mükemmel uyuyor. Yine de tekrar ettiği için, gökbilimciler, gökyüzündeki kaynağın geldiği yeri daha kolay saptayabildiler. Sinyalin diğer özelliklerini analiz ederek, nispeten kısa bir mesafe kat ettiğini belirlediler.
Bu, onları bu yılın başlarında, bir dereceye kadar belirsizlik olsa da, M81 adlı büyük bir tasarım sarmal gökadasına getirdi. Daha spesifik olarak, araştırmacılar FRB 20200120E’yi küresel bir kümeye kadar izlediklerine inanıyorlardı.
Şu anda emsal incelemesini bekleyen yeni bir ön baskıda, bir gökbilimciler ekibi bu konumu doğruladı.
İşte bu yüzden bir sorun. Küresel kümeler, çok eski ve uzun ömürlü olma eğiliminde olan ve ayrıca düşük kütleli, hiçbiri Güneş’in kütlesinden büyük olmayan kompakt yıldız gruplarıdır. Tüm yıldızlarının aynı anda aynı gaz bulutundan oluştuğu düşünülüyor; Tıpkı küçük bir kasaba gibi, bu yıldızlar daha sonra çoğunlukla sessiz varlıklarını birlikte yaşarlar.
Nötron yıldızları, daha önce bahsettiğimiz gibi, daha yüksek kütleli yıldızlardan oluşmaya eğilimlidir ve bunlar aynı zamanda çok daha kısa ana dizi (hidrojen yakan) yaşam sürelerine (OB tipindekiler) sahip olma eğilimindedir. Bu nedenle, genel bir kural olarak, küresel bir kümede nötron yıldızları veya magnetarlar bulmayı beklemezsiniz.
Araştırmacılar, “Burada, FRB 20200120E’nin M81 galaktik sistemindeki küresel bir küme ile ilişkili olduğunu kesin olarak kanıtladık, böylece bilinen diğer herhangi bir ekstragalaktik FRB’den 40 kat daha yakın olduğunu doğruladık” diye yazdı.
“Bu tür küresel kümeler eski yıldız popülasyonlarına ev sahipliği yaptığı için, bu ilişkilendirme, FRB emisyonuna güç veren bir çekirdek-çöküş süpernovasında oluşan magnetarları çağıran FRB modellerine meydan okuyor.”
Ancak korkmayın – çünkü ilginç bir emsal var.
Arada bir, küresel bir kümenin, milisaniyelik pulsar olarak bilinen, hızla dönen bir tür nötron yıldızına ev sahipliği yaptığı bulunmuştur. Küresel kümeler çok yoğun nüfuslu olduğundan, yıldızlar etkileşime girebilir ve hatta birbirleriyle çarpışarak düşük kütleli X-ışını ikili dosyaları ve pulsarlar gibi nesneler üretebilir.
Araştırma ekibine göre, bu, büyük bir yıldızın çekirdek çöküşü süpernovasının ötesinde, magnetar oluşumu için başka ilginç mekanizmalar sunuyor. Düşük kütleli bir beyaz cüce, başka bir yıldızla etkileşime girerek ve ondan malzeme toplayarak bir nötron yıldızına dönüşecek kadar kütle kazanabilir; ya da iki beyaz cüce aynı amaç için birleşebilir.
FRB’nin kaynağının bir magnetar değil, beyaz cüce ve nötron yıldızı veya bir nötron yıldızı ve bir ötegezegen gibi düşük kütleli bir X-ışını ikilisi olması da mümkündür. Ayrıca artan bir kara delik olabilir. Bu açıklamaların kanıtı eksiktir – bu sistemlere tipik olarak eşlik edecek hiçbir X-ışını veya gama ışını aktivitesi yoktur – ancak yine de göz ardı edilemez.
Cevap ne olursa olsun, görünüşe göre FRB 20200120E işleri alt üst etmeye hazırlanıyor. Ya bize küresel kümelerdeki yıldız etkileşimleri hakkında yeni bir şey öğretecek ya da FRB’ler için bize yeni bir oluşum kanalı verecek.
Bize çok yakın, tekrar eden bir FRB olduğundan, bu gizemli sinyalleri ayrıntılı olarak araştırmak için nadir bir fırsatı temsil ediyor.
Kağıt, ön baskı sunucusu arXiv’de mevcuttur.
.