Hızlı radyo patlamaları (FRB); küçük, uzak ve son derece yoğun nesnelerin ürünü olduğu düşünülen kısa ve yoğun radyo dalgası patlamalarıdır. Hızlı radyo patlamaları hakkında bazı tahminler olmakla beraber, nasıl meydana geldikleri konusunda uzun bir süredir tartışmalar devam ediyor.
Gökbilimciler, hızlı radyo patlamasını ilk kez 2007 yılında gözlediler. 2007 yılından sonra evrenin farklı yerlerinden gelen 100’den fazla hızlı radyo patlaması daha tespit edildi ve kataloglandı. Tespit edilen hızlı radyo patlamaları çoğunlukla tekrar etmeyen hızlı radyo patlamalarıydı. Birkaç örnekte ise bir aynı kaynaktan gelen ama bir düzene sahip olmayan hızlı radyo patlamaları tespit edildi.
Uluslararası bir araştırmacı ekip, FRB 180916.J0158+65 ismini verdikleri periyodik olarak gerçekleşen bir hızlı radyo patlaması tespit ettiler. FRB 180916.J0158+65 periyodik veya döngüsel hızlı radyo patlamalarının bilinen ilk örneğidir. Hızlı radyo patlamasının tespit edilen deseni, dört günlük bir sinyalin ardından 12 günlük bir sessizlik sunmaktadır.
Bilim insanları, ilk periyodik hızlı radyo patlaması örneği olan FRB 180916.J0158+65’in 16 günlük periyodunu 500 günden uzun süren bir gözlem sonucunda ortaya çıkardılar. MIT’nin Kavli Astrofizik ve Uzay Araştırmaları Enstitüsü’nden fizik profesörü Kiyoshi Masui, “Şu anda bildiğimiz tek şey, bu FRB’nin saat gibi çalışmasıdır” dedi.
Kiyoshi Masui ve beraberindeki farklı üniversitelerden 50’den fazla bilim insanı, hızlı radyo patlamalarını araştıran CHIME/FRB iş birliğini oluşturuyorlar. Bilim insanları, hızlı radyo patlamalarını araştırmak için British Columbia Üniversitesi’ndeki radyo teleskobu CHIME’yi kullanıyorlar.
CHIME radyo teleskobu, 2017 yılında Dominion Radyo Astrofizik Gözlemevi’nde kuruldu. Teleskop kurulduktan sonra evrenin dört bir tarafındaki galaksilerden gelen milyarlarca ışık yılı boyunca hızlı radyo patlamalarını tespit etmeye başladı.
CHIME, Eylül 2018’den Şubat 2020’ye kadar 500 milyon ışık yılı uzaklıktaki bir gökadanın eteklerindeki yıldız bölgesindeki bir kaynaktan gelen 38 hızlı hızlı radyo patlaması tespit etti. FRB 180916.J0158+65’nin kaynağı, bu zamana kadar tespit edilen en aktif FRB kaynağıdır ve Dünya’ya en yakın hızlı radyo patlaması kaynağıdır.
Çalışma sırasında tespit edilen hızlı radyo patlamaları üzerinde çalışan bilim insanları, 38 hızlı radyo patlamasının bir desen ortaya çıkardığını keşfettiler. Çalışmaya göre dört gün boyunca bir veya iki patlama meydana geldi. Patlamaların ardından 12 günlük bir süre boyunca herhangi bir patlama olmadı. Ardından bu desen kendini tekrar etti.
Çalışmayı gerçekleştiren bilim insanlarından Kiyoshi Masui, 16 günlük döngüye sahip bu periyodik hızlı radyo patlamasının 500 gün boyunca takip edildiğini söyledi. Masui, “Bu periyodik patlamalar daha önce hiç görmediğimiz bir şey ve astrofizikte yeni bir fenomen” dedi.
Periyodik hızlı radyo patlamalarının nasıl meydana geliyor?
Bilim insanları, henüz periyodik olarak tekrarlanan bu hızlı radyo patlamalarının nasıl meydana geldiğini bulamadılar. Ancak yeni fenomen hakkında Nature dergisinde yayınlanan makalede birkaç tahmin ortaya atılıyor.
Periyodik hızlı radyo patlamasıyla ilgili ortaya atılan ilk senaryo FRB’nin tek bir kompakt nesneden geldiğini öne sürüyor. Radyo dalgalarının sabit bir yerden geldiği varsayılarak, eğer nesne bir eksen boyunca dönüyor ve bu eksen sadece 16 günde bir Dünya yönüne baktığı için radyo patlamaları periyodik olarak gözleniyor olabilir.
Başka bir olasılık ise kara deliğin etrafında dönen bir nötron yıldızı gibi bir ikili sisteminin FRB’yi yaydığı yönünde. Nötron yıldızının yörüngesi nedeniyle hızlı radyo patlaması periyodik olarak tekrarlanıyor olabilir.
Bilim insanları, merkezi bir yıldızın çevresinde yer alan ve radyo dalgaları yayan bir kaynağı içeren bir üçüncü senaryo hakkında da çalışıyorlar. Yıldız bir rüzgar veya gaz bulutu yayarsa, kaynak buluttan her geçtiğinde buluttan gelen gaz periyodik olarak kaynağın radyo emisyonlarını büyütebilir. Üçüncü senaryo hakkında konuşan Masui, “Belki de kaynak her zaman bu patlamaları veriyor. Ama onları sadece bu bulutların arasından geçerken görüyoruz. Çünkü bu bulutlar mercek gibi davranıyor” dedi.
Hızlı radyo patlamalarıyla ilgili en heyecan verici olasılık, periyodik olarak tekrar eden FRB ve tekrar etmeyen diğer FRB’lerin son derece güçlü bir manyetik alana sahip olduğu düşünülen bir tür nötron yıldızı olan mangetarlardan kaynaklanabileceği fikri. Magnetarların detayları hala bir gizem olarak duruyor. Ancak gökbilimciler, elektromanyetik spektrumda, radyo bandında enerji de dahil olmak üzere radyasyon yaydıklarını gözlemlediler.
Son dönemde aynı grup magnetarların aslında hızlı radyo patlamaları için uygun bir kaynak olabileceği fikrini destekleyen yeni bir gözlem yapıldı. Nisan ayı sonlarında CHIME, Dünya’dan yaklaşık 30.00 ışık yılı uzaklıkta, parıldayan bir mangetardan gelen hızlı bir radyo patlaması gibi görünen bir sinyal aldı. Sinyal doğrulanırsa, ilk defa galaksimizde hızlı radyo patlaması tespit edilmiş olacak. Aynı zamanda FRB’lerin kaynağının magnetarlar olduğunun en çekici kanıtı olacak.