26 Ağustos 2020’de NASA’nın Fermi Gama Işınlı Uzay Teleskobu, mevcut evrenin ömrünün neredeyse yarısı boyunca Dünya’ya doğru hızla ilerleyen bir yüksek enerjili radyasyon darbesi tespit etti. Sadece yaklaşık bir saniye süren, rekor kitaplardan biri olduğu ortaya çıktı – şimdiye kadar görülen büyük bir yıldızın ölümünün neden olduğu en kısa gama ışını patlaması (GRB).
GRB’ler evrendeki en güçlü olaylardır ve milyarlarca ışıkyılı boyunca tespit edilebilirler. Gökbilimciler, olayın iki saniyeden fazla mı yoksa daha kısa mı süreceğine göre uzun veya kısa olarak sınıflandırır. Büyük yıldızların yok oluşuyla ilişkili uzun patlamalar gözlemlediler, kısa patlamalar ise farklı bir senaryoyla ilişkilendirildi.
Gökbilimciler, kısa ama güçlü bir radyasyon patlaması olan GRB 200826A’nın kökenini ortaya çıkarmak için NASA’nın Fermi Gama Işınlı Uzay Teleskobu’ndan, diğer uzay görevlerinden ve yer tabanlı gözlemevlerinden veri topladılar. Bu, çökmekte olan bir yıldız tarafından desteklendiği bilinen en kısa patlama ve neredeyse hiç olmadı. Kredi: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi
Çin’deki Nanjing Üniversitesi’nden ve Las Vegas’taki Nevada Üniversitesi’nden Bin-bin Zhang, “Büyük yıldızlardan gelen bazı GRB’lerin kısa GRB’ler olarak kaydedilebileceğini zaten biliyorduk, ancak bunun mekanik sınırlamalardan kaynaklandığını düşündük” dedi. “Bu patlama özel çünkü kesinlikle kısa ömürlü bir GRB, ancak diğer özellikleri onun çöken bir yıldızdan geldiğini gösteriyor. Artık ölmekte olan yıldızların da kısa patlamalar üretebileceğini biliyoruz.”
Patlama, meydana geldiği tarihten sonra GRB 200826A olarak adlandırıldı ve 26 Temmuz Pazartesi günü Nature Astronomy’de yayınlanan iki makalenin konusu. Zhang liderliğindeki ilki, gama ışını verilerini araştırıyor. Maryland Üniversitesi, College Park ve Greenbelt, Maryland’deki NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde doktora öğrencisi olan Thomas Ahomada tarafından yönetilen ikincisi, GRB auroralarının sönen çoklu dalga boylarının solmasını ve ardından gelen süpernovanın ortaya çıkan ışığını anlatıyor. patlama.
Ahumada, “Bu olayın etkili bir şekilde bir başarısızlık olduğunu, gerçekleşmeye yakın bir olay olduğunu düşünüyoruz.” Dedi. “Ancak, patlama aynı zaman diliminde tüm Samanyolu’ndan 14 milyon kat daha fazla enerji açığa çıkardı ve bu da onu şimdiye kadarki en aktif kısa menzilli GRB’lerden biri haline getirdi.”
Güneş’ten çok daha büyük bir yıldızın yakıtı bittiğinde, çekirdeği aniden çöker ve bir kara delik oluşturur. Madde kara deliğe doğru dönerken, bir kısmı iki güçlü jet şeklinde dışarı doğru neredeyse ışık hızında zıt yönlerde kaçar. Gökbilimciler, yalnızca bu jetlerden biri neredeyse doğrudan Dünya’ya işaret ettiğinde bir GRB tespit eder.
Her jet yıldızın içinden geçerek, dakikalara kadar sürebilen bir gama ışını darbesi – ışığın en yüksek enerji biçimi – üretir. Patlamadan sonra, parçalanan yıldız hızla genişleyerek bir süpernovaya dönüşür.
Öte yandan, kısa GRB’ler, yıldız çöküşü sırasında da oluşan nötron yıldızları gibi kompakt nesne çiftleri milyarlarca yıl boyunca içe doğru çarpıştığında oluşur. Son zamanlarda Fermi gözlemleri, yakın galaksilerde, izole nötron yıldızlarından ve süpermanyetik yıldızlardan gelen dev parlamaların da kısa gama ışını patlamaları gibi göründüğünü göstermeye yardımcı oldu.
GRB 200826A, yalnızca 0,65 saniye süren keskin bir yüksek enerji emisyonu patlamasıydı. Genişleyen evrende birkaç eon boyunca seyahat ettikten sonra, sinyal, gama ışını patlamasını gözlemleyen Fermi cihazı tarafından algılandığında yaklaşık bir saniyeye kadar uzadı. Etkinlik, aynı zamanda, NASA’nın Dünya ile güneş arasında yaklaşık 930.000 mil (1.5 milyon kilometre) uzaklıkta bir noktada dönen Rüzgar misyonu ve 2001’den beri kızıl gezegenin yörüngesinde dönen Mars Odyssey’deki araçlarda da yer aldı. ESA (European Space Continuity) ) Ajansın INTEGRAL uydusu da patladı.
Tüm bu görevler, Fermi Projesi’nin tüm ABD finansmanını sağladığı Uluslararası Gezegen Ağı (IPN) adlı bir GRB konumlandırma sistemine katılır. Sıçrama her dedektöre biraz farklı zamanlarda ulaştığından, herhangi bir çifti gökyüzünde meydana geldiği yeri daraltmaya yardımcı olmak için kullanılabilir. GRB’den yaklaşık 17 saat sonra, IPN, Andromeda takımyıldızındaki nispeten küçük bir gökyüzü parçasına kadar konumunu daralttı.
Palomar Gözlemevi’ndeki Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edilen Zwicky Transit Facility’yi (ZTF) kullanan ekip, görünür ışıkta solmaya başlayan GRB auroralarıyla bağlantılı olabilecek değişiklikler için gökyüzünü taradı.
Caltech’te yüksek lisans öğrencisi ve Twilight gazetesinin yazarlarından Shreya Anand, “Bu araştırmayı yapmak samanlıkta iğne bulmaya çalışmak gibidir, ancak IPN samanlığı küçültmeye yardımcı olur” dedi. “İlk gecedeki 28.000’den fazla ZTF uyarısından yalnızca biri tüm arama kriterlerimizi karşıladı ve ayrıca IPN tanımlı gökyüzü bölgesinde göründü.”
Patlamadan sonraki bir gün içinde, NASA’nın Neil Gehrells Swift Gözlemevi aynı yerden zayıflayan bir X-ışını emisyonu tespit etti. İki gün sonra, New Mexico’daki Ulusal Astronomi Radyo Gözlemevi’nin Karl Jansky Çok Büyük Dizisi tarafından değişken bir radyo emisyonu tespit edildi. Ekip daha sonra aurora’yı çeşitli yer tesisleriyle gözlemlemeye başladı.
Ekip, İspanya’nın Kanarya Adaları’ndaki La Palma’daki Roque de los Muchachos Gözlemevi’nde bulunan 10.4 metrelik bir teleskop olan Gran Telescopio Canarias’ı kullanarak patlamayla ilişkili sönük gökadayı gözlemleyerek, ışığının bize ulaşmasının 6,6 milyar yıl sürdüğünü gösterdi. Bu, evrenin şu anki yaşı olan 13,8 milyar yıllık %48’i temsil ediyor.
Ancak bu kısa patlamanın bir yıldızın çöküşünden geldiğini kanıtlamak için araştırmacıların ortaya çıkan süpernovayı da yakalaması gerekiyordu.
Goddard’da astrofizikçi ve Ahumada araştırması danışmanı olan Leo Singer, “Patlamaya bir yıldızın çöküşü neden olduysa, sonraki aurora söndüğünde, birincil süpernova patlaması nedeniyle tekrar aydınlanmalıdır” dedi. “Fakat bu mesafelerde, süpernovadan gelen ışık noktasını ev sahibi galaksinin arka plan parıltısından yakalamak için çok büyük, çok hassas bir teleskopa ihtiyacınız var.”
Araştırmayı yürütmek için Singer’a Hawaii’deki 8.1 metrelik İkizler Kuzey Teleskobu’nda ve Gemini Çok Nesneli Spektrometre adı verilen hassas bir alet kullanarak zaman verildi. Gökbilimciler, patlamadan 28 gün sonra başlayarak ev sahibi galaksiyi kırmızı ve kızılötesi ışıkta görüntüledi ve olaydan 45 ve 80 gün sonra aramayı tekrarladı. Daha sonraki gözlemlerde görülemeyen ilk gözlem setinde yakın kızılötesi bir kaynak – bir süpernova – tespit ettiler.
Araştırmacılar, bu patlamanın, uzun süreli jetlerin yıldızdan püskürdüğü ve ondan uzun mesafeler kat ettiği daha yaygın bir durumdan ziyade, kapanmadan önce yıldızdan zar zor çıkan jetler tarafından yönlendirildiğine inanıyor. Kara delik daha zayıf jetler yaydıysa veya çökmeye başladığında yıldız çok daha büyükse, hiç bir GRB olmayabilir.
Bu keşif, uzun süredir devam eden bir gizemi çözmeye yardımcı olur. Uzun GRB’lerin süpernovalarla ilişkilendirilmesi gerekirken, gökbilimciler uzun olanlardan çok daha fazla sayıda süpernova keşfederler. Bu tutarsızlık, gökbilimcilerin onları tespit edebilmesi için GRB’lerin görüş alanımıza yaklaşması gerektiği gerçeğini açıkladıktan sonra bile devam ediyor.
Araştırmacılar, kısa GRB’ler üreten çöken yıldızların, başarı veya başarısızlığın eşiğinde ışık hızında salınan saçak durumlar olması gerektiği sonucuna varıyor; bu, çoğu büyük yıldızın jetler ve GRB’ler üretmeden öldüğü fikriyle tutarlı bir sonuç. Daha geniş olarak, bu sonuç, patlama süresinin tek başına kaynağını benzersiz bir şekilde göstermediğini açıkça göstermektedir.
Referanslar:
B.-B tarafından “Büyük bir yıldızın çekirdeğinin çökmesinin bir sonucu olarak garip bir kısa ömürlü gama ışını patlaması”. Chang, Z.-K. Liu, Z.-K. Bing, Y. Lee, H.-C. Lu, J.; Yang, Y.-S. Yang, Y.-H. Yang, Y.-Z. Meng, c. Zou, H.-Y. Evet, X.-G. Wang, J.-R. Mao, X.-H. Çoban, c. Bay, A.G.; Castro; Tirado, Y.-D. O, Z.-G. Gün, E.; Liang ve B. Zhang, 26 Tem 2021, Buradan ulaşabilirsiniz. doğal astronomi.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01395-z
“Çöküşten Gelen En Kısa Gama Işını Patlamasının Keşfi ve Onaylanması” Thomas Ahomada, Leo B. Şarkıcı, Shreya Anand, Michael W. Coughlin, Mansi M. , Sert Kumar, Peter TH Pang, Eric Burns, Virginia Cunningham, Simone Dichiara, Tim Dietrich, Dimitri S. Svenkin, Moza Mwala, Alberto J. Astro-Tirado, Keshalai D., Rachel Dunwoody, Pradeep Jatkin, Erica Hammerstein, Shabnam Iani, Joseph Mangan, Dan Burley, Sonalika Burkayasta, Eric Belm, Varun Bhalerau, Bryce Bolin, Mattia Paula, Christopher Canella , Poonam Chandra, Dmitri A. Dove, Dmitri Fredericks, Avishai Gal Yam, Matthew Graham, Anna Y Qiu Ho, Kevin Hurley, Viraj Karampilkar, Eric C. Cole, SR Kulkarni, Ashish Mahabal, Frank Massey, Sheila McBrain, Shashi B Pandey, Simeon Riosch, Anna Rednaya, Philip Rosnett, Benjamin Rusholme, Anna Sagues Carracedo, Roger Smith, Maya Somaniak, Robert Stein, Eleonora Troga, Anastasia Tsvetkova, Richard Walters A Azmeh Valev, 26 Temmuz 2021, doğal astronomi.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01428-7
Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu, NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi tarafından işletilen astrofizik ve parçacık fiziği alanında bir ortaklıktır. Fermi, Fransa, Almanya, İtalya, Japonya, İsveç ve Amerika Birleşik Devletleri’ndeki akademik kurumların ve ortakların önemli katkılarıyla ABD Enerji Bakanlığı ile işbirliği içinde geliştirildi.
“Bedava müzik aşığı. Sert yemek fanatiği. Troublemaker. Organizatör. Bacon fanatiği. Zombi aşığı. Seyahat bilimcisi.”