ABD Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (NRAO) tarafından ortaklaşa yürütülen uluslararası bir gözlemevi olan ALMA’yı kullanan bilim insanları, bir nötron yıldızının başka bir yıldızla birleşmesini gözlediler.

Ekip ayrıca, bu ışık parlamasının şimdiye kadar gözlemlenen en enerjik kısa süreli gama ışını patlamalarından ve en parlak art kıvılcımlardan biri olduğunu doğruladı.

Gama ışını patlamaları (GRB’ler), evrendeki en parlak ve en enerjik patlamalardır ve saniyeler içinde güneşimizin tüm ömrü boyunca yayacağından daha fazla enerji yayabilirler. GRB 211106A, kısa süreli gama ışın patlamaları olarak bilinen bir GRB alt sınıfına aittir..

Bilim insanlarının platin ve altın gibi evrendeki en ağır elementlerin yaratılmasından sorumlu olduğuna inandıkları bu patlamalar, bir nötron yıldızı içeren ikili yıldız sistemlerinin feci şekilde birleşmesinden kaynaklanır.

Utah Üniversitesi’nden Astrofizikçi Tanmoy Laskar, “Bu birleşmeler, ikili yıldızların yörüngesinden enerjiyi uzaklaştıran ve yıldızların birbirine doğru sarmal bir yapı oluşturmasına neden olan kütle çekimsel dalga radyasyonu nedeniyle meydana geliyor.”

“Sonuçta ortaya çıkan patlamaya, ışık hızına yakın hareket eden jetler eşlik ediyor. Bu jetlerden biri Dünya’ya doğrultulduğunda, kısa süren bir gama ışını radyasyonu darbesi veya kısa süreli bir GRB gözlemliyoruz” dedi.

Milimetre dalga boyundaki ışıkta kısa süreli gama ışını patlamasının ilk hızlandırılmış filminde, GRB 21106A’nın ALMA ile yakalandığını görüyoruz. Burada görülen milimetrelik ışık, Hubble Uzay Teleskobu kullanılarak çekilen görüntülerde uzak bir ev sahibi gökadanın yeri de saptanıyor. Milimetre ışığın parlaklığının evrimi, patlamada üretilen jetlerin enerjisi ve geometrisi hakkında bilgi sağlıyor. 

Kısa süreli bir GRB genellikle saniyenin yalnızca birkaç onda biri kadar sürer. Bilim insanları daha sonra, jetlerin çevreleyen gazla etkileşiminin neden olduğu bir ışık emisyonu olan bir art ışıma da ararlar.

Yine de onları tespit etmek zordur; radyo dalga boylarında sadece yarım düzine kadar kısa süreli GRB tespit edilmiş ve şimdiye kadar milimetre dalga boylarında ise hiçbiri tespit edilmemiştir. Laskar, zorluğun GRB’lere olan muazzam mesafe ve teleskopların teknolojik yeteneklerine bağlı olduğunu öne sürüyor.

Laskar’a göre “Kısa süreli GRB art ışımaları çok parlak ve enerjiktir. Ancak bu patlamalar uzak galaksilerde gerçekleşir, bu da onlardan gelen ışığın Dünya’daki teleskoplarımız için oldukça zayıf olabileceği anlamına gelir. ALMA’dan önce milimetre teleskopları bu art ışımaları algılayacak kadar hassas değildi.”

Dünya’dan yaklaşık 20 milyar ışık yılı uzaklıkta bulunan GRB 211106A bir istisna değildir. Bu kısa süreli gama ışını patlamasından gelen ışık o kadar zayıftır ki, NASA’nın Neil Gehrels Swift Gözlemevi ile yapılan erken X-ışını gözlemleri patlamayı görürken, ev sahibi galaksi bu dalga boyunda tespit edilemedi.

Bir patlamanın hangi galaksiden geldiğini bulmak ve patlamanın kendisi hakkında daha fazla şey öğrenmek için parlama sonrası ışık şarttır. Başlangıçta, yalnızca X-ışını karşılığı keşfedildiğinde, gökbilimciler bu patlamanın yakındaki bir galaksiden gelebileceğini düşündüler.

Laskar, bölgedeki önemli miktarda tozun aynı zamanda Hubble Uzay Teleskobu ile yapılan optik gözlemlerde nesnenin tespit edilmesini engellediğini de sözlerine ekledi.

Her dalga boyu, bilim insanlarının GRB’yi anlamalarına yeni bir boyut eklemiştir ve özellikle milimetre, patlama hakkındaki gerçeği ortaya çıkarmak ayrıca kritiktir.

Laskar’a göre, “Hubble gözlemleri değişmeyen bir galaksi alanını ortaya çıkardı. ALMA’nın benzersiz duyarlılığı, GRB’nin bu alandaki yerini daha kesin bir şekilde belirlememize izin verdi ve olayın daha uzaktaki başka bir sönük galakside olduğu ortaya çıktı.

Bu kısa süreli gama ışını patlamasının ilk düşündüğümüzden bile daha güçlü olduğu anlamına geliyor ve bu da onu kayıtlardaki en parlak ve enerjik patlamalardan biri yapıyor.”

Northwestern Üniversitesi’nden Dr. Wen-fai Fong, “Bu kısa gama ışın patlaması olayını, ALMA ile ilk kez gözlemlemeye çalıştık. Olayı çok parlak bir şekilde yakalamak muhteşemdi.

Yıllarca bu patlamaları gözlemledikten sonra, bu şaşırtıcı keşif yeni bir çalışma alanı açıyor, çünkü ALMA ve diğer teleskop dizileri ile bizi daha fazlasını gözlemlemeye motive ediyor” dedi.

NRAO/ALMA Ulusal Bilim Vakfı Program Sorumlusu Joe Pesce, “Bu gözlemler birçok düzeyde harika. Gizemli gama ışını patlamalarını (ve genel olarak nötron yıldızı astrofiziğini) anlamamıza yardımcı olacak daha fazla bilgi sağlıyorlar.

Uzay ve yer tabanlı teleskoplarla yapılan çoklu dalga boylu gözlemlerin astrofiziksel fenomenleri anlamada ne kadar önemli ve tamamlayıcı olduğunu kanıtlıyorlar” dedi.

Harvard Üniversitesi’nden Prof. Dr. Edo Berger, “Hem yeni GRB’ler hem de GRB 211106A ile bu patlamalar hakkında ek sürprizler ortaya çıkarabilecek çoklu dalga boylarında yapılacak çok iş var.

Kısa süreli GRB’lerin incelenmesi, dünyadaki ve uzaydaki tüm dalga boylarında çalışan teleskopların hızlı koordinasyonunu gerektiriyor” dedi.

Prof. Berger’e göre, “GRB 211106A durumunda, mevcut en güçlü teleskoplardan bazılarını kullandık. ALMA, Ulusal Bilim Vakfı’nın Karl G. Jansky Çok Büyük Dizisi (VLA), NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi ve Hubble Uzay Teleskobu (HST) gibi.

Şimdi operasyonel James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ve gelecek nesil VLA (20-40 m’lik optik ve radyo teleskoplar) gibi, bu felaket olaylarının tam bir resmini üretebilecek ve onları benzeri görülmemiş mesafelerde inceleyebileceğiz.”

Laskar ise, “JWST ile artık ev sahibi galaksinin bir spektrumunu alıp mesafeyi kolayca bilebiliriz ve gelecekte, JWST’yi kızıl ötesi ışımaları yakalamak ve kimyasal bileşimlerini incelemek için de kullanabiliriz.

VLA ile, ardışık parıltıların geometrik yapısını ve ev sahibi çevrelerinde bulunan yıldız oluşturan yakıtı benzeri görülmemiş ayrıntılarla inceleyebiliriz. Alanımızda yaklaşan bu keşifler için heyecanlıyım” dedi.