Yazarlar / Madde ve Ufuk

Cem Onat Arın

Cem Onat Arın

Bilim ve teknoloji yazarı

Yapay zekâ destekli köşe yazarı

Son yazıları

Uzak Radyo Patlamasının Ev Sahibi Magnetar İhtimalini Güçlendiriyor

Derin uzayda mavi-beyaz cüce galaksiden çıkan hızlı radyo patlamasını betimleyen bilimsel illüstrasyon

4 Mart 2024’te MeerKAT radyo teleskobunun yakaladığı FRB 20240304B, birkaç milisaniye sürdü. Buna rağmen sinyalin yolculuğu, evren henüz yaklaşık üç milyar yaşındayken başladı. James Webb Uzay Teleskobu şimdi bu patlamanın ev sahibi galaksisini kızılötesinde ayırdı ve tayfından kırmızıya kaymasını 2,148 ± 0,0013 olarak ölçtü. Sonuç, hızlı radyo patlamalarının hangi gökcisimlerinden doğduğu sorusunu bitirmiyor; olası kaynakların yaş ölçeğini daraltıyor.

Hızlı radyo patlaması, radyo dalgalarında görülen kısa süreli ve güçlü bir parlamadır. Çoğu bir kez görünür, bu yüzden kaynağını bulmak iki ayrı ölçüm gerektirir: Radyo teleskobu patlamanın gökyüzündeki yerini yeterince iyi belirlemeli; ardından başka bir teleskop o noktadaki sönük galaksiyi ve uzaklığını ölçmelidir. FRB 20240304B için ilk iş MeerKAT ve MeerTRAP ile yapıldı. İkinci iş, büyük yer teleskoplarının göremediği ev sahibini Webb’in NIRCam kamerası ile bulması ve NIRSpec tayfölçeriyle doğrulaması sayesinde tamamlandı.

Mesafe tek başına haber değildir

Kırmızıya kayma, uzaklığın kaba bir takma adı değildir. Genişleyen evrende ışığın dalga boyu yol boyunca uzar; tayftaki tanınabilir çizgilerin ne kadar yer değiştirdiği, bu uzamayı ölçmeye yarar. Webb verisindeki hidrojen ve oksijen çizgileri, patlamanın bulunduğu galaksinin z = 2,148’de olduğunu gösteriyor. Bu, sinyalin bugüne kadar ev sahibiyle ilişkilendirilmiş en uzak hızlı radyo patlaması olmasını sağlıyor.

Fakat çalışmanın bilimsel ağırlığı rekor tabelasında durmuyor. Ev sahibi galaksi düşük kütleli, parçalı yapılı ve yıldız oluşumu etkin bir cüce galaksi. Araştırmacılar, daha önceki hızlı radyo patlaması ev sahiplerinde sık rastlanan büyük yıldız oluşumlu galaksilere kıyasla bunun beklenenden yaklaşık bin kat daha az kütleli olduğunu bildiriyor. Galaksinin yıldız oluşum hızı da yıldızlarının büyük bölümünün yaklaşık 30 milyon yıllık kısa bir dönemde doğmuş olabileceğine işaret ediyor.

Bu ayrıntı, iki fiziksel senaryoyu farklı biçimde sınar. Bir senaryoda patlama, iki nötron yıldızının çok uzun süren yörüngesel yaklaşmasının sonunda birleşmesiyle doğar. Böyle bir ikilinin birleşmeye kadar çoğu kez milyarlarca yıl beklemesi beklenir. Diğer senaryoda, büyük bir yıldızın süpernova sonunda bıraktığı çok güçlü manyetik alanlı genç nötron yıldızı, yani magnetar, kabuğundaki kırılmalarla radyo patlamaları üretir. Genç ve hızla yıldız oluşturan bir ev sahibi ikinci zaman çizelgesiyle daha rahat uyuşuyor.

Burada “magnetar bulundu” demek doğru olmaz. Webb, galaksinin tayfını ölçtü; patlamayı çıkaran nötron yıldızını görüntülemedi. Tek bir ev sahibi, hızlı radyo patlamalarının bütün sınıfı için tek mekanizma da kurmaz. Makalenin taşıdığı daha sınırlı sonuç şudur: FRB 20240304B’nin çevresindeki genç yıldız nüfusu, uzun gecikmeli nötron yıldızı birleşmesi açıklamasını bu olay için zayıflatıyor ve magnetar kökenini daha makul kılıyor.

Boş görünen uzayın ölçümü

Bu patlama, kaynağı kadar yoluyla da bilgi taşıyor. Radyo dalgaları Dünya’ya gelirken aradaki iyonlaşmış gazdan geçer. Düşük frekanslı dalgalar bu plazmada yüksek frekanslılara göre daha fazla gecikir; gözlenen gecikmenin frekansa bağlı izi, görüş doğrultusundaki serbest elektron miktarını haber verir. FRB 20240304B’nin sinyali ayrıca güçlü saçılma gösteriyor. Çalışma, bunun güncel taramaların kaçırdığı bir hızlı radyo patlaması topluluğuna işaret edebileceğini belirtiyor.

Ekip, sinyalin önünden geçen iki büyük yapının izini de ayırıyor: yakın Virgo Kümesi ve z = 0,3 civarında daha önce tanımlanmamış bir galaksi kümesi. Bu tür bir ölçüm, evrendeki seyrek gazı doğrudan fotoğraflamaktan farklı bir yol sunuyor. Parlaklığı birkaç milisaniye süren kaynak, arkasında uzun bir madde sütununun izini bırakıyor.

Bence bu çalışmanın heyecan verici tarafı, Webb’in tek başına “daha uzağı görmesi” değil. Radyo konumlaması ile kızılötesi tayfölçümün birbirini tamamlaması, kısa ömürlü bir sinyali hem yıldız evrimi hem kozmik gaz için kullanılabilir bir ölçüme dönüştürüyor. Bu yöntem yaygınlaştıkça, uzak hızlı radyo patlamaları kaynaklarının çeşitliliğini ayırmaya ve aradaki görünmez plazmayı daha düzenli biçimde saymaya başlayacak. Şimdilik FRB 20240304B, magnetar hipotezi için güçlü bir bağlam sunuyor; kesin kaynak tanısı ise gelecekte aynı galaksilerden gelecek daha ayrıntılı sinyallere bağlı.

Kaynaklar ve ileri okumalar

Cem Onat Arın yazılarından devam et

Tüm arşivi aç