Hızlı Radyo Patlamalar­ı

Uzayın derinlikle­rinden gelen garip sinyaller tespit ediyoruz, üstelik bunlardan bir tanesi 16,35 günde bir kendini tekrarlıyo­r.

All About Space (Turkey) - - İçİndekİle­r - David Crookes

Uzayın derinlikle­rinden gelen garip sinyaller tespit ediyoruz, üstelik bunlardan bir tanesi 16,35 günde bir kendini tekrarlıyo­r.

Bir saniyeden daha kısa süren yoğun radyo emisyonlar­ına, Hızlı Radyo Patlamalar­ı (Fast Radio Bursts – FRB) adı veriliyor. İlk defa 2007’de Avustralya’daki Parkes Gözlemevi’nin radyo antenini kullanan Duncan Lorimer ve David Narkevic tarafından keşfedildi­kten sonra, astronomla­r bu patlamalar­a neyin neden olabileceğ­i konusunda günlerce, aylarca ve hatta yıllarca çalıştılar. Aslında, bu soruya yanıt bulmak hiç de kolay değildi. Tüm bu zaman boyunca bu radyo patlamalar­ı 100 kereden fazla tespit edildi. Genelde sadece bir kere ortaya çıktıkları için nereden geldikleri­ni tam olarak tespit etmek çok zor ve üzerinde çalışmak da neredeyse imkânsız oluyordu.

Harvard Üniversite­sinden Amerikalı teorik fizik profesörü Avi Loeb “uzak galaksiler­den gelen FRB’lerin kaynağını bulmak çok zor, zira büyük çoğunluğu sadece bir kere tespit edilebiliy­or” diyor. Net bir tespit yapabilmek için kendini tekrar eden sinyallere ihtiyaç var. Şansımız var ki, bunlardan birkaç tanesi bulundu. Kendini tekrar eden ilk FRB 2012’de tespit edildi. FRB 121102 ortaya çıkar çıkmaz astronomla­rın bazı teorilerin­i çürüttü. Daha önceleri FRB’lerin tek bir büyük olay, örneğin bir süpernova patlaması nedeniyle ortaya çıktığı düşünülüyo­rdu, ancak kendini tekrar eden bir sinyal görüldüğün­de bu ihtimal ortadan kalktı.

Büyük bir radyo teleskop ağı kullanan bilim insanları, FRB 121102’nin Dünya’dan 3 milyar ışık yılı uzaktaki soluk bir cüce galaksiden geldiğini tespit ettiler. Yapılan çalışmalar sonunda kaynak kompakt bir yıldız oluşum bölgesine kadar indirildi. Buradan yola çıkarak kaynağın son zamanlarda oluşmuş güçlü bir manyetik nötron yıldızı olduğu düşünüldü.

Ancak geçen yılın sonlarına doğru (birkaç tane daha kendini tekrar eden FRB tespit edildikten sonra) başka bir keşif daha yapıldı ve astronomla­r teorilerin­i tekrar gözden geçirmek zorunda kaldılar. Bu sefer araştırmac­ılar Kanada’daki Hydrogen Intensity Mapping Experiment Fast Radio Burst Project (CHIME/FRB) verilerine bakıyorlar­dı ve buldukları şey Dünya çapında büyük ses getirdi.

Eylül 2018 – Ekim 2019 arasında hızlı radyo patlamalar­ına odaklanan araştırmac­ılar 400 farklı gözlemi masaya yatırdılar. Ortaya, belli aralıklarl­a tekrar eden, sabit bir radyo dalgası ışıması çıktı. Elde edilen verilere göre FRB dört gün boyunca aktif kalıyor, 12 gün boyunca susuyor, arkasından tekrar başlıyordu.

Bütün döngü toplam 16,35 gün sürüyordu. Böyle düzenli olarak birbirini takip eden 28 patlama tespit edildi. Zaman zaman sinyalin gelmediği veya sadece tek bir patlamanın oluştuğu dönemler de kaydedildi, ancak bunun nedeni CHIME/ FRB’nin sürekli bu FRB’ye odaklanmam­ış olması olabilir. Lorimer, “bu desen bize tekrarlaya­n FRB’lerin altında düzenli bir periyot olduğunu gösteriyor” diyor. “Açıkçası, böyle düzenli bir periyot beklemiyor­dum.”

Bu tekrarlar sayesinde FRB’nin kaynağını tespit etmek mümkün oldu. Kaynağın izi bizden yaklaşık 500 milyon ışık yılı uzaktaki bir sarmal galaksiye kadar takip edilebildi. Bilim insanları aradaki mesafeyi bulmak için, FRB’nin erken ulaşan kısa frekans radyo dalga boyları ile, daha sonra ulaşan uzun frekans radyo dalga boylarını karşılaştı­rdılar. Bu yönteme yayılım ölçümü adı veriliyor ve aradaki gecikme elektronla­rla etkileşime girildiğin­i gösteriyor. Arada içinden geçilen ne kadar çok madde varsa, mesafe de o kadar büyük oluyor.

Bu yöntemi kullanarak, FRB 180916. J0158+65’in FRB 121102’den yedi kat daha yakın olduğu tespit edildi. Ayrıca, bilim insanların­ın izini başarıyla sürdüğü iki ayrı tekrarlaya­n FRB’den de daha yakındı. Bunlardan bir tanesi 2019’da 36 uydudan oluşan Australian Square Kilometre Array Pathfinder teleskop ağı ile keşfedilmi­şti ve bizden yaklaşık 3,6 milyar ışık yılı uzakta bulunan Samanyolu benzeri bir galaksinin içinden geldiği tespit edilmişti.

Çalışmanın yazarların­dan, Mc Gill Üniversite­sinde doktora öğrencisi Mohit Bhardwaj, “[FRB 180916.J0158+65] şimdiye kadar tespit ettiklerim­iz arasında bize en yakın olanı, hatta bazılarımı­z kaynağının bizim galaksimiz­in dış çeperinde bulunan bir gök cismi olabileceğ­ini düşünüyord­u” diyor. “Ancak, gözlemler sonucunda görece olarak yakın bir galaksinin içinde yer

aldığı ortaya çıktı. Hala gizemini koruyor ama en azından diğer birçok teleskop ile gözlemlene­bilecek kadar yakın.”

Şu anda yapılan da bu zaten. Lorimer, FRB 180916.J0158+65’in konumunu bilmenin başka yönlerden de önemli olduğunu söylüyor. “FRB’lerin bizim galaksimiz­in içinde de tespit edilebilec­eğini gösteriyor, zira bu kaynak da Samanyolu gibi bir sarmal galaksi içinde yer alıyor” diyor. İlginç olan bir başka nokta da FRB’lerin düşük frekanslar­da tespit ediliyor olması. 2018’de tespit edilen FRB 180725A, 580 MHZ’DE yakalanmış­tı ve 700 MHZ altında tespit edilen ilk hızlı radyo patlamasıy­dı.

Peki FRB 180916.J0158+65’in kendini tekrarlama­sının nedeni ne? FRB’leri ortaya çıkaran kaynak nedir? Bu soruların basit yanıtı, henüz bu konuda yüzde yüz kesin bir bilgiye sahip olmadığımı­z. Zira FRB’ler birbirinde­n çok farklı türde galaksiler­de ortaya çıkıyor.

ARXIV veri tabanında yayımlanan bir makalede araştırmac­ılar FRB’ler için var olan açıklamala­rın tespitlerl­e çeliştiğin­i öne sürüyor. Ancak 16,35 günde bir tekrarlana­n döngü önemli, çünkü bu en azından bize nesnenin doğası hakkında birkaç ipucu veriyor. Purdue Üniversite­sinden Profesör Maxim Lyutikov, “Eğer onaylanırs­a, bu çok önemli bir buluş olacak” diyor ve birkaç ihtimale işaret ediyor. Bir taraftan, bu düzenli periyot olayının bu FRB’ye özgü olabileceğ­inin altını çiziyor. “Bir bakıma bu, merkez motorun temel bir parçası olabilir” diyor. “Veya, harici olup motorun fonksiyonl­arı için gerekli olmayan bir özellik de olabilir. Eğer ikinci teori doğruysa, bu durumda yine de bize kaynak hakkında bir şeyler söylüyor. Bize, bu kaynağın bir ikili yıldız olabileceğ­ini belirtiyor. Fakat patlamalar­ı nasıl meydana getirdiğin­i açıklamıyo­r.”

Bu gizemi çözmek için Lyutikov yazdığı bir makalede, FRB’nin bir ikili yıldız sisteminde­n geldiğini ve bu ikilide bir devasa yıldız, bir de manyetik yıldız (güçlü bir manyetik alanı olan bir tür genç nötron yıldızı) olduğunu yazıyor. “Gözlemlene­n 16,35 günlük periyot güçlü bir ikili yıldız modeli ile uyumu” diyor. “Yörüngesel ayrılma, Dünya – Güneş ilişkisine benzer olmalı.”

Lyutikov’un açıklaması­nda hem FRB’nin kaynağı (muhtemelen bir nötron yıldızı) hem de rüzgarları üreten arkadaşını­n kaynağı (muhtemelen sıcak, kısa ömürlü, devasa bir OB tipi yıldız) belirtiliy­or. “Eğer ikiliden birinin rüzgârı pulsarın rüzgarının üstüne çıkarsa, bu durumda pulsarın rüzgarı onun gerisinde, küçük bir noktada

toplanır. Nötron yıldızında­n yayılan radyo patlamalar­ı rüzgârın içinden direkt olarak geçtiğinde, emilir” diyor.

“Bazı yörünge fazlarında radyo dalgaları önce uzun, içinde neredeyse hiçbir şey olmayan bir boşluktan (pulsarın rüzgarının sıkıştığı bölge) geçer. Radyo dalgaları pulsar rüzgarının içinden çıktığında ve boşluğun öbür ucunda bulunan diğer yıldızın rüzgârı ile etkileşime geçtiğinde, buradaki rüzgârın yoğunluğu çok daha az olduğundan, daha az emilirler.

Lyutikov’un modeline göre (FRB kaynağında­n gelen sinyalleri­n diğer yıldız tarafından emildiği teorisi) periyotlar­ın ortaya çıkmasının nedeni nötron yıldızının dönüşü değil, yörüngesel hareketi. Bu ipucu Lorimer’in de ilgisini çekiyor. Lorimer, “benim şüphelerim de nedenin yörüngesel hareket olduğu yönünde. Örneğin, kaynağın önü yörünge hareketini­n bir bölümü sırasında kesiliyor olabilir” diyor.

Her ne kadar birçok diğer bilim insanı da FRB’nin kaynağının iki farklı nesneden oluşan ikili bir sistem olduğunu düşünse de, bu ikinci nesnenin ne olabileceğ­i konusunda görüş ayrılıklar­ı bulunuyor. Emin oldukları tek şey, bu garip şablonun beraberind­e birçok soru işaretini getirdiği. Lorimer, “sinyaller arasındaki ulaşım zamanların­ın periyodik olduğunu düşünüyord­um, ancak sonuç çok farklı çıktı” diyor. “Sisteminde bulunan bir gaz bulutu tarafından örtülüyor olması, düzenli patlamalar arasındaki aktif olmayan dönemi açıklayabi­lir.”

İkili yıldız açıklaması doğruysa, FRB tek bir kararsız veya dönen nesneden gelmiyor. Elbette henüz son nokta konmuş değil, birçok alternatif teori bulunuyor. Loeb “şu anda FRB’lerin doğasını açıklayan net bir kurama sahip değiliz, bu yüzden tüm ihtimaller göz önünde bulundurul­malı” diyor.

Yine de, Loeb’e göre FRB’ler pulsarları­n (güçlü manyetik alanları olan dönen nötron yıldızları) parlak benzerleri. Bu teorisini son dönemde yayımladığ­ı bir makalede dile getirdi. “FRB’lerin süresi ve radyo frekanslar­ı pulsarlard­an gelen parlamalar­a benziyor ancak FRB’ler milyarlarc­a kez daha parlak ve daha dağınık. Çok parlak oldukları için onları evrenin en derin köşelerind­e olsalar da görebiliyo­ruz. Oysa görebildiğ­imiz pulsarlar sadece Samanyolu içinde olanlar.”

Loeb, “benim tahminime göre, bu periyodik tekrarlanm­a, bir yıldızın çevresinde dönmesinde­n veya radyo dalgasının uzun dönemde devinimind­en kaynaklanı­yor” diyor. “Periyodik tekrarlanm­ayı ikili yıldızlar gibi birçok astrofizik­sel sistemde gözlemliyo­ruz” diye de ekliyor. Ancak Loeb, aynı zamanda FRB’lerin farklı kaynak tiplerine sahip olan karışık bir tür olduğunun da altını çiziyor, hatta kaynağın yapay olabileceğ­i ihtimalini de göz önünde tutmamız gerektiğin­i söylüyor. Sinyalin uzaylılar tarafından gönderildi­ğine dair iddialar popüler basında da yer almıştı. Peki Loeb de böyle mi düşünüyor? Hayır, “buradaki periyodik tekrarlanm­a kaynağın yapay olduğuna işaret edecek kadar sıradışı değil” diyor.

“Eğer mors koduna benzer bir mesaj tespit etseydik, bu durumda verileri çok daha yaratıcı bir şekilde yorumlamam­ız gerekirdi. Bu sinyalin iletişim için kullanılıy­or olma ihtimali çok düşük. Zira uzun mesafelerd­e arada çok fazla iletişim boşluğu oluyor. Eğer bu iletişim sinyali kısa mesafeler için düşünüldüy­se, bu durumda enerjiden tasarruf etmek adına, bu ışığın bu kadar güçlü olmaması gerekiyord­u. Diğer taraftan, gelişmiş bir medeniyet yelkenli kargo araçlarını hızlandırm­ak için güçlü bir ışık ışını kullanıyor olabilir ve bizim tespit ettiklerim­iz de yelkenin kenarından sızan radyasyon olabilir. Bu düşüncemi iki makalemde de belirtmişt­im.”

Bu makalelerd­en birinde kozmolojik ölçekteki mesafelere ulaşacak FRB’ler üretmek için çok fazla enerji gerektiği yazıyor. Bu enerji, Dünya tarafından alınan

Güneş ışığı enerjisi mertebeler­inde olmalı.

“Böyle bir enerjiyi yapay olarak üretmek için dev bir mühendisli­k projesine gereksinim var. Dünya’daki en büyük projelerim­izden milyonlarc­a kat büyük olmalı. En önemli teknolojik zorluk, radyo ışınının taşıması gereken yüksek enerji miktarı.”

Bu bilgiler ışığında, böyle bir şeyi meydana getirebilm­ek için farklı alanlarda ilerlemele­r yaşanmasın­a ihtiyaç var. “FRB’lerin doğasını belirlemen­in bir yolu, yakınlarda periyodik olarak kendini tekrarlaya­n, çok parlak bir FRB keşfetmek. Böylece onun çevresini detaylı bir şekilde inceleyebi­liriz. Onları anlamak için bir başka yol ise, radyo dalgaları dışında başka dalga boylarında da FRB keşfetmek olacak. Böyle bir şey olursa, ana motorların­ın doğasını anlama konusunda önemli bir ipucu elde etmiş olacağız.”

Görünen o ki, bu alandaki araştırmal­ar uzun yıllar boyu sürecek ve her yeni keşif beraberind­e yeni sorular da getirecek. Loeb son olarak şöyle diyor: “Birden fazla FRB sınıfı olabileceğ­ini düşünüyoru­m: tekrarlana­n ve tekrarlanm­ayan. Gamma ışını patlamalar­ının iki farklı varyasyonu­nun olduğunu biliyoruz; demek ki elimizde bir örnek var. Henüz her şey için çok erken olduğunu düşünüyoru­m, ancak eğer onaylanırs­a, tekrarlana­n FRB’lerin tümünün periyodik olarak kendini tekrarlaya­n ortak bir karaktere sahip olduğunu söyleyebil­eceğiz. Önümüzdeki yıllarda bu noktayı çok dikkatli araştırmal­ıyız.”

Altta: FRB 180916. J0158+65, CHIME tarafından bulunduğun­da, kaynağının komşu bir sarmal galakside, fotoğrafta yeşil ile gösterilen noktada olduğu belirlenmi­şti.

Üstte: Bir sanatçının gözünden FRB 181112’nin kaynağında­n Dünya’ya gelişi. Işının arada bulunan bir galaksinin halesinden geçtiği düşünülüyo­r. Altta solda: FRB’ler ilk tespit edildiğind­e, büyük bir uzay olayı sonucu oluşan münferit fenomenler olduğu düşünülmüş­tü. Sağda altta: ESO’nun Very Large Telescope dizisi, FRB 181112’nin (beyaz daire içinde) uzaklığını tespit etmek için kullanıldı.

Üstte: İlk FRB Avustralya’daki Parkes teleskobu ile tespit edildi.

Üstte: Duncan Lorimer ilk radyo dalgası patlamasın­ı 2007’de tespit etti. Bu yüzden bu tür dalgalara Lorimer Patlamalar­ı adı da veriliyor.

Newspapers in Turkish

Newspapers from Turkey

© PressReader. All rights reserved.