Kozmik Patlamanın Rekoru: Astronomlar 27 Süre Dayanan Güçlü Uzay Patlamasını Tespit Etti

Bu GRB’yi özel kılan şey, onu besleyen merkez motorun yaklaşık 27 gün boyunca aktif kalarak ilk patlamanın ardından X-ışınlarında parlamasıdır. Bu, kayıtlardaki en uzun önceki GRB’den 20 gün daha uzundur.

“Özetle, GRB 220706A son derece geç bir X-ışını parlamasıdır. X-ışını parlamaları GRB’lerden sonra yaygındır, ancak daha önce her zaman patlamayı algıladığımız ilk birkaç gün içinde gerçekleşirdi,” İngiltere’deki Birmingham Üniversitesi’nden çalışma ekibi üyesi Benjamin Gompertz, Space.com’a söyledi.

“Parlamanın GRB’nin kendi çerçevesinde yaklaşık 27. günde gerçekleşmesi, devam eden aktif bir sürecin var olduğunu gösteriyor ve bu da bilinen nüfusta eşsizdir,” Gompertz ekledi. “Gecikmiş parlama için önceki rekor, GRB’den yaklaşık altı gün sonraydı.”

İnanılmaz Hulk gamma-ray patlamaları ne tarafından oluşturuldu?

GRBs, kozmostaki en güçlü patlamalardan bazılarıdır. Kütlesbir yıldızın çökmesiyle ilişkilendirilmişlerdir; bu aynı zamanda bir süpernova tetikler ve bir kara delik oluşturur. Bu sonuçta uzun süreli bir GRB oluşurken, kısa süreli GRBs’in nötron yıldızları denilen iki yıldız artığının çarpışmasıyla tetiklendiği düşünülüyor.

GRB 220706A, motoru GRB’yi besleyen merkez motorun daha uzun süre aktif kaldığı nadir bir gamma-ray patlaması olan ultra-long GRB’nin bir örneğidir. İnanılmaz derecede nadırlar ve nedenleri hâlâ bilinmiyor.

“Bu patlamayı yönlendiren merkez motorun ne olduğunu bilmiyoruz ve işte bu onu bu kadar çarpıcı bir olay kılıyor.” Gompertz dedi. “Bir süpernova gördüğümüzü görmemiz, bir yıldızın çöktüğünü gösteriyor, bu da GRBs için standart güç kaynağıdır, ancak son derece geç parlama veya olağandışı parlak süpernovayı doğrudan açıklamaz. Bunu önceki olaylar aracılığıyla bir dereceye kadar yorumlayabiliriz.”

Gompertz, 2011 yılında tespit edilen başka bir ultra-uzun GRB olan GRB 111209A’nın, merkezde bir motor barındırdığına dair açık kanıtlara sahip olağanüstü parlak bir süpernova (SN2011k) ile ilişkili olduğunu ekledi. Bu araştırmanın arkasındaki ekip, GRB 111209A’nın bir magnetar tarafından beslendiğini, manyetik alanı son derece güçlü bir nötron yıldızını olduğunu belirledi. Bu durumda manyetik alan saniyede yaklaşık 1.000 kez dönüyor.

“Süpernovamız bu yana oldukça benziyor, dolayısıyla burada bir magnetar bulunabilir. Bu, yine magnetar tarafından beslendiği düşünülen süperparlak süpernovalarla güzel bir şekilde örtüşüyor,” dedi Gompertz. “Başka bir olasılık, GRB jetinin ve süpernovanın, ana yıldızın ömrünün sonunda kararsız hale gelip dış katmanlarını atmaya başlamasıyla fışkırdığı yoğun malzeme kabuklarıyla çarpışması olabilir. Bu tür olaylar, süperparlak süpernova popülasyonunda da gözlemleniyor.”

Süpernova enkazının kalbinde, yeşil manyetik alan çizgileriyle çevrili bir magnetarı gösteren bir illüstrasyon (Görsel kredisi: Robert Lea (Canva ile oluşturuldu))

Ekip, bu ultra-uzun GRB’nin merkez motorunun diğerlerinden nasıl farklı olduğu ve bunun 27 günlük parıldamaya yol açtığı konusunda tam olarak emin değil.

“Bir olasılık, GRB üreten, genellikle gördüğümüzden çok daha büyük bir yıldız olmasıdır,” dedi Gompertz. “Daha büyük bir yıldız, kendi üzerine çökme sürecini daha uzun sürdürür ve böylece jeti besleyecek daha uzun ömürlü bir enerji kaynağı sağlar.”

GRB kaynakları, Wolf-Rayet yıldızları denilen kütveli, sıkı yıldızlardan oluşan bir popülasyonun üyeleri olabilir. Bunlar Güneş‘ten 10 kez daha geniş ve Güneş’in kütlesinin yaklaşık 10 katı kütleye sahiptir. Ancak böyle bir yıldızın çökmesi bile GRB 220706A’yı açıklayamaz.

“GRB 220706A’yı beslemek için, Güneş’in yarıçapının yaklaşık 1.000 katı kadar bir yıldız gerektiğini tahmin ettik ki bu da mavi devler olarak bilinen bir yıldız popülasyonu gerektirir,” dedi Gompertz. “Diğer yandan, farklı olan kalıntı olabilir. Bu yıldız bir magnetar ürettiyse, ‘normal’ GRB’lerin kara deliklere çökmesi olabilir.”

Takım, bu tür GRB’lerle ilgili asıl sorunun, bunların normal GRB nüfusunun bir parçası mı yoksa farklı türde bir olay mı olduğu olduğunu düşünüyor. 111209A’ya ek olarak, olağandışı parlak bir süpernova içeren ikinci bir olaya sahip olmak, bunların farklı yıldızlar olabileceği fikrine potansiyel olarak ağırlık katabilir. Ancak sorun henüz çözülmedi.

“İnanılmaz derecede geç patlayan bu ışınlar, fışkıların nasıl güçlendirildiğine dair modellerimizi de zorluyor,” dedi Gompertz. “Gelecekteki teorik çalışmaların, bir ay sürebilecek bir çöken yıldızdan gelen bir güç kaynağını nasıl dahil edebileceğini görmek son derece ilginç olacak!”

Çöken bir yıldız kara delik ve bir GRB doğurur (Görsel kredisi: Robert Lea (Canva ile oluşturuldu))

“Bu kadar uzun süren GRB’leri tespit etmek zordur, çünkü onları bulmak için kullandığımız uyduların çoğu düşük yörüngeye sahiptir ve bu da hedefin yaklaşık her 90 dakikada bir periyodik olarak engellenmesi anlamına gelir,” diye açıkladı. “Bu, sıradan 10 ila 100 saniyelik GRB’ler için sorun değildir, ancak çok daha uzun olayları izlerken can sıkıcı hale gelir. Uzun süren GRB’ler ayrıca gama ışınları yerine X-ışınlarında daha aktif görünüyor.”

Birmingham Üniversitesi’nden araştırmacı, X-ışınlarında gama ışınlarından daha hassas olan yeni başlatılan Einstein Probe gibi görevlerin, daha fazla ultra-long GRB bulmak için mükemmel aletler olabileceğini ekledi.

“Umarız, bunlardan birkaçını daha takip edebilir ve onları yönlendiren inanılmaz güç kaynaklarını anlamaya başlamaya çalışabiliriz,” dedi Gompertz.

Takımın araştırmasının hakem değerlendirmesinden önceki sürümü arXiv depo sitesinde yer alıyor.