eso1418tr — Bilim Bülteni

Toza Gömülmüş Devasa Patlamalar

ALMA karanlık gama-ışın patlamaları etrafındaki bölgeyi araştırdı

11 Haziran 2014

Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi (ALMA) yapılan gözlemlerle ilk kez Evrendeki en büyük patlamalar olan gama ışın patlamalarına (GRB’ler) ev sahipliği yapan gökadalardaki gaz ve toz molekülleri doğrudan görüntülenmiş oldu. Şaşırtıcı bir şekilde, beklenenden daha az miktarda gaz gözlendi, buna karşılık ise daha fazla toz, bu da bazı GRB’lerin “karanlık GRB’ler” olarak gözlenmesine yol açıyor. 12 Haziran 2014 tarihli Nature dergisinde yayınlanacak olan çalışma ALMA’nın GRB’ler üzerine yapılmış olan ilk bilimsel araştırma sonuçlarını içeriyor. ALMA’nın potansiyeli sayesinde bu nesnelerin daha iyi anlaşılacağı tahmin ediliyor.

Gama-ışın patlamaları (GRB) uzak gökadalarda gözlenen olağanüstü yüksek enerjili patlamalardır — bunlar Evren’deki en parlak patlama türleridir. Birkaç saniyeden daha uzun olan patlamalar uzun-süreli gama-ışın patlamaları (LGRB) olarak bilinmekte [1] ve süpernova patlamaları ile ilişkilendirilmektedirler — bunlar ise büyük kütleli yıldızların yaşamlarının sonunda gerçekleşen güçlü patlama olaylarıdır.

Sadece birkaç saniye içerisinde tipik bir patlama ile yayılan enerji Güneş’in on milyar yıllık tüm ömrü boyunca ürettiği enerji kadar fazladır. Patlama sonrasında çoğunlukla ardıl ışıma denilen daha az enerjili olay gerçekleşir, bunu ortaya çıkaran mekanizmanın ise dışarıya atılan maddelerle çevredeki gazın çarpışmaları olduğu düşünülmektedir.

Bununla birlikte, bazı gama-ışın patlamalarının gizemli bir şekilde hiçbir ardıl ışıma göstermediği görülmüştür — bunlara karanlık patlamalar olarak bakılmaktadır. Muhtemel bir açıklama ise ardıl ışımanın toz bulutlarınca soğurulmuş olmasıdır.

Son yıllarda, bilim insanları GRB’lerin nasıl oluştuklarını anlamak için meydana geldikleri gökadaları araştırıyorlar. Gökbilimciler bu gökadalardaki aktif yıldız oluşum bölgelerinde GRB’leri oluşturan ve yıldız oluşumuna yakıt sağlayan çok miktarda moleküler gazla çevrili, büyük kütleli yıldızların bulunmasını bekliyor. Bununla birlikte, henüz bu teoriyi destekleyen bir gözlemsel sonuç elde edilemedi, uzun süredir devam eden gizem çözülebilmiş değil.

İlk kez, ALMA’yı kullanan Japon gökbilimciler sırasıyla 4.3 milyar ve 6.9 milyar ışık yılı uzaklıktaki GRB 020819B ve GRB 051022 LGRB’lerinin ev sahibi gökadalarındaki moleküler gazlara ait radyo ışımalarını tespit etmeye çalıştılar. Şimdiye kadar GRB’lere ev sahipliği yapan gökadalarda bu tür bir radyo ışıması bulunamamış olsa da, ALMA’nın benzersiz yüksek duyarlılığı ile bu mümkün hale gelmiş oldu [2].

Tokyo Üniversitesi profesörü ve araştırma ekibinin üyesi olan Kotaro Kohno şöyle diyor, “GRB’lere ev sahipiliği yapan gökadalar içerisindeki moleküler gazların izini on yıldan uzun süredir dünyadaki değişik teleskopları kullanarak arıyorduk. Sıkı çalışmamızın bir sonucu olarak, ALMA’nın gücü sayesinde dikkate değer bir buluş gerçekletirmiş olduk. Elde ettiklerimiz konusunda oldukça heyecanlıyız.

ALMA’nın yüksek çözünürlüğü ile aşılan diğer bir konu ise GRB’lere ev sahipliği yapan gökadalardaki moleküler gaz ve toz dağılımlarının ortaya çıkarılabilmesi oldu. GRB 020819B gözlemlerinde toz bakımından zengin bir ortam ortaya çıkarıldı [3], gökadanın merkez bölgesi civarında moleküler gazın varlığı tespit edildi. Bu şekilde gama ışın patlamasına ev sahipliği yapan gökadalar içerisinde böyle bir dağılıma ilk kez rastlanmış oldu.

 “GRB’lerin moleküler gaz miktarının toza oranla daha az bulunduğu böyle tozlu bir ortamda meydana gelmiş olabileceklerini düşünmezdik. Buna göre GRB tipik bir yıldız-oluşum bölgesinden farklı bir ortamda ortaya çıkmış oluyor.” diyor Hatsukade.

Araştırma ekibine göre GRB bölgesindeki toz oranın moleküler gaz miktarına göre fazla olmasının nedeni, bunların mor-ötesi ışınıma farklı reaksiyonlar göstermesidir. Molekülleri oluşturan atomlar arasındaki bağ mor-ötesi ışınım tarafından kolayca koparılabildiğinden, moleküler gazlar, muhtemelen bir tanesinin de GRB olarak patladığı, yıldız oluşum bölgelerindeki büyük kütleli yıldızlardan saçılan yüksek enerjili ışımadan kurtulamazlar. Benzer bir dağılıma GRB 051022 bölgesinde de rastlanmıştır, ancak kaynak daha uzakta olduğundan, yetersiz çözünürlük dolayısıyla henüz onaylanmamıştır. Her durumda, bu ALMA gözlemleri karanlık gama-ışını patlamalarına neden olan, ardıl ışımayı soğuran tozun varlığı hipotezini desteklemektedir.

Bu kez elde edilen sonuçlar beklentilerimizin çok ötesindeydi. Daha fazla gözlem noktası elde ederek bu koşulların genel olarak tüm GRB bölgelerinde geçerli olup olmadığını kontrol etmemiz gerekecek. ALMA’nın geliştirilecek yetenekleri ile gelecekteki araştırmalarımızı ilerletmek istiyoruz” diyor Hatsukade.

Notlar

[1] Uzun-süreli gama-ışın patlamaları (LRGB’ler) gözlenen GRB’lerin % 70’inde geçerli olmak kaydıyla iki saniyenin üzerinde bir patlama süresine sahiptirler. Geçtiğimiz on yıldaki gelişmeler sayesinde iki saniyeden daha az patlama süresine sahip GRB’ler tanımlanmıştır, kısa-süreli GRB’ler iki nötron yıldızının birleşmesiyle ilişkilendirilmiş, süpernova ya da hipernova bağlantıları kurulamamıştır.

[2] Bu gözlemlerdeki ALMA hassasiyeti benzer diğer teleskoplardan beş kat daha fazladır. ALMA ile yapılan daha önceki bilimsel gözlemler 2011 yılında kısmı dizge ile gerçekleştirilmiştir (eso1137). Bu gözlemlerde ise birbirlerinden sadece 125 metreye kadar uzaklıkta bulunan 24–27 anten kullanılmıştır. 66 antenin tamamının kullanıma açılmasıyla (eso1342) ALMA dizgesinde farklı dizilim şekilleri ve 150 ila 16 kilometre arasında değişen konumlandırma seçenekleri ile yakın gelecekte daha duyarlı gözlemlerin yapılabilmesi sağlanacaktır.

[3] Samanyolu’nda ve yıldız oluşumunun gerçekleştiği yakın gökadalardaki yıldızlar-arası ortamda bulunan toz kütlesinin moleküler gaz kütlesine oranı yaklaşık olarak % 1’dir. Ancak bu oran GRB 020819B etrafındaki bölgede on kattan daha fazladır.

Daha fazla bilgi

ALMA projesi Şili Cumhuriyeti ile işbirliğinde bir Avrupa, Kuzey Amerika ve Doğu Asya ortaklığıdır. ALMA Avrupa'da ESO tarafından, Kuzey Amerika'da ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF) ve Kanada Ulusal Araştırma Vakfı (NRC) ile Tayvan Ulusal Bilim Konseyi (NSC) işbirliği tarafından, Doğu Asya'da Tayvan'daki Sinica Akademisi (AS) işbirliği ile Japonya Ulusal Doğa Bilimleri Enstitüsü tarafından desteklenmektedir. ALMA'nın yapımı ve işletilmesi Avrupa kısmında ESO tarafından, Kuzey Amerika kısmında Üniversiteler Birliği Kuruluşu (AUI) tarafından yönetilen Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (NRAO) tarafından, Doğu Asya kısmında Japonya Ulusal Gökbilim Gözlemevi (NAOJ) tarafından yürütülmektedir. Birleşik ALMA Gözlemevi (JAO), birleştirilmiş liderliği ve ALMA'nın oluşturulması, idaresi ve işletilmesinin yönetimini sağlamaktadır.

Bu araştırma B. Hatsukade ve arkadaşları tarafından hazırlanan “Two gamma-ray bursts from dusty regions with little molecular gas” başlıklı bir makale olarak Nature dergisinin 12 Haziran 2014 tarihli sayısında yayınlanacaktır.

Araştırma ekibinde B. Hatsukade (NOAJ, Tokyo, Japonya), K. Ohta (Gökbilim Bölümü, Kyoto Üniversitesi, Kyoto, Japonya), A. Endo (Kavli Nano-bilimler Enstitüsü, TU Delft, Hollanda), K. Nakanishi (NAOJ; JAO, Santiyago, Şili; İleri Araştırmalar Üniversitesi (Sokendai), Tokyo, Japonya), Y. Tamura (Gökbilim Enstitüsü [IoA], Tokyo Üniversitesi, Japonya ), T. Hashimoto (NAOJ) ve K. Kohno (IoA; Erken Evren Araştırma Merkezi, Tokyo Üniversitesi, Japonya) yer almaktadır.

Avrupa Güney Gözlemevi ESO, Avrupa'daki en önemli hükümetler-arası gökbilim kuruluşudur ve dünyanın en üretken gökbilim gözlemevidir. 15 ülke tarafından desteklenmektedir: Avusturya, Belçika, Brezilya, Çek Cumhuriyeti, Danimarka, Finlandiya, Fransa, Finlandiya, Almanya, İtalya, Hollanda, Portekiz, İspanya, İsveç, İsviçre ve İngiltere. Tasarıma, inşaya ve önemli bilimsel keşiflere olanak sağlayan güçlü yer tabanlı gözlem faaliyetlerine odaklanan iddialı bir program yürütmektedir. ESO ayrıca gökbilim araştırmalarında teşvik edici ve düzenleyici bir dayanışma konusunda öncü bir rol oynamaktadır. ESO Şili'nin Atacama Çölü bölgesinde benzeri olmayan üç adet birinci sınıf gözlem yerleşkesi işletmektedir: La Silla, Paranal ve Chajnantor. ESO Paranal'da dünyanın en gelişmiş optik gökbilim gözlemevi olan Çok Büyük Teleskop'u (Very Large Telescope), ve iki tarama teleskopu işletmektedir. Kırmızı ötesi gözlem teleskopu VISTA dünyanın en büyük tarama teleskopudur ve VLT tarama teleskopu (VST) ise sadece görünür ışıkta gökyüzünü taramak için tasarlanan dünyanın en büyük teleskopudur. ESO var olan en büyük gökbilim projesi ve devrimsel gökbilim teleskopu ALMA'nın Avrupalı ortağıdır. ESO şu anda "gökyüzünü izleyen dünyanın en büyük gözü" olacak 39-metre ayna çaplı Avrupa Aşırı Büyük optik/yakın kırmızı ötesi Teleskopu, E-ELT'yi inşa etmeyi planlıyor.

ESO Basın Bültenlerinin çevirileri ESO Bilim Toplum Ağı’nda (ESON) bulunan ESO üyesi ve diğer ülkelerdeki bilim toplum uzmanları ve bilim iletişimcileri tarafından gerçekleştirilmektedir. ESON Türkiye çeviri ekibinde Ankara Üniversitesi (Ankara), Çağ Üniversitesi (Mersin), Başkent Üniversitesi (Ankara), İstanbul Üniversitesi (İstanbul), İzmir Yüksek Teknoloji Üniversitesi (İzmir) ve Max Planck Yer-Ötesi Fiziği Enstitüsü’nden (Almanya) uzman kişiler yer almaktadır.

Bağlantılar

İletişim

Arif Solmaz
Çağ Üniversitesi Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi
Mersin, Türkiye
Tel: +90 324 651 48 00 1250
Cep: +90 324 538 614 29 38
E-posta: arif.solmaz@gmail.com

Bunyo Hatsukade
National Astronomical Observatory of Japan
Japan
Tel: +81-422-34-3900 (ext. 3173)
E-posta: bunyo.hatsukade@nao.ac.jp

Masaaki Hiramatsu
National Astronomical Observatory of Japan
Japan
Tel: +81-422-34-3630
E-posta: hiramatsu.masaaki@nao.ac.jp

Lars Lindberg Christensen
ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6761
Cep: +49 173 3872 621
E-posta: lars@eso.org

Connect with ESO on social media

Bu bir ESO Basın Bülteni çevirisidir eso1418.

Bülten Hakkında

Bülten No.:eso1418tr
Adı:GRB 020819B
Tür:Early Universe : Cosmology : Phenomenon : Gamma Ray Burst
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2014Natur.510..247H

Görüntüler

Gamma-ray burst buried in dust (artist’s impression)
Gamma-ray burst buried in dust (artist’s impression)
sadece İngilizce
Gamma-ray burst buried in dust
Gamma-ray burst buried in dust
sadece İngilizce
Gamma-ray burst buried in dust (artist’s impression)
Gamma-ray burst buried in dust (artist’s impression)
sadece İngilizce

Videolar

Gamma-ray burst buried in dust (artist’s impression)
Gamma-ray burst buried in dust (artist’s impression)
sadece İngilizce

Ayrıca görüntüleyin...