eso1527tr — Bilim Bülteni

En Güçlü Mıknatıslar Tarafından Güçlendirilen Evren’deki En Büyük Patlamalar

Magnetarların tetiklediği bazı uzun-süreli gama-ışın patlamaları

08 Temmuz 2015

ESO’nun Şili’deki La Silla ve Paranal Gözlemevi’nde gerçekleştirilen gözlemlerle çok uzun süreli bir gama ışını ile beklenmedik şekilde parlak süpernova patlaması arasında ilk kez bir bağlantı olduğu gösterildi. Sonuçlar süpernovanın beklendiği gibi radyoaktif bozunum ile değil, onun yerine magnetar adlı gizemli bir nesnenin etrafındaki parçalanan süper-güçlü manyetik alanlarla güçlendirildiğini gösteriyor. Sonuçlar Nature dergisinin 9 Temmuz 2015 tarihli sayısında yayınlanacak.

Gama-ışın patlamaları (GRB’ler) Büyük Patlama’dan bu yana gerçekleşen en büyük patlamalarla ilgili sonuçlardan biridir. Yeryüzü atmosferinden geçemeyen yüksek-enerjili ışınım türlerine duyarlı olan yörünge teleskopları ile tespit edilmektedirler, sonrasında ise daha uzun dalgaboylarında hem uzay hem de yer-konuşlu teleskoparla takipleri gerçekleştirilmektedir.

GRB’ler genellikle sadece birkaç saniye sürmektedir, ancak çok nadir durumlarda gama ışınımı saatlerce devam edebilir [1]. Bu türden oldukça uzun bir GRB 9 Aralık 2011’de Swift uydusu ile seçildi ve GRB 111209A olarak isimlendirildi. O zamana dek gözlenen en uzun ve en parlak GRB’lerden biriydi.

Bu patlamadan kaynaklanan ardıl ışınım sönmeye başladıkça hem La Silla’daki MPG/ESO 2.2-metre teleskopu üzerindek GROND, hem de Paranal’daki Çok Büyük Teleskopu (VLT) üzerindeki X-shooter aygıtı ile gözlendi. Daha sonradan SN 2011kl olarak adlandırılan bir süpernovaya ait açık işaretler bulundu. İlk kez bir süpernovanın uzun-süreki bir GRB ile ilişkisi olduğu bulunmuş oldu [2].

Araştırmayı yürüten Almanya, Garching’teki Max-Planck Yer-ötesi Fiziği Enstitüsü’nden Jochen Greiner şu açıklamayı yapıyor: “Uzun-süreli bir gama-ışını patlaması 10 000 ila 100 000 süpernovadan sadece birinde görüldüğü için, patlayan yıldız bir şekilde özel olmalı. Gökbilimciler bu GRB’lerin çok büyük kütleli yıldızlardan geldiğini — Güneş’in kütlesinin 50 katı kadar — ve sinyallerin ise bir karadeliğin oluşmasından kaynaklandığını zannediyorlardı.Ancak GRB 111209A’dan sonra bulduğumuz SN 2011kl süpernovasına ait yeni gözlemlerimizle, çok uzun süreli GRB’ler hakkındaki paradigmalar değişiyor.

Büyük kütleli bir yıldızın çökmesine dayanan senaryoya göre süpernovadan gelen hafta-uzunluğundaki patlamanın optik/kırmızı-ötesindeki salınımının patlamada oluşan radyo-aktif nikel-56’nın bozunmasından gelmesi bekleniyor [3]. Ancak GRB 111209A durumunda GROND ve VLT ile yapılan gözlemlerin bir araya getirilmesi ile durumun böyle olmadığı ilk kez kesin bir şekilde gösterildi [4]. Ayrıca diğer öneriler de safdışı bırakıldı [5].

GRB 111209A’yı takiben yapılan süpernova gözlemleriyle uyumlu tek açıklama bir magnetar tarafından güçlendirilmiş olduğuydu — saniyede yüzlerce kez dönen minicik bir nötron yıldızı ve normal nötron yıldızlarından çok daha güçlü bir manyetik alana sahip olan, aynı zamanda radyo atarcalar olarak da bilinen nesnelerdir [6]. Magnetarların bilinen Evren’de manyetiklik özelliği en fazla olan nesneler olduğu düşünülmektedir. İlk kez bir süpernova ile bir magnetar arasında bu kadar tartışmasız bir bağlantının mümkün olduğu görüldü.

Araştırma ekibinden Paolo Mazzali yeni bulguların önemi hakkında şunları belirtiyor: “Yeni sonuçlar, GRB’ler, çok parlak süpernovalar ve magnetarlar arasında beklenmedik bir ilişkiye dair iyi kanıtlar sağladı. Bu bağlantılardan bazıları bir süredir teorik temellerle zaten bekleniyordu, ancak herşeyi birbirine bağlamak heyecan verici bir gelişme oldu.

SN 2011kl/GRB 111209A durumu bizi çökme senaryosuna bir alternatif geliştirmeye zorluyor. Bulgular GRB’lerin işleyişlerine dair çok daha yeni ve net bir fotoğrafa daha da yaklaştırmış oldu,” diyerek sonlandırıyor Jochen Greiner.

Notlar

[1] Normalde uzun-süreli GRB’ler 2 ila 2000 saniye arasındadır. Şimdi ise süreleri 10 000 – 25 000 saniye arasında olan dört adet GRB olduğu bilinmektedir — bunlara da ultra-uzun GRB’ler deniliyor. Ayrıca kısa-süreli farklı türdeki GRB’lerin de başka mekanizmalarla meydana geldiği düşünülüyor.

[2] Süpernovalar ile (normal) uzun-süreli GRB’ler arasındaki bağlantı ilk olarak 1998 yılında kuruldu, temel olarak ESO gözlemevlerinde gözlenen SN 1998bw süpernovasına dayanan çalışmalar, 2003 yılındaki GRB 030329 ile doğrulanmış oldu.

[3] GRB’nin kendisinin  sıcak, yoğun yığılma diski aracılığı ile merkezi yoğun nesnenin üzerine doğru çökmekte olan yıldız maddesi ile üretilen yüksek hızlı jetler tarafından güçlendirildiği düşünülüyor.

[4] GROND aygıtı ile süpernovada ölçülen nikel-56 miktarı X-shooter aygıtı ile görülen güçlü mor-ötesi salma ile karşılaştırılamayacak kadar fazlaydı.

[5] Süper parlak süpernovaların enerjilerini açıklamak için yapılan diğer öneriler çevredeki madde ile olan şok etkileşimleri — muhtemelen patlamadan önce saçılan yıldız kabukları — ya da mavi bir süperdev ata-yıldız. SN2011kl gözlemlerine göre iki seçenek te açıkça mümkün görünmüyor.

[6] Atarcalar gözlenebilen en yaygın nötron yıldızı türünü meydana getirmektedir, ancak magnetarların atarcalarda (pulsar) görülen manyetik alanlarda 100 ila 1000 kat daha fazla güçlü manyetik alan geliştirdikleri düşünülmektedir.

Daha fazla bilgi

Bu araştırma J. Greiner ve arkadaşlarınca kaleme alınan “A very luminous magnetar-powered supernova associated with an ultra-long gamma-ray burst” başlıklı bir makale olarak Nature dergisinin 9 Temmuz 2015 tarihli sayısında yayımlanacaktır.

Araştırma ekibinde Jochen Greiner (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Almanya [MPE]; Excellence Cluster Universe, Technische Universität München, Garching, Almanya), Paolo A. Mazzali (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Liverpool, İngiltere; Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching, Almanya [MPA]), D. Alexander Kann (Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Tautenburg, Almanya), Thomas Krühler (ESO, Santiago, Şili) , Elena Pian (INAF, Institute of Space Astrophysics and Cosmic Physics, Bologna, İtalya; Scuola Normale Superiore, Pisa, İtalya), Simon Prentice (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Liverpool, İngiltere), Felipe Olivares E. (Departamento de Ciencias Fisicas, Universidad Andres Bello, Santiago, Şili), Andrea Rossi (Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Tautenburg, Almanya; INAF, Institute of Space Astrophysics and Cosmic Physics, Bologna, İtalya), Sylvio Klose (Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Tautenburg, Almanya) , Stefan Taubenberger (MPA; ESO, Garching, Almanya), Fabian Knust (MPE), Paulo M.J. Afonso (American River College, Sacramento, California, ABD), Chris Ashall (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Liverpool, İngiltere), Jan Bolmer (MPE; Technische Universität München, Garching, Almanya), Corentin Delvaux (MPE), Roland Diehl (MPE), Jonathan Elliott (MPE; Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, ABD), Robert Filgas (Institute of Experimental and Applied Physics, Czech Technical University in Prague, Prague, Çek Cumhuriyeti), Johan P.U. Fynbo (DARK Cosmology Center, Niels-Bohr-Institut, University of Copenhagen, Danimarka), John F. Graham (MPE), Ana Nicuesa Guelbenzu (Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Tautenburg, Almanya), Shiho Kobayashi (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Liverpool, İngiltere), Giorgos Leloudas (DARK Cosmology Center, Niels-Bohr-Institut, University of Copenhagen, Danimarka; Department of Particle Physics & Astrophysics, Weizmann Institute of Science, İsrail), Sandra Savaglio (MPE; Universita della Calabria, İtalya), Patricia Schady (MPE), Sebastian Schmidl (Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Tautenburg, Almanya), Tassilo Schweyer (MPE; Technische Universität München, Garching, Almanya), Vladimir Sudilovsky (MPE; Harvard-Smithonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, ABD), Mohit Tanga (MPE), Adria C. Updike (Roger Williams University, Bristol, Rhode Island, ABD), Hendrik van Eerten (MPE) ve Karla Varela (MPE) yer almaktadır.

Avrupa Güney Gözlemevi ESO, Avrupa'daki en önemli hükümetler-arası gökbilim kuruluşudur ve dünyanın en üretken gökbilim gözlemevidir. 16 ülke tarafından desteklenmektedir: Avusturya, Belçika, Brezilya, Çek Cumhuriyeti, Danimarka, Finlandiya, Fransa, Finlandiya, Almanya, İtalya, Hollanda, Polonya, 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 ana ortağıdır. ESO şu anda Paranal civarındaki Cerro Armazones’te 39-metre çaplı "gökyüzünü izleyen dünyanın en büyük gözü" olacak Avrupa Aşırı Büyük Teleskopu, E-ELT'yi inşa etmektedir.

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: +90324 651 48 00 (1250)
Cep: +90 538 614 29 38
E-posta: arif.solmaz@gmail.com

Jochen Greiner
Max-Planck Institut für extraterrestrische Physik
Garching, Germany
Tel: +49 89 30000 3847
E-posta: jcg@mpe.mpg.de

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Cep: +49 151 1537 3591
E-posta: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Bu bir ESO Basın Bülteni çevirisidir eso1527.

Bülten Hakkında

Bülten No.:eso1527tr
Adı:Neutron star
Tür:Early Universe : Cosmology : Phenomenon : Gamma Ray Burst
Facility:MPG/ESO 2.2-metre telescope, Very Large Telescope
Instruments:GROND, X-shooter
Science data:2015Natur.523..189G

Görüntüler

Artist’s impression of a gamma-ray burst and supernova powered by a magnetar
Artist’s impression of a gamma-ray burst and supernova powered by a magnetar
sadece İngilizce

Ayrıca görüntüleyin...