Bir nötron yıldızı çarpışması, hızlı bir radyo patlaması yaymış olabilir.

Bir nötron yıldızı yığını iki farklı türde kozmik sinyal yayınlamış olabilir: yerçekimi dalgaları olarak bilinen uzay-zamandaki dalgalanmalar ve hızlı radyo patlaması adı verilen kısa bir enerji patlaması.

Araştırmacıların bildirdiğine göre, yerçekimi dalgası gözlemevi LIGO’yu oluşturan üç dedektörden biri, 25 Nisan 2019’da kozmik bir çarpışmadan bir sinyal aldı. Yaklaşık 2,5 saat sonra, hızlı bir radyo patlaması dedektörü, gökyüzünün aynı bölgesinden bir sinyal aldı. Doğa Astronomisi’nde 27 Mart.

Daha fazla gözlemle güçlendirilirse, bulgu, gizemli hızlı radyo patlamalarının birden fazla kaynağı olduğu ve nötron yıldızı birleşmelerinin bunlardan biri olduğu teorisini destekleyebilir.

Perth’deki Batı Avustralya Üniversitesi’ndeyken birleşmeyi ve sonrasını gözlemleyen astrofizikçi Alexandra Moroianu, iki sinyalin aynı olaydan geldiğinden “yüzde 99,5 eminiz” diyor. “Yüzde 99,999 emin olmak istiyoruz.”

Ne yazık ki, LIGO’nun diğer iki dedektörü sinyali yakalamadı, bu nedenle konumunu tam olarak üçgenlemek imkansız. Moroianu, “On yıldır kuramlaştırılan bir şey için somut, güçlü bir gözlem olmasa da, elimizdeki ilk kanıt bu,” diyor. “Eğer bu doğruysa… hızlı radyo patlaması biliminde büyük bir patlama olacak.”

Gizemli radyo patlamaları

Gökbilimciler 2007’den beri 600’den fazla hızlı radyo patlaması veya FRB tespit ettiler. Frekanslarına rağmen nedenleri bir sır olarak kalıyor. Önde gelen adaylardan biri, büyük kütleli bir yıldız patladıktan sonra geride kalabilecek olan ve magnetar adı verilen oldukça manyetize edilmiş bir nötron yıldızıdır (SN: 6/4/20). Ancak bazı FRB’ler tekrar ediyor gibi görünürken, diğerleri bariz tek seferlik olaylardır, bu da onları üretmenin birden fazla yolu olduğunu düşündürür (SN: 2/7/20).

Teorisyenler, iki nötron yıldızı arasındaki çarpışmanın, çarpışmanın enkazı bir kara delik oluşturmadan önce tekil bir FRB’yi ateşleyip tetikleyemeyeceğini merak ettiler. Böyle bir çarpışma da yerçekimi dalgaları yaymalıdır (SN: 10/16/17).

Moroianu ve meslektaşları, LIGO’dan ve Kanada Hidrojen Yoğunluğu Haritalama Deneyi’nden veya British Columbia’daki hızlı bir radyo patlama detektörü olan CHIME’den gelen arşivlenmiş verileri, sinyallerinden herhangi birinin sıralanıp sıralanmadığını görmek için aradılar. Ekip bir aday eşleştirmesi buldu: GW190425 ve FRB20190425A.

Yerçekimi dalgası yalnızca Livingston, La.’daki LIGO dedektörü tarafından alınsa da ekip, sinyallerin ilişkili olduğuna dair başka düşündürücü işaretler tespit etti. FRB ve yerçekimi dalgaları aynı mesafeden, Dünya’dan yaklaşık 370 milyon ışıkyılı uzaklıkta geldi. Yerçekimi dalgaları, o gözlem çalışmasında tespit edilen tek nötron yıldızı birleşmesi LIGO’dan geliyordu ve FRB özellikle parlaktı. Uydu verilerine göre, aynı anda bir gama ışını patlaması bile olmuş olabilir – bir nötron yıldızı birleşmesinin bir başka etkisi.

Moroianu, “Her şey bunun çok ilginç bir sinyal kombinasyonu olduğuna işaret ediyor” diyor. Bunun televizyonda suç draması izlemek gibi olduğunu söylüyor: “O kadar çok kanıtınız var ki, diziyi izleyen herkes ‘Oh, sanırım o yaptı’ diyecek. Ancak mahkemeyi ikna etmek için yeterli değil.”

nötron yıldızı sırları

Lubbock’taki Texas Tech Üniversitesi’nden astrofizikçi Alessandra Corsi, belirsizliğe rağmen bulgunun heyecan verici sonuçları olduğunu söylüyor. Birincisi, iki nötron yıldızının hemen bir kara deliğe çökmeden tek, ekstra kütleli bir nötron yıldızı halinde birleşebilmesi olasılığı. Yeni çalışmada yer almayan Corsi, “Nötron yıldızı ile kara delik arasında bulanık bir ayrım çizgisi var” diyor.

2013 yılında Las Vegas, Nevada Üniversitesi’nden astrofizikçi Bing Zhang, bir nötron yıldızı çarpışmasının, bir kara deliğe çökmeden önce birkaç saat boyunca kararlılığın sınırında sallanan ekstra kütleli bir nötron yıldızı yaratabileceğini öne sürdü. Bu durumda, ortaya çıkan FRB, tıpkı 2019 örneğinde olduğu gibi ertelenecektir.

Şimdiye kadar gözlemlenen en büyük nötron yıldızı, güneşin kütlesinin yaklaşık 2,35 katıdır, ancak teorisyenler, çökmeden güneşin kütlesinin yaklaşık üç katına ulaşabileceklerini düşünüyorlar (SN: 22.07.22). Moroianu ve meslektaşları, 2019’daki çarpışmadan kaynaklanabilecek nötron yıldızının 3,4 güneş kütlesi olacağını hesapladı.

Corsi, “Bunun gibi bir şey, özellikle daha fazla gözlemle doğrulanırsa, bize kesinlikle nötron maddesinin nasıl davrandığına dair bir şeyler söylerdi” diyor. “Bununla ilgili güzel olan şey, bunu gelecekte test etme umutlarımızın olması.”

Bir sonraki LIGO çalışmasının Mayıs ayında başlaması bekleniyor. Corsi, yerçekimi dalgaları ve FRB’ler arasında daha fazla çakışmanın ortaya çıkacağı konusunda iyimser, çünkü artık araştırmacılar onları aramayı biliyor. “Önümüzde parlak bir gelecek olmalı” diyor.