Milyarlarca Işık Yılı Uzaklıkta, Bir Kalp Gibi Atan Radyo Sinyali Bulundu!

MIT'deki ve diğer yerlerdeki gökbilimciler, şaşırtıcı bir şekilde sık sık yanıp sönüyor gibi görünen, tuhaf ve devamlı olan bir radyo sinyali keşfettiler.

Bu sinyal, bir hızlı radyo patlaması (İng: "fast radio burst" veya kısaca "FRB") olarak sınıflandırılmıştır. Bunlar, tanımlanamayan bir astrofiziksel kökene ve en fazla birkaç milisaniye süren, kendini tekrar eden son derece güçlü radyo dalgası patlamalarıdır. Ancak yeni keşfedilen patlamalar, tipik FRB'lerden 1000 kat kadar uzun, üç saniyeye varan süreler boyunca yaşanmaktadır. Gökbilimciler, bu dalgaların belirgin bir periyodik ritmi olduğunu ve adeta bir kalp atışı gibi her 0.2 saniyede bir kendini tekrarlayan ve net olarak ayırt edilebilir bir sinyali olan radyo dalgası patlamalarını keşfettiler.

Tüm bu özellikleri nedeniyle FRB 20191221A sinyali, gökbilimciler tarafından bugüne kadarki en uzun ömürlü ve en belirgin periyodik kalıba sahip hızlı radyo patlaması olarak tanımlandı.

Sinyalin, Dünya'dan birkaç milyar ışık yılı uzaklıkta bulunan bir galaksiden geldiği belirlendi. Gökbilimciler sinyalin aşırı yoğun ve hızla dönen, çökmüş dev yıldız çekirdekleri olan radyo pulsarından veya bir magnetardan gelmiş olabileceğine inanıyorlar. Ancak bu sinyalin nasıl oluştuğu hala bilinmiyor. MIT Kavli Astrofizik ve Uzay Araştırmaları Enstitüsü'nde doktora sonrası araştırmacı olan Daniele Michilli şöyle diyor:

Evren'de tam olarak periyodik sinyaller üreten pek bir cisim yoktur. Galaksimizde var olan ve deniz feneri gibi bir radyasyon ışını yayan radyo pulsarları ve magnetarlar bulunur. Bu yeni sinyalin de gelişmiş bir magnetar veya pulsar olabileceğini tahmin ediyoruz.

Wikimedia

Ekip, bu kaynağı astrofiziksel bir saat olarak kullanmak için daha periyodik sinyaller bulmayı umuyor. Örneğin Evren'in genişleme hızı, patlamaların sıklığı ve kaynak Dünya'dan uzaklaştıkça nasıl değiştikleri ile ölçülebilir.

Bum, Bum, Bum!

İlk FRB'nin 2007'de keşfedilmesinden bu yana, Evren'in çeşitli yerlerinde benzer bir örüntüye sahip yüzlerce başka radyo patlamaları bulundu. Bunların en yakın zamanda tespit edilenleri, Kanada Hidrojen Yoğunluğu Haritalama Deneyi tarafından keşfedildi. Kısa adıyla CHIME, dört büyük parabolik reflektörden oluşan interferometrik bir radyo teleskopudur.

CHIME, Dünya dönerken gökyüzünü sürekli olarak izler ve Evren'in en erken evrelerinde hidrojen tarafından yayılan radyo dalgalarını tespit eder. Teleskop ayrıca hızlı radyo patlamalarına karşı da hassastır ve gökyüzünü gözlemlemeye başladığından beri, gökyüzünün çeşitli yerlerinden yayılan yüzlerce hızlı radyo patlaması tespit etmiştir. Şimdiye kadar görülen hızlı radyo patlamalarının büyük çoğunluğu bir kez yanıp sönmüştür ve kaybolmadan önce son derece parlak radyo dalgası yaymışlardır.

Son zamanlarda gökbilimciler, düzenli bir radyo dalgası modeli yayıyor gibi görünen periyodik bir hızlı radyo patlamasının ilk gözlemini yaptılar.^[1] Bu sinyali her 16 günde bir tekrarlanan dört günlük düzensiz patlamalar oluşturuyordu. Gerçek radyo patlamalarının sinyalleri rastgele olmasına rağmen, bu 16 günlük döngü periyodik bir aktivite modeli gösterdi. 21 Aralık 2019'da Michilli, CHIME'den gelen verileri tararken potansiyel bir FRB sinyali fark etti. Bunun hakkında Michilli şöyle diyor:

Bu gerçekten olağan dışıydı. 3 saniye sürmesinin yanı sıra, saniyenin her kesrini bir kalp atışı gibi yayan son derece hassas periyodik tepe noktalarına sahipti. Sinyalin kendisi bu noktada ilk kez periyodikti.

Wikimedia

Parlak Patlamalar!

Michilli ve meslektaşları, FRB 20191221A'dan gelen radyo patlamaları modeli ile kendi galaksimizdeki radyo pulsarları ve magnetarlardan gelenler arasında paralellikler keşfettiler.

Magnetarlar, güçlü manyetik alanları nedeniyle benzer bir emisyon üretirken, radyo pulsarları, yıldız dönerken titreşiyormuş gibi görünen radyo dalgaları yayarlar. Michilli, parlak patlamaların uzaktaki bir radyo pulsarından veya normalde döndükçe daha az parlak olan magnetardan kaynaklanmış olabileceğini, ancak bilinmeyen bir nedenden dolayı CHIME'nin yakalayabilecek kadar şanslı olduğu üç saniyelik pencerede bir dizi parlak patlama yaydığını öne sürüyor. Şöyle diyor:

CHIME, çeşitli özelliklere sahip çok sayıda hızlı radyo patlaması tespit etti. Bazıları son derece çalkantılı bulutlardayken, bazıları da temiz ortamlarda gibi görünüyor. Bu yeni sinyalin özelliklerinden, bu kaynağı çevreleyen plazma bulutunun çok çalkantılı olması gerektiği sonucunu çıkarabiliriz.

Periyodik FRB 20191221A, gökbilimcilerin genel olarak nötron yıldızlarını ve kaynağını daha iyi anlamalarına yardımcı olabilecek ek patlamalar üretebilir. Michilli, sözlerini şöyle bitiriyor:

Bu keşif, bu kadar güçlü bir sinyali neyin üretmiş olabileceği ve kozmosu anlamak için bunu nasıl kullanabileceğimiz sorularını gündeme getiriyor. Gelecekteki teleskoplar tarafından her ay binlerce hızlı radyo patlaması bulunduğunda, bu periyodik sinyallerden daha fazlasını bulabiliriz.