Bir Kilonova Patlamasının Sonrasını Görmüş Olabilirdik

İki nötron yıldızı arasındaki epik çarpışmadan üç buçuk yıl sonra gökyüzünde görülen garip bir X-ışını parıltısı bilim için bir ilk niteliği taşıyor.

Bu, uzay bölgesini inceleyen gökbilimcilere göre, muhtemelen patlamanın etrafındaki uzay bölgesinde toza çarpan bir şok dalgasının ürettiği, kilonova patlamasının ardından gelen parıltı olabilir.

Alternatif olarak, ışıma, patlama sırasında fırlatılan malzemenin, muhtemelen düşük kütleli bir kara delik olan yeni birleştirilen nesneye geri düşmesiyle üretilebilir.

Her iki durumda da fenomen daha önce hiç tespit edilmemiş gibi görünüyor.

Northwestern Üniversitesi'nden astronom Aprajita Hajela, "Bir nötron yıldızı birleşmesinin sonuçlarını incelemek için burada keşfedilmemiş bir bölgeye girdik" diyor. "İlk kez yeni ve olağanüstü bir şeye bakıyoruz. Bu bize daha önce gözlemlenmemiş yeni fiziksel süreçleri inceleme ve anlama fırsatı veriyor."

İlk olarak 17 Ağustos 2017'de tespit edilen patlamanın kendisi kesinlikle destansı bir olaydı. Gökbilimciler ilk kez, giderek çürüyen bir yörüngede birbirine kenetlenen iki nötron yıldızının çarpışıp birleştiği anı tespit ettiler.

GW170817 adlı olay, yalnızca yerçekimi dalgası astronomisinin yeni alanı kullanılarak değil, aynı zamanda spektrumdaki ışıkta da yakalandı.

Birleşme, klasik bir novadan 1000 kat daha parlak bir patlama olan bir kilonova patlaması üretti. Bu patlamanın ışığının analizi, nötron yıldızı çarpışmalarının gama ışını patlamaları ürettiğini ortaya çıkardı. Yani ışık hızına yakın jetlerin patlamadan fırlatıldığını ve patlama sırasındaki enerjik ortamda altın, platin, uranyum gibi ağır metallerin oluştuğu gözlemlendi.

Bu tamamen yeni bir gözlem olduğu için, gökbilimciler, Güneş Sistemi'nden yaklaşık 132 milyon ışık yılı uzaklıkta, meydana geldiği gökyüzü bölgesini izlemeye devam ettiler.

X-ışını dalga boylarında gerçekten tuhaf bir şey fark ettiler. Gama ışını patlamasından dokuz gün sonra, kaynak spektrum boyunca parlamaya başladı ve birleşmeden 160 gün sonra zirveye ulaştı. Ardından, parıltı hızla soldu. Bu göreceli bir jet olarak yorumlandı.

Bununla birlikte, ışıma spektrumun çoğunda kaybolurken, 2020'den itibaren X-ışını dalga boylarında düzlüğe çıktı, uzayın karanlığında sabit bir ışık olarak devam etti.

Fotoğraf: GW170817'den gelen ışımaya ilişkin sanatçının illüstrasyonu.

Berkeley'den astrofizikçi Raffaella Margutti, "X-ışınlarının hızla solmayı bırakması, bu kaynaktaki X-ışınlarında bir jete ek olarak başka bir şeyin de tespit edildiğine dair en iyi kanıtımızdı," diyor. "Gördüklerimizi açıklamak için tamamen farklı bir X-ışınları kaynağına ihtiyaç var gibi görünüyor."

Takımın analizine göre, parıltı için en uygun olan açıklama, çarpışmadan çıkan ejekta uzaya patladığında göreli bir şoktur. Bunun Dünya'daki bir sonik patlamaya benzediğini söylüyorlar.

Eğer durum buysa, iki nötron yıldızından bir kara delik oluşumunun hızlı bir süreç olmadığını gösteriyor.

Diğer bir açıklama ise, karadelik oluştuğunda, etrafındaki malzemenin dönen bir toplanma diski haline geldikten sonra üzerine düşmeye başlamasıdır. Yerçekimi ve sürtünme ile ısıtılan bu yörünge diski de X-radyasyonu yayar.

Gökbilimciler, davranışın nasıl değiştiğini görmek için onu gözlemlemeye devam edecekler. Önümüzdeki birkaç yıl içinde radyo emisyonlarında parlarsa, büyük olasılıkla bir şok dalgasıdır. Sabit bir şekilde devam ediyor ve ardından parlaklığı azalıyorsa, büyük olasılıkla kara delik oluşumudur. Hangisi olursa olsun bize nötron yıldızı birleşmeleri hakkında yeni bir şeyler söyleyecek.

Northwestern Üniversitesi'nden gökbilimci Kate Alexander, "GW170817'nin daha fazla araştırılması, geniş kapsamlı sonuçlara ulaşmamızı sağlayacaktır" diyor. "Bir kilonova art kıvılcımının tespiti, birleşmenin hemen bir kara delik üretmediği anlamına gelir. Alternatif olarak, bu nesne, gökbilimcilere, doğumundan birkaç yıl sonra maddenin bir kara deliğe nasıl düştüğünü inceleme şansı verebilir."

Araştırmanın The Astrophysical Journal Letters'ın son sayısında yayınlanması bekleniyor.