Nötron Yıldızı Çarpışmasını İzleyen Mükemmel Küresel Kilonova, Tuhaf Fiziğe İşaret Ediyor

Gök bilimciler, Dünya'dan 140 milyon ışık yılı uzaklıkta iki nötron yıldızının çarpışması sonucu meydana gelen mükemmel küresel bir patlama karşısında şaşkına döndüler. Kilonova olarak bilinen devasa radyoaktif ateş topu ilk olarak 2017'de tespit edildi ve şu anda birçok bilim insanı ekibi tarafından analiz ediliyor, ancak şekliyle ilgili en son keşifler, bu şiddetli olaylar hakkındaki en temel varsayımlarımıza meydan okuyor.

Kopenhag Üniversitesi'nden Albert Sneppen, bir açıklamada, "Çökmeden önce saniyede 100 kez birbirinin etrafında dönen iki süper kompakt yıldızınız var." dedi. "Sezgilerimiz ve önceki tüm modeller, çarpışmanın yarattığı patlama bulutunun düz ve oldukça asimetrik bir şekle sahip olması gerektiğini söylüyor."

Ancak yeni bir çalışmada, Sneppen ve meslektaşı Darach Watson, bir araştırma ekibiyle birlikte çarpışmanın ürettiği ateş topunun aslında küresel olduğunu ortaya koyuyor. Watson, "Kimse patlamanın böyle görünmesini beklemiyordu. Bir top gibi küresel olması hiç mantıklı değil." diyor.

“Ancak hesaplarımız açıkça öyle olduğunu gösteriyor. Bu muhtemelen son 25 yıldır üzerinde düşündüğümüz kilonova teorilerinin ve simülasyonlarının önemli fizikten yoksun olduğu anlamına geliyor.”

Nötron yıldızları, çoğunlukla nötrinolardan oluşan inanılmaz derecede yoğun yıldızlardır. Bu kompakt cisimlerden ikisi çarpıştığında, bir kara deliğe dönüşmeden önce kısa bir süre birleşirler. Bu süreç ayrıca, kilonova patlarken uzaya doğru fırlatılan altın ve platin gibi ağır elementlerin oluşmasına da yol açar.

Bir kilonovanın sanatsal resimlemesi. Robin Dienel/Carnegie Bilim Enstitüsü

 

Gök bilimciler, LIGO ve Virgo kütleçekimsel dalga dedektörlerini kullanarak, ilk olarak 2017'de kilonova AT2017gfo'nun uzay-zamanda neden olduğu dalgalanmaları belirlediler. O zamandan beri Sneppen ve Watson, muazzam ejekta patlamasının şeklini belirlemek için bu verileri morötesi, optik ve kızılötesi ışık gözlemleriyle birleştiriyorlar.

Sneppen, "Patlamayı küresel hale getirmenin en olası yolu, patlamanın merkezinden büyük miktarda enerjinin fışkırması ve aksi halde asimetrik olacak bir şekli düzeltmesidir." diyor. "Yani küresel şekil bize çarpışmanın merkezinde muhtemelen öngörülemeyen çok fazla enerji olduğunu söylüyor."

Bu enerjinin kaynağı belirsiz, ancak araştırmacılar bunun çarpışmanın ardından oluşan kara delik tarafından üretilebileceğini düşünüyor. Watson, "Belki de bir tür 'manyetik bomba', hiper kütleli nötron yıldızının muazzam manyetik alanından gelen enerjinin, yıldız bir kara deliğe çöktüğünde serbest kaldığı anda yaratılır." diyor.

"Manyetik enerjinin salınması, patlamadaki maddenin daha küresel dağılmasına neden olabilir. Bu durumda kara deliğin doğuşu oldukça enerjik olabilir.”

Beklenmedik bir şekilde, araştırmacılar ayrıca bu kilonova gibi mükemmel kürelerin gök bilimcilere evrenin yaşını belirlemek için yeni bir araç sağlayabileceğini söylüyor. Şu anda, bu tür değerlendirmeler, evrendeki farklı cisimler arasındaki mesafeye göre hesaplanan kozmik mesafe merdiveni kullanılarak yapılıyor.

Ancak Watson, kilonovaların kozmosun genişlemesini ölçmek için daha doğru bir ölçüm sunabileceğini söylüyor. "Parlaklarsa ve çoğunlukla küresellerse ve ne kadar uzakta olduklarını bilirsek, kilonovaları mesafeyi bağımsız olarak ölçmenin yeni bir yolu, yeni bir tür kozmik cetvel olarak kullanabiliriz." diyor.

Çalışma Nature dergisinde yayınlandı.

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.