Bir saniyeden kısa müddette kaybolan nötron yıldızlarını gösteriyor

Evrendeki konforlu konutumuzdan çok uzakta, yıldızlar hayal bile edemediğimiz şiddetli ve inanılmaz olaylar gerçekleştiriyor. Dev yıldızların inanılmaz derecede ağır kalıntıları olan nötron yıldızları birbirlerine çarpıyor. Bu yıldızların bir çay kaşığı kadar küçük kısımları Everest Dağı kadar ağır. Meydana gelen çarpışma sonucunda kara delikler ortaya çıkıyor ve gama ışını patlamaları (GRB) olarak bilinen son derece enerjik ışık parlamaları yayılıyor.

İLK SEFER 2016 YILINDA TESPİT EDİLDİĞİNDEN BU YANA DEĞER TAŞIYOR

Gökbilimciler, birinci GRB 1967’de görüldüğünden beri bu patlamalara ilgi duyuyor. Ancak iki nötron yıldızı çarpıştığı vakit neler olduğu hala tam anlaşılmış değil ve öğrenilecek çok şey var. Kısa mühlet evvel Nature bülteninde yayımlanan yeni araştırmada ise eski GRB müşahedelerinde yakalanan ve kelamda periyodik salınımlar (QPO) halinde bilinen yararlı sinyaller ortaya çıkarılmış. QPO’lar, bilim insanlarının nötron yıldızları çarpıştıktan sonra ve çöküp kara delik haline gelmeden evvel geçen kısa vakitte neler olduğunu araştırması için fırsat sunuyor. Bunlar, birleşme esnasında unsurların nasıl türbülansa girip karıştığını gösteren parmak izleri.

Kütleçekim dalgaları birinci kere 2016 yılında tespit edildiğinden beri pek çok gökbilimci LIGO ve emsal deneylerle nötron yıldızlarının birleşmesine odaklanmış. Ama günümüzdeki dedektörler birleşme olaylarından çıkan kütleçekim dalgalarının yalnızca kimilerine karşı hassas olduğundan, yapılan müşahedeler tablonun tamamını vermiyor. Kaçırdığımız daha yüksek frekanslı dalgaları tespit etmek için Einstein Teleskobu üzere yeni projeleri yıllarca (belki de onlarca yıl) beklememiz gerekiyordu.

Fakat bilim insanlarının yeni araştırması, gama ışınlarının kullanıldığı halihazırdaki teknolojilerle yüksek frekanslı dalgaları meydana getiren fizik olaylarının incelenebileceğini gösteriyor. Gözlemlenen gama ışınlarında yarı sistemli formda tekrarlayan hareketler olan QPO’lar, nötron yıldızlarının birleşmesi sırasında gerçekleşen fizikî olaylara dair bilgiler taşıyor. Araştırmacılar yeni makalelerinde kaynağı meçhul QPO’lerin ortaya çıktığı iki olayı tahlil ettiklerini aktarıyor. Bu sinyaller, galaksimizin içerisinden yahut çok daha ötesinden geliyor olabilir.

NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi ile Maryland Üniversitesinde çalışan araştırma vazifelisi ve makale baş muharriri Cecilia Chirenti, “İki yıldızın birleşmesi ve gama ışını patlamasının yayılması ortasında geçen anlık müddette neler olduğunu inceliyoruz” diyor. “Bu sinyallerin yalnızca günümüzden 10-15 yıl kadar sonra yakalanacak kütleçekim dalgalarında tespit edilebilmesi ise hudut bozucu. Ancak benim sabrım yok ve beklemek istemiyorum! Gama ışınlarını kullanarak bunları artık arayabiliyor ve haklarında bilgi edinebiliyor olmamız çok heyecan verici!”

Populer Science Türkçe’de yer alan çalışmalara nazaran iki nötron yıldızının çarpışması, bu ömrü sona eren değişik gök cisimlerinin fiziğini araştırmak bakımından kusursuz bir laboratuvar teşkil ediyor. Kelam konusu yıldızların sonuncu mukadderatı, yüksek güç fiziğindeki kıymetli bir bilinmeyene; nötron yıldızlarının nelerden oluştuğunu ve bu hususun nasıl hareket edip, akıp, etrafındaki dünya ile etkileşim kurduğunu açıklayan denkleme bağlı.

Maryland Üniversitesinde çalışan ve makalenin eş müellifi olan gökbilimci Cole Miller, “Nötron yıldızlarının çekirdeğindeki husus, Dünya’daki laboratuvarlar da dahil cihanın öteki hiçbir yerinde görülmeyen bir halde bulunuyor” diyor. “Nötron yıldızlarının özelliklerine dönük ölçümler, öteki türlü erişilemeyen bir fizik alemine dair fikir edinmemizi sağlayabilir.”

Araştırma grubu, QPO’lara yönelik arayışlarında NASA’nın birden fazla uzay teleskobuna (Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu, Swift Gözlemevi ve Compton Gama Işını Gözlemevi) ilişkin data arşivini incelemiş. Bu GRB’ler 1990’ların başlarında tespit edilse de, GRB sinyalleri muazzam ölçüde karmaşık olduğundan gökbilimciler QPO sinyallerini şimdiye kadar bulamamış. “Bir meslektaşım alaycı halde ‘Bir gama ışını patlaması gördüysen, bir gama ışını patlaması görmüşsündür’ diyordu” diyor Miller. “Bu yüzden ortada bir salınım sinyali mi olduğunu yoksa yalnızca GRB mi olduğunu söylemek sıkıntı.”

Her iki olayda da QPO’lar, çöküp kara delik haline dönüşmeden evvel mega boyutlu bir nötron yıldızının oluşmuş olabileceğini akla getiriyor. Columbia ile Princeton Üniversitesinde çalışan ve yeni çalışmada yer almayan gökbilimci Itai Linial, bunun genel olarak birdenbire oluşan bir kara delik kalıntısı mı olduğunun yoksa GRB esnasında çöküp kara deliğe dönüşmeden evvel bir saniyeden bile kısa müddet görünen bir nötron yıldızı mı olduğunun hala bilinmediğini söylüyor. Ancak yeni sinyallerin, “hızla dönen bir nötron yıldızı kalıntısından” kaynaklanabileceğini de kabul ediyor.

Bu gama ışını sinyallerinin tespit edilmesiyle birlikte, gökbilimcilerin artık kozmostaki en tuhaf ve en şiddetli olgulardan kimilerini keşfetmelerini sağlayabilecek yeni araçları var. İncelenecek eski bir bilgi hazinesiyle birlikte araştırmacılar artık kelam konusu araçla bu farklı birleşme olaylarından daha fazla örnek bulmayı ümit ediyor.