Sabancı Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Öğretim Üyesi Ersin Göğüş ve Temel Geliştirme Öğretim Görevlisi Yuki Kaneko’nun mensubu olduğu uluslararası ekip, SGR J1935+2154 adlı magnetarının sergilediği şiddetli X-ışını patlamalarını 2020 yazında NASA’nın Fermi/GBM ve NICER uydu teleskopları ile inceledi. Kapsamlı incelemeler sonucunda elde edilen sonuçlar Nature Astronomy dergisinin 18 Şubat 2021 sayısında yayınlandı.
Makaleye ilişkin detaylar aşağıda yer almakdır.
27 Nisan 2020 günü yıldızlararası ortam SGR J1935+2154 adlı magnetardan kaynaklanan X-ışını patlamaları ile ışıldadı. Patlamaların başlamasından sadece 6 saat sonra gösteriye hızlı radyo patlaması da katıldı. Samanyolundan gözlenen ilk hızlı radyo patlaması olan bu olay sayesinde, 10 yılı aşkın süredir diğer galaksilerden gözlenen radyo patlamalarının, uzaklardaki zeki uygarlıkların yolladığı sinyaller olmayıp, nötron yıldızı kaynaklı olduğu anlaşıldı. En azından bazılarının.
Magnetarlar koskoca evrendeki en şiddetli manyetik alanlara sahip nötron yıldızları. Magnetarları diğer nötron yıldızlarından ayırt eden en önemli özellikleri ise, şiddetli manyetik alan nedeniyle kısa süreli, ancak çok yüksek enerjili X-ışını yaymaları. Bunlara x-ışını patlamaları da diyoruz. Öyle ki, aşağıda ışıma eğrisi verilen sadece bir saniye süren patlama ile yayılan enerji, Güneş’in tüm yüzeyinden bin yılda ancak yayabileceği enerjiye eş değer. Burada yatay eksen zamanı gösteriyor ve x-ışını foton sayısındaki artışın yaklaşık 0.2 saniye içinde olup bittiğini görebiliyoruz.
Samanyolu galaksisi dışından gözlenen ve son 10 yıldır astrofizik camiasının ilgisini çeken bir başka tür patlama daha var: Hızlı Radyo Patlamaları. Kısaca İngilizce baş harfleri ile FRB olarak adlandırılan bu patlamalar da çok kısa süreli ancak adından da anlaşılacağı gibi radyo dalga boyunda gözleniyor. Uzak galaksilerden gözlenen FRB’lerin radyo dalga boyu dışında belirtisi bulunamamıştı. Dünya’daki iletişim ağlarının neredeyse tamamının radyo dalgaları ile sağlanması ve bazı galaksilerden tekrar eden radyo sinyalleri alınması, bu olayların teknoloji geliştirmiş uzak uygarlıklardan olabileceği fikrini de zamanla oluşturdu.
Samanyolunda bulunan SGR J1935+2154 adlı magnetardan 27 Nisan 2020 günü şiddetli X-ışını patlamaları gözlenmeye başlandı. Son 6 yıldır ara ara x-ışını patlamaları sergileyen bu magnetar Nisan sonunda patlamaların dozunu iyice artırdı. Bu patlama evresinin farklı geliştiği çok geçmeden ortaya çıktı. Bu evredeki ilk patlamadan sadece 6 saat sonra şiddetli bir X-ışını patlaması ile eş zamanlı ve çok şiddetli bir FRB ilk kez Samanyolunda bir kaynaktan gözlenmiş oldu.
Bu önemli gelişme nedeniyle SGR J1935+2154 nötron yıldızı 2020 yazında astrofizik camiasının gündeminin üst sıralarında yer aldı. Sabancı Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Öğretim Üyesi Ersin Göğüş ve Temel Geliştirme Öğretim Görevlisi Yuki Kaneko’nun da mensubu olduğu uluslararası ekip, bu magnetarın sergilediği ve NASA’nın Fermi/GBM ve NICER uydu teleskopları ile gözlenen 24 X-ışını patlamasının kapsamlı incelemelerini gerçekleştirdi. Geniş dalga boyunda yapılan tayf analizleri sonucunda, FRB ile bağlantılı patlamanın tayfsal yönden çok farklı olduğunu ortaya çıkardılar. Aşağıdaki şekilde, FRB ile bağlantısı olmayan X-ışını tayflarının model parametreleri belli değerler etrafında kümelenirken (gri renkli olanlar), FRB bağlantılı X-ışını patlamasının (mavi-kırmızı) çok yüksek değerlerde belirdiği açıkça görülebilir. Bu durum FRB ile birlikte gözlenen x-ışını patlamasının karakteristik farklılığını gözler önüne seriyor.
Yukarıda özetlenen çalışmanın diğer önemli sonucu olarak FRB olayının periyodik X-ışını atmaları ile bağlantısı belirlendi ve gözlenen X-ışını patlamasının yıldızın manyetik kutup bölgelerinden kaynaklanabileceği önerildi. Elde edilen sonuçlar Nature Astronomy dergisinin 18 Şubat 2021 sayısında yayınlandı.