Astronomlar, evrenimizin üretebileceği en tuhaf nesnelerden birinin şiddetli doğumunu kaydetmiş olabilir. 2023 yılında Dünya'ya ulaşan sıra dışı bir gama ışını patlamasında, Çin'deki Nanjing Üniversitesi'nden astrofizikçi Run-Chao Chen liderliğindeki bir ekip, yeni oluşan manyetarın, yani mevcut en manyetik olarak aşırı nesnelerin doğum çığlığı olduğunu söyledikleri bir sinyal tespit etti.
Chen, "Bu, insanlığın bir gama ışını patlaması içinde milisaniye manyetarlarından periyodik bir sinyali ilk kez doğrudan gözlemlemesi. Bu, yeni doğmuş bir yıldızın ilk kalp atışını duymak gibi," dedi.
Gama ışını patlamaları, evrenin en enerjik patlamalarıdır ve bunları üretebilecek (en azından) iki mekanizma olduğu biliniyor. İki saniyeden kısa süren kısa süreli gama ışını patlamaları, çarpışan nötron yıldızlarından kaynaklanan kilonova patlamalarıyla ortaya çıkar. Uzun süreli patlamalar ise iki saniyeden uzundur ve kara deliklerin doğumundaki çekirdek çökmesi süpernova patlamalarına eşlik eder.
Ancak, 7 Mart 2023'te tespit edilen ve GRB 230307A olarak adlandırılan bir gama ışını patlaması bu eğilime aykırıydı. O dönemde, kaydedilen en parlak ikinci gama ışını patlamasıydı ve 200 saniye sürdü; ancak patlamanın ardından ışığın evrimi, bir çekirdek çökmesi süpernovası yerine bir nötron yıldızı çarpışmasını düşündürüyordu. Hatta, uzun süreli bu tür patlamalardan yalnızca biri değil; 2021'deki 50 saniyelik bir başka patlama da bir kilonova ile ilişkilendirilmişti, bu da bu olağandışı patlamalarda başka bir etkenin rol oynayabileceğini gösteriyor.
İki nötron yıldızı çarpışıp tek bir nesneye birleştiğinde, bu nesnenin kimliği son kütleye bağlıdır. Nötron yıldızları için üst kütle sınırı Güneş'in yaklaşık 2,3 katıdır, bu nedenle bu değerden daha ağır bir nesne kara deliğe dönüşmelidir. Her iki uzun süreli kilonova'dan elde edilen veriler, her ikisinde de son nesnenin manyetar adı verilen bir nötron yıldızı türü olduğunu düşündürüyor.
Bu nesneler, tipik bir nötron yıldızının manyetik alanından yaklaşık 1.000 kat daha güçlü, inanılmaz derecede güçlü manyetik alanlara sahiptir. Bu tuhaf, ölü, manyetik yıldızlar inanılmaz olaylara neden olabilir, ancak nasıl ve neden diğer nötron yıldızlarında olmayan bu kadar şaşırtıcı manyetik alanlara sahip oldukları da dahil olmak üzere haklarında henüz çok şey bilinmiyor.
Manyetarların en baştan nasıl oluştuğunu anlamak, bu gizemi çözme yolunda önemli bir adım olacaktır. Bu nedenle Chen ve meslektaşları, her iki olayın da bir manyetar oluşumuyla ilişkili olabileceğine dair kanıtlar aramak için GRB 211211A ve GRB 230307A'yı daha yakından incelediler. Bunu GRB 230307A'da buldular. Olayın ışığında, gama ışını patlaması ilk tespit edildikten 24,4 saniye sonraki kritik bir noktada, sadece 160 milisaniye boyunca zayıf, periyodik bir gama ışını dalgalanması belirdi. Araştırmacılar, bu küçük sinyalin yeni oluşan bir manyetarın hızlı dönmesiyle tutarlı olduğunu açıklıyor.
Hong Kong Üniversitesi'nden fizikçi Bing Zhang, "Manyetar'ın hızlı dönüşü, manyetik alanı aracılığıyla gama ışını jetine periyodik bir sinyal kazandırır," dedi. "Ancak, jet hızla evrimleştiği için, bu sinyal yalnızca emisyon kısaca asimetrik hale geldiğinde görünür. Jetin simetrisi onu tekrar gizlemeden önce kalp atışı sadece 160 milisaniye boyunca görülebildi."
Bu durum, gama ışını patlamasının öncelikle manyetik alanlarla desteklenen bir jet tarafından domine edildiğini ve diğer kilonova olaylarını analiz etmek ve yorumlamak için yeni bir yol sunduğunu gösteriyor. Aynı zamanda, manyetarların nötron yıldızı çarpışmasının ateşinde ve öfkesinde doğabileceğine dair artan kanıtlar yelpazesine de katkıda bulunuyor.
Zhang, "Bu keşif, kozmostaki en aşırı patlamalar hakkındaki anlayışımızı dönüştürüyor," dedi. "Yeni doğmuş manyetarların kompakt yıldız birleşmelerinden sağ çıkabileceğini ve güçlü kozmik motorlar olarak hareket edebileceğini gösteriyor. Bu, gama ışınlarını, kütleçekimsel dalgaları ve kompakt yıldızların fiziğini birbirine bağlayan çoklu haberleşme astronomisinde yeni bir sınır açıyor."
Araştırma, Nature Astronomy dergisinde yayınlandı.
