Bilim insanları, evrenin en güçlü mıknatıslarından biri olan manyetarların doğumuna ilk kez tanıklık etti. Bu heyecan verici keşif, olağandışı parlaklıkta bir süpernovanın kalbinde gerçekleşti ve Albert Einstein'ın Genel Görelilik Teorisi'nin bir "sihirli numarası" sayesinde mümkün oldu.
Araştırmacılara göre, bu keşif, bir süpernovanın mekaniğini açıklamak için ilk kez Genel Görelilik Teorisi'nin kullanıldığı an olma özelliğini taşıyor.
Manyetarlar, devasa yıldızların şiddetli patlamaları sonucu geride kalan, aşırı yoğun nötron yıldızlarının süperşarj edilmiş versiyonlarıdır. Güneş'in kütlesini yalnızca birkaç kilometre çapında bir alana sığdırabilen bu yıldız kalıntıları, inanılmaz bir hızla dönerler ve bu sayede güçlü bir manyetik alan oluştururlar. Ancak manyetarlar bunu bir adım öteye taşıyarak, atomları bile parçalayabilecek kadar güçlü manyetik alanlara sahiptir.
On yılı aşkın bir süredir araştırmacılar, manyetarların oluşumunun, diğer yıldız patlamalarından en az 10 kat daha parlak olan "süperluminova süpernovaların" açıklanmasına yardımcı olabileceğini öngörüyorlardı. Teorik olarak, bu nadir ışık gösterileri, süpernovanın merkezinde bir manyetarın oluşmasıyla meydana gelebilir, çünkü bu yıldız kalıntısının aşırı güçlü manyetizması, yüklü parçacıkların fırlatılmasını daha da hızlandırabilir. Fakat şimdiye kadar kimse bunu kanıtlayamamıştı.
Ancak 11 Mart'ta Nature dergisinde yayımlanan yeni bir çalışmada, astronomlar bu olgunun, Aralık 2024'te gökyüzünde patlayan ve SN 2024afav olarak adlandırılan bir süperluminova süpernovanın içinde gerçekleştiğine dair kanıtlar buldu.
200 günden fazla süren ve dünya genelindeki iki düzineden fazla teleskop tarafından gözlemlenen SN 2024afav'ın ışık eğrisi analiz edildiğinde, ekibin zirve parlaklığına ulaştıktan sonra diğer süpernovalar gibi yavaşça sönümlenmediği görüldü. Bunun yerine, parlaklığı en az dört kez artıp azaldı; bu durum, araştırmacıların bir manyetarın dahil olduğunun kanıtı olduğunu iddia ettikleri bir sonuçtur.
Çalışmanın ortak yazarlarından biri ve Kaliforniya Üniversitesi (UC) Berkeley'de astronom olan Alexei Filippenko, bir açıklamada, "Bu, süperluminova süpernovanın çekirdek çöküşünün bir sonucu olarak bir manyetarın oluştuğuna dair kesin kanıttır" dedi. Ayrıca, bir manyetarın doğumunu ilk kez görmenin "gerçekten heyecan verici" olduğunu ekledi.
Geçmişte astronomlar, iki küçük nötron yıldızının birleşmesi gibi, bir manyetarı doğurmuş olabilecek başka olgulara tanıklık etmişlerdi. Ancak bu yeni çalışma, bir manyetarın doğumuna dair ilk doğrudan kanıttır.
Araştırmacılar ayrıca analiz ettikleri verilere dayanarak yeni doğan manyetarın fiziksel özelliklerini tahmin ettiler. Manyetarın muhtemelen her 4,2 milisaniyede bir (saniyede 238 kez) döndüğünü ve manyetik alanının, gezegenimizi potansiyel olarak tehlikeli güneş fırtınalarından koruyan Dünya'nın manyetik alanından yaklaşık 300 trilyon kat daha güçlü olduğunu düşünüyorlar.
"Titreşen Kozmik Deniz Feneri"
SN 2024afav'ın ışık eğrisindeki dalgalanmaların, yeni doğan manyetarı çevreleyen bir birikim diskinin sonucu olması muhtemeldir. Bu disk, patlayan yıldızdan gelen ve aşırı kütleçekimi nedeniyle yıldız kalıntısına geri çekilen gaz ve tozdan oluşmaktadır. Bu durum, karadeliklerin etrafında görülebilen disklere benzer ancak neredeyse kesinlikle asimetrik olurdu, yani manyetarın dönüş ekseniyle hizalanmazdı.
Einstein'ın Genel Görelilik Teorisi, böyle bir diskin Lense-Thirring öncessionu adı verilen bir etkiye maruz kalacağını söyler. Bu da, manyetarın dönüş eksenine göre salınmasına neden olur ve yıldız kalıntısı ile Dünya arasındaki görüş hattından geçerken parlaklığını ve sönüklüğünü değiştirerek bir titreşim yaratır.
UC Berkeley temsilcileri bir açıklamada, "Titreşen bir disk, manyetardan gelen ışığı periyodik olarak engelleyebilir ve yansıtabilir, tüm sistemi titreşen bir kozmik deniz fenerine dönüştürür" dedi.
Araştırmacılar, süpernovanın ışık eğrisinde dört dalgalanma tespit etti; her biri bir öncekinden daha kısa ve daha az yoğundu. Bu tür bir salınım, birkaç kuş sesinin ritmiyle benzerlik gösteriyordu ve bu da ekibin dalgalanmalara "cik cik" adını vermesine neden oldu. Bu, Lense-Thirring etkisinden beklenen bir durumdur.
Çalışmanın baş yazarı ve SN 2024afav'ın ilk tespit edildiği yer olan Kaliforniya'daki Las Cumbres Gözlemevi'nde doktora adayı ve UC Berkeley'de araştırma görevlisi olacak Joseph Farah, "Salt Newton etkileri ve manyetarın manyetik alanlarından kaynaklanan öncession dahil olmak üzere birkaç fikir denedik, ancak yalnızca Lense-Thirring öncession zamanlamaya mükemmel uyum sağladı" dedi. "Ayrıca genel göreliliğin bir süpernovanın mekaniğini açıklamak için ilk kez kullanıldığı zamandır" diye ekledi.
Bu fikri ilk ortaya atan araştırmacılar için yeni bulgular, haklı olduklarının "kesin kanıtı" niteliğindedir.
İlk olarak Lense-Thirring hipotezini önerenlerden biri olan ancak yeni çalışmaya dahil olmayan UC Berkeley'den bir astrofizikçi Dan Kasen, "Yıllardır, manyetar fikri neredeyse bir teorisyenin sihirli numarası gibiydi - süpernova kalıntılarının katmanlarının ardında güçlü bir motor gizlemek," dedi. "Bu süpernovanın sinyalindeki cik cik sesi, o motorun perdenin arkasını çekip gerçekten orada olduğunu ortaya çıkarması gibi."
Yeni bulgular, tüm süperluminova süpernovaların manyetarlarla bağlantılı olduğu anlamına gelmiyor, çünkü diğer araştırmacılar bu parlak patlamaların, patlayan yıldızları çevreleyen gaz ve tozdan oluşan "koza"lar tarafından da tetiklenebileceğini zaten göstermişlerdi. Ancak ekip şimdi bu nedenlerden hangisinin evrende en yaygın olduğunu araştırmayı planlıyor.
Araştırmacılar, önümüzdeki birkaç yıl içinde, bu titreşimli sinyalleri tespit etmek için uygun olacağını düşündükleri Şili'deki yeni faaliyete geçen Vera C. Rubin Gözlemevi'ni kullanarak düzinelerce benzer "cik cik" yapan süpernova bulmayı bekliyorlar.
