Bilim insanları, bu yılın başlarında Dünya'dan geçen rekor kıran ve oldukça sıra dışı bir radyo sinyalinin kaynağını incelemek için James Webb Uzay Teleskobu'nu (JWST) kullandı. Bu, bir radyo sinyalinin kökeninin bu kadar detaylı bir şekilde araştırılmasındaki ilk örnek.
Araştırmacılar, parlak radyo patlamasını Dünya'dan yaklaşık 130 milyon ışık yılı uzaklıktaki bir galaksinin kenarına kadar takip etti. JWST'nin kızılötesi gözünü kullanarak, büyük ve yaşlı bir yıldızdan kaynaklanan güçlü bir enerji patlaması belirlediler. Bu yıldızın, sıra dışı sinyalin kaynağı olabileceği düşünülüyor. Ekip ayrıca, radyo patlamasının orijinal çevresini benzeri görülmemiş bir netlikle ortaya koyarak, yakınlardaki belirli yıldız kümelerine de odaklandı.
21 Ağustos'ta The Astrophysical Journal Letters'da yayımlanan iki makalede açıklanan bu bulgular, bugüne kadar kaynak galaksilerine, hatta onları doğuran spesifik yıldız sistemlerine bile izlenmesi son derece zor olan hızlı radyo patlamaları (FRB'ler) çalışmasında bir dönüm noktası olabilir.
Makalelerden birinin baş yazarı ve Harvard Üniversitesi'nde araştırma bilimcisi olan Peter Blanchard, yaptığı açıklamada, "JWST'nin yüksek çözünürlüğü, bir FRB etrafındaki bireysel yıldızları ilk kez çözmemizi sağlıyor. Bu, bu tür güçlü patlamalara yol açabilecek yıldız ortamlarını tanımlamanın kapısını aralıyor, özellikle nadir FRB'ler bu ayrıntı düzeyinde yakalandığında." dedi.
Adından da anlaşılacağı gibi, hızlı radyo patlamaları inanılmaz derecede kısa süreli radyo enerjisi darbeleridir. Genellikle sadece birkaç milisaniye sürerler ancak bu kısa sürede Güneş'in birkaç günde yaydığından daha fazla enerji yayarlar.
2007'deki keşfinden bu yana bilim insanları, gökyüzünün her köşesinden yayılan binden fazla FRB tespit etti. Ancak bu darbelerin çok kısa süresi, onları incelemeyi zorlaştırıyor. Bu sıra dışı sinyallerin birçoğu tekrarlıyor gibi görünse de, bazıları tekrarlamıyor. FRB'lere neyin neden olduğuna dair birçok teori var ve en güçlü adaylar arasında, ölü yıldızların hızla dönen, yüksek oranda manyetize olmuş kabukları olan nötron yıldızlarının bir türü olan magnetarlar bulunuyor. Ancak bu da henüz kesinleşmiş değil.
Bu yılın Mart ayında, FRB'leri incelemeye adanmış binden fazla radyo alıcısından oluşan Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) tesisinde şimdiye kadar tespit edilen en parlak radyo patlaması gözlemlendi. Resmi olarak FRB 20250316A olarak adlandırılan bu güçlü patlama, ekibin "RBFLOAT" (Radio Brightest Flash Of All Time - Tüm Zamanların En Parlak Radyo Patlaması) olarak adlandırmasına neden oldu.
Araştırmacılara göre, patlamanın aşırı parlaklığı, FRB'nin Samanyolu'na nispeten yakın bir yerden kaynaklandığını gösteriyordu ve bu da onu CHIME'ın yeni Outrigger dizisi için mükemmel bir hedef haline getirdi. Bu dizi, Kaliforniya'dan Britanya Kolumbiyası'na kadar Kuzey Amerika'yı kapsayan bir teleskop kümesi. Araştırmacılar, çoklu bakış açılarından bu güçlü FRB'yi inceleyerek, konumunu Büyük Ayı takımyıldızının içinde yer alan NGC 4141 galaksisine sabitledi ve ardından patlamanın kaynağını sadece 45 ışık yılı genişliğindeki bir alana daralttı. (Karşılaştırma yapmak gerekirse, Samanyolu galaksimiz yaklaşık 100.000 ışık yılı genişliğindedir).
McGill Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı ve ikinci makalenin baş yazarı Amanda Cook, "Bu lokalizasyonun hassasiyeti... 100 kilometre uzaktan bir çeyrek doları görmeye benziyor" dedi.
CHIME'ın ilk tespit çalışmalarının ardından ekip, RBFLOAT'ın kaynağı olduğu dar alanı incelemek için güçlü JWST'nin yardımını istedi. Teleskop, FRB'nin tespit edildiği tam noktada bir kızılötesi enerji patlaması tespit etmekle kalmadı, aynı zamanda radyo patlamasının geldiği ortamı karakterize etmek için çevredeki komşu yıldızları da inceledi.
Blanchard, başka bir açıklamada, "Bu, FRB ile bağlantısı kurulan ve başka bir galakside bulunan ilk nesne olabilir" dedi.
JWST'nin verileri, kızılötesi nesnenin ya bir kırmızı dev yıldız (yaşamının sonuna yaklaşırken şişmiş bir yıldız) ya da Güneş'ten birçok kat daha büyük, orta yaşlı, kütleli bir yıldız olduğunu gösterdi. Her iki yıldız türü de FRB'ler için uygun bir kaynak olmasa da, ekibin eklediği gibi, kızılötesi nesnenin yörüngesinde dönen görünmeyen bir yoldaş yıldızın, örneğin enerji yayan bir nötron yıldızının, olması olasıdır. Eğer durum buysa, yoldaş yıldız, daha büyük ana yıldıza sızan malzemeler çekiyor olabilir, bu da parlak radyo patlamasını tetiklemiş olabilir.
Ekip ayrıca, çevreyi inceleyerek, genç ama kütleli yıldızların bol olduğu bir kümenin, FRB'yi kolayca yayabilmiş ancak JWST ile doğrudan görülemeyecek kadar soluk olacak bir magnetara çökmüş olabileceği yönünde ikinci bir hipotez öne sürdü.
Blanchard, "Yıldızla olan bağlantının gerçek olup olmadığına bakılmaksızın, patlamanın kökeni hakkında çok şey öğrendik. Eğer çift yıldız sistemi cevap değilse, çalışmamız izole bir magnetarın FRB'ye neden olduğunu ima ediyor." dedi.
RBFLOAT'ı bir kenara bırakırsak, bu araştırma, yeni yükseltilen CHIME deneyinin zor bulunan FRB'leri eşi görülmemiş bir hassasiyetle yerelleştirme yeteneğine sahip olduğunu ve JWST'nin bu gizemli uzay olgularının avlanmasında güçlü bir ortak olduğunu gösteriyor. FRB'leri kökenlerine kadar izlemeye devam etmek, astrofizikteki en büyük çözülmemiş gizemlerden birini çözmeye yardımcı olmakla kalmayacak, aynı zamanda yıldız dinamikleri hakkında da yeni ışık tutarak farklı yıldızların parlak ama çalkantılı yaşamları boyunca nasıl davrandıklarını ortaya koyacaktır.
