AlegsaOnline.com

Gama ışını

Yazar: Leandro Alegsa

18-05-2022

Gama ışını patlamaları (GRB'ler) aşırı enerjik patlamalardan kaynaklanan gama ışını parlamalarıdır. Uzak galaksilerde görülmüşlerdir. Evrende meydana geldiği bilinen en parlak elektromanyetik olaylardır.

Patlamalar milisaniyeden birkaç dakikaya kadar sürebilir, ancak tipik bir patlama birkaç saniye sürer. İlk patlamayı genellikle daha uzun dalga boylarında (X-ışını, ultraviyole, görünür ışık, kızılötesi ve radyo dalgaları) yayılan daha uzun ömürlü bir 'artçı parıltı' izler.

GRB'lerin çoğu bir süpernova sırasında, hızla dönen devasa bir yıldızın çökerek bir kara delik oluşturması sonucu açığa çıkan dar bir yoğun radyasyon demetidir. GRB'lerin bir alt sınıfı ('kısa' patlamalar) farklı bir süreçten, belki de ikili nötron yıldızlarının birleşmesinden kaynaklanıyor gibi görünmektedir.

Çoğu GRB'nin kaynağı Dünya'dan milyarlarca ışık yılı uzaktadır. Bu da patlamaların son derece enerjik olduğunu gösteriyor: tipik bir patlama birkaç saniye içinde Güneş'in 10 milyar yıllık ömrü boyunca salacağı kadar enerji salıyor. Çok nadirdirler (galaksi başına milyon yılda birkaç tane).

Gözlemlenen tüm GRB'ler Samanyolu galaksisinin dışından gelmiştir. Benzer fenomenler, yumuşak gama tekrarlayıcı patlamaları, Samanyolu içindeki manyetarlarla ilişkilidir. Samanyolu'ndaki bir gama ışını patlamasının Dünya'da kitlesel bir yok oluşa neden olabileceği öne sürülmüştür. Böyle bir durum bilinmemektedir.

Bir yıldız oluşum bölgesinde meydana gelen parlak bir gama ışını patlamasının sanatçı çizimi. Patlamadan gelen enerji iki dar, zıt yönlü jete ışınlanır.

Tarih

Gama ışını patlamaları ilk olarak 1960'ların sonlarında, uzayda test edilen nükleer silahlardan yayılan gama radyasyon darbelerini tespit etmek için inşa edilen ABD Vela uyduları tarafından gözlemlenmiştir.

2 Temmuz 1967'de, saat 14:19 UTC'de, Vela 4 ve Vela 3 uyduları bilinen hiçbir nükleer silah izine benzemeyen bir gama radyasyonu parlaması tespit etti. Ne olduğundan emin olmayan ancak konunun özellikle acil olduğunu düşünmeyen Los Alamos Bilimsel Laboratuarı ekibi, verileri araştırmak üzere dosyaladı.

Ekip, farklı uydular tarafından tespit edilen patlamaların farklı varış zamanlarını analiz ederek, on altı patlamanın gökyüzü konumları için kabaca tahminler belirleyebildi^12-16 ve karasal veya güneş kökenli olduğunu kesin olarak ekarte etti. Keşif 1973 yılında yayımlandı.

BATSE görevi sırasında tespit edilen tüm gama ışını patlamalarının gökyüzündeki konumları. Dağılım rastgeledir ve görüntünün merkezinden yatay olarak geçen Samanyolu düzlemine doğru bir yoğunlaşma yoktur.

Uzun gama ışını patlamaları

Gözlemlenen olayların çoğu iki saniyeden uzun sürer ve uzun gama ışını patlamaları olarak sınıflandırılır. Kısa muadillerine göre çok daha ayrıntılı olarak incelenmişlerdir. Neredeyse iyi çalışılmış her uzun gama ışını patlaması, hızla yıldız oluşturan bir galaksi ve çoğu durumda çekirdek çökmesi süpernovası ile ilişkilendirilmiştir. Bu da uzun GRB'leri büyük kütleli yıldızların ölümleriyle ilişkilendirmektedir. Yüksek kırmızıya kaymadaki (uzak mesafelerdeki) uzun GRB artçı ışıma gözlemleri de GRB'lerin yıldız oluşum bölgelerinden kaynaklandığını göstermektedir. Bunun nedeni, uzak galaksileri gözlemlemenin, daha erken bir aşamadaki galaksilere zamanda geriye bakmak olmasıdır.

Enerjetik

Gama ışını patlamalarının, patlama enerjisinin çoğunun ışık hızının %99,995'inden daha yüksek hızlarda hareket eden dar bir rölativistik jetteki yüksek oranda odaklanmış patlamalar olduğu düşünülmektedir.

Jetin yaklaşık açısal genişliği (yani ışınlama derecesi), artçı ışıma ışık eğrilerinde "jet kırılmaları" gözlemlenerek doğrudan tahmin edilebilir: jetin yavaşlaması ve artık radyasyonunu bu kadar etkili bir şekilde ışınlayamaması nedeniyle yavaşça azalan artçı ışımanın aniden solmaya başladığı bir zaman. Gözlemler jet açısında 2 ila 20 derece arasında önemli değişiklikler olduğunu göstermektedir.

Enerjileri güçlü bir şekilde ışınlandığından (çok dar), çoğu patlamadan yayılan gama ışınları Dünya'yı ıskalar ve asla tespit edilmez. Bir gama ışını patlaması Dünya'ya doğru yönlendirildiğinde, enerjisinin nispeten dar bir ışın boyunca odaklanması, patlamanın enerjisinin küresel olarak yayılması durumunda olacağından çok daha parlak görünmesine neden olur. Bu etki dikkate alındığında, tipik gama ışını patlamalarının yaklaşık 10⁴⁴ J veya bir Güneş kütlesi enerji eşdeğerinin yaklaşık 1/2000'i kadar gerçek bir enerji salınımına sahip olduğu gözlemlenir.

Bu, parlak bir Ib/c tipi süpernovada (bazen 'hipernova' olarak da adlandırılır) açığa çıkan enerji ile karşılaştırılabilir. En yakın GRB'lerin bazılarının konumunda çok parlak süpernovalar görülmüştür.

Sorular ve Yanıtlar

S: Gama ışını patlamaları nedir?

C: Gama ışını patlamaları (GRB'ler) aşırı enerjik patlamalardan kaynaklanan gama ışını parlamalarıdır.

S: GRB'ler tipik olarak ne kadar sürer?

C: GRB'ler milisaniyeden birkaç dakikaya kadar sürebilir, ancak tipik bir patlama birkaç saniye sürer.

S: Çoğu GRB'nin kaynağı nedir?

C: GRB'lerin çoğu, hızla dönen devasa bir yıldızın çökerek bir kara delik oluşturmasıyla, bir süpernova sırasında açığa çıkan dar bir yoğun radyasyon demetidir.

S: Gözlemlenen GRB'lerin çoğu nereden geliyor?

C: Gözlemlenen tüm GRB'ler Samanyolu galaksisinin dışından gelmiştir.

S: Ortalama bir patlama ne kadar enerji açığa çıkarır?

C: Tipik bir patlama, birkaç saniye içinde Güneş'in 10 milyar yıllık ömrü boyunca salacağı kadar enerji salar.

S: GRB olayları ne kadar nadirdir?

C: Çok nadirdirler (galaksi başına milyon yılda birkaç tane).

S: Gama ışını patlamalarının kendi galaksimiz içinde yarattığı herhangi bir tehlike olabilir mi?

C: Samanyolu'ndaki bir gama ışını patlamasının Dünya'da kitlesel bir yok oluşa neden olabileceği öne sürülmüştür, ancak böyle bir durum bilinmemektedir.