1967'de NASA bilim adamları, derin uzaydan gelmeden önce hiç görmedikleri bir şey fark ettiler. “Vela Olayı” olarak bilinen şeyde, çoklu uydular çok parlak bir Gama Işını Patlaması (GRB) kaydetti, galaksiyi kısaca gölgede bıraktı. Müthiş güçleri ve kısa ömürlü doğaları göz önüne alındığında, gökbilimciler bu patlamaların nasıl ve neden gerçekleştiğini belirlemeye istekliydiler.
On yıllar süren gözlemler, bu patlamaların büyük bir yıldız süpernovaya gittiğinde meydana geldiği sonucuna yol açtı, ancak astronomlar neden bazı durumlarda değil, bazılarında olduğu konusunda emin değillerdi. Warwick Üniversitesi'nden bir ekip tarafından yapılan yeni araştırmalar sayesinde, GRB'lerin üretilmesinin anahtarının ikili yıldız sistemleri ile yattığı anlaşılıyor - yani bir yıldızın Evrendeki en parlak patlamayı üretmek için bir refakatçiye ihtiyacı var gibi görünüyor.
Keşiften sorumlu araştırma ekibi, bir doktora olan Ashley Chrimes tarafından yönetildi. Warwick Üniversitesi Fizik Bölümü öğrencisi. Çalışmaları uğruna, ekip uzun süreli GRB'ler hakkındaki merkezi gizemi ele aldı, bu da yıldızların gözlemlenen tür patlamaları üretecek kadar hızlı bir şekilde bükülebildiğini söyledi.
Kısaca söylemek gerekirse, GRB'ler büyük yıldızlar (Güneşimizin boyutunun yaklaşık on katı) süpernovaya gittiğinde ve bir nötron yıldızı veya kara deliğe çöktüğünde ortaya çıkar. Süreçte, yıldızın dış katmanları üflenir ve çıkarılan malzeme, açısal momentumu korumak için yeni oluşan kalıntı etrafında bir diske yaslanır. Bu malzeme içe doğru düştükçe, bu momentum onu kutuplardan çıkan jetler şeklinde başlatır.
Bunlar, içlerindeki materyalin ışık hızını kapatmak için hızlandırılması nedeniyle “göreli jetler” olarak bilinir. GRB'ler Evrendeki en parlak olaylar olsa da, Dünya'dan sadece kutup eksenlerinden biri doğrudan bize işaret edildiğinde gözlemlenebilir - bu da astronomların yalnızca% 10-20'sini görebileceği anlamına gelir. Ayrıca astronomik olgular gittikçe çok kısadırlar ve saniyenin birkaç dakikasından herhangi bir yere kadar devam ederler.
Buna ek olarak, bir yıldızın ışığı kutup hızları boyunca polar eksenleri boyunca başlatmak için çok hızlı dönmesi gerekir. Bu, astronomlar için bir muammadır, çünkü yıldızlar genellikle çok hızlı bir şekilde elde ettikleri dönüşleri kaybederler. Bu çözülmemiş soruları ele almak için ekip, büyük yıldızların çöktükleri davranışlarını incelemek için bir dizi yıldız evrim modeline güveniyordu.
Bu modeller, Warwick Üniversitesi'nden araştırmacıların yardımıyla Auckland, Yeni Zelanda Üniversitesi'nden Dr.Jan Eldel tarafından yaratıldı. İkili popülasyon sentezi olarak bilinen bir teknikle birleştirilen bilim adamları, GRB üreten nadir patlamaların meydana gelebileceği mekanizmayı tanımlamak için binlerce yıldız sisteminden oluşan bir popülasyonu simüle etti.
Bundan araştırmacılar, bazı çökmekte olan yıldızlardan göreli jetlerin oluşmasına neden olan faktörleri kısıtlayabildiler. Buldukları şey, Dünya ve Ay arasında olanlara benzer gelgit etkilerinin olası tek açıklama olduğuydı. Başka bir deyişle, yıldızların dönüşlerinde birbirine kilitlendiği ikili yıldız sistemlerinde uzun süreli GRB'ler meydana gelir ve dönüşlerini hızlandıran güçlü bir gelgit etkisi yaratır.
Chrimes'in yakın tarihli bir Warwick basın açıklamasında açıkladığı gibi:
“Ne tür yıldızların veya sistemlerin, Evrendeki en büyük patlamalar olan gama ışını patlamaları ürettiğini tahmin ediyoruz. Şimdiye kadar bu sonucu üretmek için ne tür yıldızlara veya ikili sistemlere ihtiyacınız olduğu belli değildi.
“Soru, bir yıldızın dönmeye nasıl başladığı veya zaman içinde dönüşünü nasıl sürdürdüğü idi. Bir yıldızın gelgitlerinin ortağı üzerindeki etkisinin onları yavaşlatmasını durdurduğunu ve bazı durumlarda onları döndürdüğünü bulduk. Yoldaşlarından dönme enerjisi çalıyorlar, bunun bir sonucu olarak daha da uzaklaşıyorlar.
“Belirlediğimiz şey, yıldızların çoğunun tam bir ikili sistemde olmaları nedeniyle hızla dönüyor olmalarıdır. ”
Warwick Üniversitesi Fizik Bölümü'nden araştırmacı ve araştırmanın ortak yazarı Dr. Elizabeth Stanway'in belirttiği gibi, ikili evrim astronomlar için pek yeni değildir. Ancak, Chrimes ve meslektaşları tarafından yapılan hesaplama türleri, ilgili karmaşık hesaplamalar nedeniyle daha önce hiç yapılmamıştır. Bu nedenle, bu çalışma ikili modeller içinde işyerinde fiziksel mekanizmaları dikkate alan ilk çalışmadır.
“Gama ışını patlamaları üreten yıldızların metalikliği konusunda da büyük bir ikilem var” dedi. “Gökbilimciler olarak, yıldızların bileşimini ölçüyoruz ve gama ışını patlamaları için baskın yol, yıldız atmosferinde çok az demir atomu veya diğer ağır elementler gerektiriyor. Yıldızlarda gama ışını patlamaları üreten neden çeşitli kompozisyonlar gördüğümüz hakkında bir bulmaca var ve bu model bir açıklama sunuyor. ”
Bu son çalışma ve ikili evrim üzerine sağladığı model sayesinde, gökbilimciler, GRB üreten yıldızların sıcaklık, parlaklık ve eşlik eden yıldızlarının özellikleri açısından neye benzemesi gerektiğini tahmin edebileceklerdir. Geleceğe bakıldığında, Chimes ve meslektaşları, gökbilimcilere gizem katan geçici fenomenleri keşfetmeyi ve modellemeyi umuyorlar.
Bunlar arasında Hızlı Radyo Patlamaları (FRB'ler) ve bunlara neden olan şeyler (özellikle tekrarlanan çeşitlilik) ve hatta yıldızların kara deliklere dönüşmesi gibi daha nadir olaylar yer alır. Bulgularını açıklayan çalışma, Ocak ayının Ocak sayısında Kraliyet Astronomi Derneği Aylık Bildirimleri ve İngiltere Araştırma ve İnovasyon Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi tarafından finanse edildi.
