M15, sonunda şiddetli bir şekilde birleşecek bir çift nötron yıldız sistemine sahiptir. Kredi: NOAO Ayrıntı için tıklayınız
Gama ışını patlamaları, büyük miktarlarda yüksek enerjili radyasyon yayan evrendeki en güçlü patlamalardır. Onlarca yıldır kökenleri bir sırdı. Bilim adamları şimdi gama ışını patlamaları üreten süreçleri anladıklarına inanıyorlar. Bununla birlikte, Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi (CfA) ve meslektaşları Simon Portegies Zwart (Astronomi Enstitüsü, Hollanda) ve Stephen McMillan'ın (Drexel Üniversitesi) Jonathan Grindlay'ın yeni bir araştırma, daha önce bazı gamma- ışın patlamaları: küresel kümelerde yıldızlarla karşılaşmalar.
Grindlay, “Gözlemlediğimiz tüm kısa gama ışını patlamalarının üçte biri, küresel kümelerde nötron yıldızlarının birleşmesinden kaynaklanabilir” dedi.
Gama ışını patlamaları (GRB'ler) iki farklı “tat” halinde gelir. Bazıları bir dakika veya daha uzun süre dayanır. Gökbilimciler, bu uzun GRB'lerin bir hipernovada büyük bir yıldız patladığında üretildiğine inanıyorlar. Diğer patlamalar saniyenin sadece bir kısmı kadar sürer. Gökbilimciler, kısa GRB'lerin iki nötron yıldızının veya bir nötron yıldızının ve bir kara deliğin çarpışmasından kaynaklandığını teorize ederler.
Çoğu çift nötron yıldız sistemi, zaten birbirinin etrafında dönen iki büyük yıldızın evriminden kaynaklanır. Doğal yaşlanma süreci, her ikisinin de nötron yıldızları olmasına (belirli bir kütle ile başlarlarsa) neden olur, bu da milyonlarca veya milyarlarca yıl boyunca bir gama ışını patlaması bırakıp serbest bırakana kadar birlikte sarılır.
Grindlay’ın araştırması, başka bir potansiyel kısa GRB kaynağına işaret ediyor - küresel kümeler. Küresel kümeler, sadece birkaç ışık yılı boyunca dar bir alana sıkışmış evrendeki en eski yıldızlardan bazılarını içerir. Böyle dar alanlar, bazıları yıldız takaslarına yol açan birçok yakın yıldız karşılaşmasını kışkırtır. Yıldız arkadaşına sahip bir nötron yıldızı (beyaz bir cüce veya ana dizi yıldızı gibi) partnerini başka bir nötron yıldızı ile değiştirirse, ortaya çıkan nötron yıldızı çifti birlikte sarılır ve patlayarak çarpışarak bir gama ışını patlaması oluşturur.
Grindlay, “Küresel bir kümede her yerde milisaniye pulsar şeklinde bir nötron yıldızı içeren bu öncü sistemleri görüyoruz” dedi. Ayrıca, küresel kümeler o kadar yakından doludur ki çok fazla etkileşime sahipsiniz. Bu, çift nötron yıldızı sistemleri yapmanın doğal bir yoludur. ”
Gökbilimciler, çift nötron yıldızı sistemlerinin küresel kümelerde oluşma sıklığını hesaplamak için yaklaşık 3 milyon bilgisayar simülasyonu gerçekleştirdiler. Galaksinin tarihi üzerinde kaç tanesinin oluştuğunu ve bir sistemin birleşmesinin ne kadar sürdüğünü bilerek, daha sonra küresel küme ikili dosyalarından beklenen kısa gama ışını patlamalarının sıklığını belirlediler. Gözlemlediğimiz tüm kısa gama ışını patlamalarının yüzde 10 ila 30'unun bu tür sistemlerden kaynaklanabileceğini tahmin ediyorlar.
Bu tahmin, son GRB gözlemleri tarafından ortaya çıkarılan meraklı bir eğilimi dikkate almaktadır. “Disk” nötron yıldızı ikili denilen birleşmeler ve bu nedenle patlamalar - birlikte oluşan ve birlikte ölen iki büyük yıldızdan oluşturulan sistemler - küresel küme ikili dosyalardan gelen patlamalardan 100 kat daha sık meydana geldiği tahmin edilmektedir. Yine de tam olarak konumlandırılmış bir avuç kısa GRB, küresel kümeler için beklendiği gibi galaktik haleler ve çok eski yıldızlardan gelme eğilimindedir.
“Burada büyük bir defter tutma sorunu var,” dedi Grindlay.
Tutarsızlığı açıklamak için Grindlay, disk ikili dosyalarından gelen patlamaların daha az yönden görülebilen daha dar patlamalarda radyasyon yayma eğiliminde olmalarının daha zor olduğunu öne sürüyor. Daha dar "ışınlama", doğumları andan itibaren birlikte olan ikili dosyalar için beklendiği gibi, spinleri yörüngeleriyle hizalanan çarpışan yıldızlardan kaynaklanabilir. Yeni katılan yıldızlar, rastgele yönelimleriyle birleştiklerinde daha geniş patlamalar yayabilirler.
Grindlay, “Muhtemelen daha kısa GRB'ler disk sistemlerinden geliyor - hepsini görmüyoruz” dedi.
Sadece yaklaşık yarım düzine kısa GRB, son zamanlarda gamma-ışını uydular tarafından tam olarak yerleştirildi ve kapsamlı çalışmaları zorlaştırdı. Daha fazla örnek toplandıkça, kısa GRB'lerin kaynakları daha iyi anlaşılmalıdır.
Bu bulguyu açıklayan makale Nature Physics'in 29 Ocak çevrimiçi sayısında yayınlandı. Çevrimiçi olarak http://www.nature.com/nphys/index.html adresinde ve http://arxiv.org/abs/astro-ph/0512654 adresindeki preprint formunda bulunabilir.
Merkezi Cambridge'de bulunan Mass., Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi (CfA), Smithsonian Astrofizik Gözlemevi ile Harvard College Gözlemevi arasında ortak bir işbirliğidir. Altı araştırma bölümüne ayrılmış olan CfA bilim adamları, evrenin kökenini, evrimini ve nihai kaderini inceliyorlar.
Orijinal Kaynak: CfA Haber Bülteni
