Hong Kong Üniversitesi (HKU), Nanjing Üniversitesi ve Çin Bilimler Akademisi (CAS) Yüksek Enerji Fiziği Enstitüsü’nden araştırmacıların yürüttüğü çalışma, 7 Mart 2023’te gözlenen GRB 230307A içinde milisaniye ölçekli titreşimler ortaya koydu ve Nature Astronomy’de yayımlandı. Ekip, saniyede yaklaşık 1.000 devir düzeyindeki sinyalin, ultra güçlü manyetik alana sahip, hızla dönen bir “milisaniye magnetar” oluşumuna karşılık geldiği değerlendirmesini yaptı. Bu sonuç, evrendeki en parlak kısa süreli patlamalardan bazılarını magnetarların besleyebileceğine dair şimdiye kadarki en doğrudan gözlemsel işaret olarak kayda geçti.
GİZLİ KALP ATIŞI
GRB 230307A, Çin’in GECAM-B ve GECAM-C uydularıyla NASA’nın Fermi/GBM dedektörü tarafından kaydedilen en parlak ikinci GRB oldu. Optik takip gözlemleri, olayın kompakt yıldız birleşmesi kaynaklı olduğunu doğruladı. Bununla birlikte yaklaşık bir dakikalık olağan dışı uzunluğu, bu sınıfta beklenen <2 saniyelik standart sürelerle çelişti. HKU Fizik Bölümü’nden Prof. Bing Zhang, bu sıra dışı pencerede saklı periyodik işaretin ortaya çıkarılmasıyla, belli GRB’lerin kara delik yerine yeni doğmuş magnetar tarafından güçlendirildiğinin güvenle söylenebileceğini vurguladı.
VERİYLE DOĞRULANDI
Ekip, Pekin’deki CAS Yüksek Enerji Fiziği Enstitüsü tarafından geliştirilen GECAM gama ışını dedektörlerinden elde edilen 600 bini aşkın veri setini taradı. Nanjing Üniversitesi liderliğinde yapılan zaman-frekans çözümlemeleri, yalnızca 160 milisaniye süren, 909 Hz frekanslı yarı periyodik salınımı (QPO) açığa çıkardı. Sinyal, GECAM-B, GECAM-C ve Fermi/GBM verileriyle bağımsız biçimde teyit edilerek astrofiziksel kökeni güçlendirildi. Bu, bir GRB içinde milisaniye magnetardan gelen periyodik bir izin ilk doğrudan tespiti olarak kayda geçti.
MANYETİZE JET SENARYOSU
HKU ekibi, sinyalin fiziksel kökenine ilişkin kuramsal çerçeveyi sundu: Hızlı dönen magnetarın güçlü manyetik alanı, gama jetine periyodik bir modülasyon taşıdı; ancak jetin geometrik/ışınımsal evrimi nedeniyle bu imza yalnızca emisyonun kısa süre asimetrik hale geldiği aralıkta görünebildi ve simetri geri kurulduğunda iz kayboldu. Bu tablo, GRB 230307A’nın maddeden çok manyetik alanların yön verdiği Poynting akısı baskın bir jet tarafından beslendiği fikriyle örtüştü. Hem milisaniye magnetar hem de manyetize jet kavramlarının, Prof. Zhang tarafından on yılı aşkın süre önce literatüre önerildiği; yeni gözlemin bu kuramları doğrudan veriyle bağlayan en güçlü kanıt olduğu belirtildi.
STANDART MODELİN ÖTESİ
Gama ışını patlamaları çoğunlukla büyük kütleli yıldız çöküşleri ya da nötron yıldızı birleşmeleri ile tetikleniyor; kalıntı nesnenin anında kara deliğe çöküp çökmediği ya da bir süre yüksek manyetize nötron yıldızı olarak yaşayıp jeti besleyip beslemediği uzun süredir tartışılıyordu. GRB 230307A’daki milisaniyelik nabız, en azından bazı olaylarda magnetar merkezli motor olasılığını öne çıkararak bu tartışmayı yeni bir evreye taşıdı.
ÇOKLU HABERCİ UFUKU
Şimdiye dek GRB’nin merkez motoru çoğunlukla art ışıma modellemeleri ve kuramsal çıkarımlarla yorumlanabiliyordu. Bu çalışma, bir GRB içindeki dönüşsel imzayı doğrudan yakalayarak yeni bir gözlemsel kanal açtı. Araştırma, gama ışınları, olası kütleçekim dalgaları ve kompakt yıldız fiziği arasındaki bağları güçlendiriyor; çoklu haberci astronomisi için hedefli arama stratejileri geliştirmeye olanak sağlıyor.
SONRAKİ ADIMLAR
Ekip, benzer parlak GRB’lerde milisaniyelik titreşimleri sistematik biçimde araştırmayı planlıyor. Daha gelişmiş uzay gözlemevlerinin devreye girmesiyle, bu geçici nabızların daha sık yakalanabileceği; her tespitin kompakt yıldızların yaşam-döngüsü, magnetarların kozmik rolü ve aşırı astrofiziksel süreçlerin kökenleri hakkında ek bilgi sunacağı değerlendiriliyor.
