Yıldızları Parçalayan Patlamalarla Evreni Ölçmek | Gözlem Sonuçları

Japonya Ulusal Astronomik Gözlemevi’nde (NAOJ) Yardımcı Doçent olan Maria Dainotti liderliğindeki 23 kişilik uluslararası bir ekip, yıldızların ölümlerinden kaynaklanan güçlü kozmik patlamalar için arşiv verilerini analiz etti ve uzak Evrendeki mesafeleri ölçmenin yeni bir yolunu buldu.

Şekil 1: Bu araştırmanın kavramsal görüntüsü: uzaydaki mesafeyi belirlemek için Gama Işını Patlamalarının kullanılması. Yüksek çözünürlüklü görüntü burada (3MB) (Kredi: NAOJ)


Uzayda herhangi bir yer işareti olmadığı için derinlik hissi elde etmek çok zordur. Gökbilimcilerin kullandığı bir teknik, “standart mumlar”, nesneler veya temel fiziğin mutlak parlaklığın (yanında olsaydınız ne görürdünüz) her zaman aynı olduğunu dikte ettiği olaylara bakmaktır. Hesaplanan bu mutlak parlaklığı görünen parlaklıkla (gerçekte Dünya’dan gözlemlenen) karşılaştırarak, standart muma ve aynı alandaki diğer nesnelere olan mesafeyi belirlemek mümkündür. 11 milyar ışıkyılı uzaklıktan görülebilecek kadar parlak standart mumların olmaması, uzak Evren araştırmalarını engelledi. Gama Işını patlamaları (GRB’ler), büyük kütleli yıldızların ölümleri tarafından üretilen radyasyon patlamaları yeterince parlaktır, ancak parlaklıkları patlamanın özelliklerine bağlıdır.

Bu parlak olayları standart mumlar olarak kullanmaya çalışmanın zorluğunu benimseyen ekip, Subaru Teleskobu (NAOJ’un sahibi olduğu ve işlettiği), RATIR (Not 1) gibi dünyanın önde gelen teleskopları tarafından alınan 500 GRB’nin görünür ışık gözlemleri için arşiv verilerini analiz etti. ) ve Neil Gehrels Swift Gözlemevi gibi uydular. Işık eğrisinin GRB’nin zaman içinde nasıl parlaklaştığı ve karartıldığına ilişkin modelini inceleyen ekip, ortak özelliklere sahip ve muhtemelen benzer fenomenlerin neden olduğu 179 GRB’lik bir sınıf belirledi. Ekip, ışık eğrilerinin özelliklerinden, kozmolojik bir araç olarak kullanılabilecek her GRB için benzersiz bir parlaklık ve mesafe hesaplayabildi.

Evreni Yıldızları Parçalayan Patlamalarla Ölçmek Figure2

Şekil 2: Bir GRB parlaklık eğrisi örneği. Ekip, ani tepe emisyonundan bazılarını kararttıktan sonra parlaklığın neredeyse sabit kaldığı bir “plato” ile 179 GRB’ye odaklandı. Üç parametre arasındaki ilişkiyi incelediler: GRB’nin tepe parlaklığı, platonun sonundaki parlaklık ve platonun süresi. (Kredi: Maria Dainotti ve ark.)


Evreni Yıldızları Parçalayan Patlamalarla Ölçmek Figure3

Şekil 3: “GRB’nin tepe parlaklığı”, “platonun sonundaki parlaklık” ve “plato süresi” ile tanımlanan üç boyutlu bir parametre uzayında çizildiğinde GRB’lerin dağılımı. Ekip, incelenen GRB’lerin 179’unun belirli bir düzlemde dağıtıldığını gösterdi. Üç boyutlu korelasyonları kullanarak bu GRB’ler için benzersiz parlaklıkları hesaplamak mümkündür. (Kredi: Maria Dainotti ve ark.)


Bu bulgular, bu GRB sınıfının arkasındaki mekaniğe yeni bakış açıları sağlayacak ve uzak Evreni gözlemlemek için yeni bir standart mum sağlayacaktır. Baş yazar Dainotti daha önce GRB’lerin X-ışını gözlemlerinde benzer bir model bulmuştu, ancak görünür ışık gözlemlerinin kozmolojik parametreleri belirlemede daha doğru olduğu ortaya çıktı.

Dianotti, “Optik üç boyutlu korelasyonlar içseldir ve seçim yanlılığından veya kırmızıya kayma evriminden bağımsızdır. Bu nedenle, bu korelasyon, kendine özgü özelliklere sahip bu GRB sınıfı için büyük olasılıkla bir magnetar olan ortak bir emisyon mekanizmasını belirlememize izin verir. Gelecekte, bu GRB’ler, kozmolojik parametrelerin belirlenmesinde X-ışını temel düzlemindeki GRB’lerden daha yüksek bir hassasiyet sağlayacakları için kozmolojik standart mumlar olarak kullanılabilir.”

Bu sonuçlar Dainotti ve diğerleri olarak ortaya çıktı., “Swift/UVOT, RATIR ve SUBARU Teleskopu ile Yaklaşık 180 Gama Işını Patlaması Afterglows için Optik İki ve Üç Boyutlu Temel Düzlem Korelasyonları,” 21 Temmuz 2022’de Astrophysical Journal Supplement Series’de.

Bu araştırma sonuçlarıyla ilgili video. (Kredi: Kamil Kalinowski, Delina Levine, Sam Young, Maria Dainotti)


(Not 1) Profesörler Prochaska ve Ramirez-Ruiz (UCSC), San Pedro Martir Gözlemevi’ndeki 1,5 m teleskop üzerindeki Reiyonizasyon ve Geçici Kızılötesi/Optik (RATIR) kamerasının tasarımına, imalatına ve devreye alınmasına katkıda bulundu.

Subaru Teleskobu Hakkında
Subaru Teleskobu, Japonya Ulusal Astronomik Gözlemevi, Ulusal Doğa Bilimleri Enstitüleri tarafından MEXT Projesinin Büyük Bilimsel Sınırları Teşvik Etme desteğiyle çalıştırılan büyük bir optik-kızılötesi teleskoptur. Hawaii’de kültürel, tarihi ve doğal önemi olan Maunakea’dan Evreni gözlemleme fırsatı için onur ve minnettarız.











Leave a Reply

Your email address will not be published.