Zaman zaman gece göğü, evrenimizin üretebileceği en enerjik ışıkla parlayan muazzam bir patlamayla aydınlanır. Bu tür patlamalara gama ışını patlamaları denir ve birkaç saniyede, Güneş’imizin yaşamı boyunca yayacağı enerjiyi salabilirler.

Şimdi bilim insanları, kaydedilen en parlak gama ışını patlamasının elektromanyetik radyasyon spektrumunda ( bir ışık kaynağının yaydığı farklı dalga boylarını veya frekanstağı ışık ışınlarının toplamını ifade eder. ) daha önce görülmemiş bir sinyal buldular. Bu sinyal, gama ışını spektrumunda parlak bir bölge oluşturan bir emisyon ışığıdır. Ve bu şeyin, bilim insanlarının belirlediği üzere, tamamen yok oluş yani elektron-pozitron çiftlerinin karşılıklı yok oluşu olduğunu belirlediler.

‘BOAT’ (En Parlak Zamanın Kısaltması olarak adlandırılan) patlaması, Ekim 2022’de tespit edildi. Bir yıldızın çekirdeği bir kara deliğe çökmek üzere patladığında meydana gelen büyük bir patlamaydı, bu yüzden ölçüm yapmak oldukça zor oldu. Ancak ölçümler alındı ve bilim insanları, erken bir aşamada özel bir şeyle karşı karşıya olduklarını biliyorlardı.

“BOAT patladığında, Fermi’nin (NASA tarafından işletilen bir uzay teleskobudur. ) Gama Işını Patlama İzleyicisi alışılmadık bir enerji zirvesi kaydetti ve bu dikkatimizi çekti,” diyor araştırmacı.

Araştırmacı, “O sinyali ilk gördüğümde tüylerim diken diken oldu. Şimdiye kadar yaptığımız analiz, bunun gama ışını patlamaları üzerine 50 yıldır yapılan çalışmalarda görülen ilk yüksek güvenilirlikte emisyon çizgisi olduğunu gösteriyor.” Diyor. 

Işık spektrumunda parlaklaşmış çubuklar olarak görünen emisyon çizgileri, belirli dalga boylarında ışığın daha parlak parlamasına neden olan bir şey olduğunu gösterir. Benzer şekilde, daha koyu çubuklar olarak görülen soğurma çizgileri, ışık dalga boylarının emildiği yerlerde görünebilir.

Emisyon ve soğurma özellikleri, çeşitli astrofiziksel süreçlerin kimyası hakkında çok şey söyleyebilir; yıldızların metal içeriğinden uzak gezegen atmosferlerinin moleküllerine kadar.

Gama ışını patlamaları üretilebilecek farklı senaryolar vardır, ancak BOAT’ı üreten senaryo – resmi adı GRB 221009A – bir kara deliğin doğumuydu. Yıldızın dış materyali uzaya şiddetle fırlatılırken, çekirdek yerçekiminin etkisiyle çökerek evrendeki en yoğun nesne halini aldı.

Bu patlama, karşıt yönlere fırlayan jetler veya parçacıklarla birlikteydi. Gama ışını patlaması olarak gördüğümüz şey, jetlerin görüş açımıza doğru eğilmiş halidir.

GRB 221009A patladığında, parlaklık o kadar aşırıydı ki detayları gözlemek zor oldu. 80 saniye boyunca patlama, 12 milyon elektron voltluk bir pik enerjiden yaklaşık 6 milyon elektron volta düştü. Sadece beş dakika sonra, parlaklık yeterince azalmıştı ki Fermi gama ışını teleskobu 40 saniyeden fazla süren bir emisyon çizgisini ayırt edebildi.

Araştırmacılar, artan parlaklığın, bir elektron ve antimadde karşıtı olan pozitronun çarpışmasıyla 0.511 milyon elektron volt enerjili bir foton üretilmesi olayından kaynaklandığını düşünüyorlar.

BOAT’ta gözlemlenen emisyon özelliği çok daha yüksek bir enerjiyi yansıtıyor, ancak araştırmacıların bu konuda bir açıklaması var. Yok oluş, ışık hızının yaklaşık %99.9’u hızında hareket eden bir jet içinde meydana geldi. Bu, enerjinin olduğundan çok daha yüksek görünmesini sağladı; bu bir izleme açısı nedeniyle oluşan bir illüzyondur ve diğer astrofiziksel jetlerde görülebilir.

“Çünkü jeti izliyoruz ve madde neredeyse ışık hızında hareket ediyor, bu emisyon büyük ölçüde maviye kaydırılmış ve çok daha yüksek enerjilere itilmiştir,” diyor araştırmacı.

GRB 221009A’nın bir gama ışını patlamasının aşırı bir örneği olduğu görülse de, sonraki gözlemler ve analizler BOAT’ın aslında oldukça normal olduğunu ortaya koydu – parlaklığı yalnızca yönelimi nedeniyle, doğrudan görüş açımıza patlamıştı.

Bu aslında iyi bir haber. Bu, BOAT’ı gama ışını patlamalarının genellikle nasıl evrildiğini ve içlerinde neler olduğunu anlamak için kullanabileceğimiz anlamına geliyor.

“Bu inanılmaz kozmik patlamaları on yıllardır inceliyoruz, ancak bu jetlerin nasıl çalıştığını detaylı bir şekilde anlamıyoruz,” diyor araştırmacı. “Bu olağanüstü emisyon çizgisi gibi ipuçlarını bulmak, bilim insanlarının bu ekstrem ortamı daha derinlemesine araştırmalarına yardımcı olacak.” Diye ekliyor.

Bu çarpıcı keşif, gama ışını patlamalarının karmaşıklığını ve evrenin en enerjik olaylarını anlamamıza katkı sağlıyor. BOAT olarak adlandırılan bu patlamanın detayları, bilim insanlarına hem gama ışını patlamalarının nasıl oluştuğunu hem de yüksek enerjili astrofiziksel süreçlerin doğasını daha iyi anlama fırsatı sunuyor. Gelecekte bu tür bulgular, kozmik olayların ve temel fizik yasalarının derinliklerine dair daha fazla bilgi edinmemize yardımcı olacak. Bilim dünyasının bu olağanüstü keşifle ilgili daha fazla detay sunmasını merakla bekliyoruz.