Gama ışını patlamaları 1960’larda tesadüfen keşfedilmelerinden bu yana dünya çapındaki gökbilimcileri şaşırtmaya devam ediyor. Peki Gama ışını patlamaları nedir? Nerden geliyorlar? Ayrıca kozmik arka bahçemizde böyle bir olay meydana gelirse ne olur?
Gama ışını patlamaları soğuk savaş yıllarında tesadüfen keşfedilecekti. ABD, Sovyet tarafının 1963 yılında imzalanan nükleer test yasağı antlaşmasına uyup uymadığını kontrol etmek amacıyla Vela gama ışını uydu sistemlerini Dünya yörüngesine yerleştirdi. Atmosferdeki aktiviteleri izleyen Vela uyduları, ani gama ışını parlamaları olup olmadığını belirlemek amacı ile kullanılıyordu.
Temmuz 1969’da Vela uyduları gama ışınlarında beklenmedik bir parlama kaydetti. Bir atom bombası patlaması sonucu oluşacak gama ışını sinyalinin, önce çok kısa zamanda tepeye ulaşması (yaklaşık 1 mili saniyede), sonra daha uzun bir sürede giderek azalması gerekir. Gözlenen parlamada ise sinyal başlangıçta hızla artıp yavaşça azalmak yerine iki tepe oluşturuyordu.
Los Alamos Ulusal Laboratuvarı’ndan Ray Klebesadel’in öncülük ettiği araştırmacılar, Vela uydularından gelen verileri analiz etti. Sonunda bunun atom bombası ile ilişkili olmayan bir olay olduğuna karar verdi. 1973 yılında yayımladıkları bilimsel makalede bu ve benzeri patlamaların Dünya dışından kaynaklandığını bildirdiler. Bu yerinde yorum, gama ışını patlamalarını keşfetmemize neden oldu. Aynı zamanda bir nükleer savaşı da engelledi.
Bu patlamalara güç veren kesin mekanizma hala gizemini koruyor, ama bir gama ışını patlaması günümüzde evrende meydana gelen en güçlü patlamadır. Birkaç saniye içinde Güneş’in ömrü boyunca yaydığından ve yayacağından daha fazla enerji yayar. Evrenin uzak noktalarında bile görülebilirler ve istatistikler bu tür bir patlamanın Samanyolu gibi bir galakside yaklaşık yüz milyon yılda bir meydana geldiğini gösterir.
Gama Işını Patlaması Nedir?
Gama ışını patlamaları, gama ışını dalga boyunda yani yüksek enerjili bir ışınım olarak kendini gösterir. Gözlenmesi için teleskobun atmosferin dışında, Dünya yörüngesinde bulunması gerekir. 5 Nisan 1991’de NASA’nın fırlattığı CGRO (Compton Gamma Ray Observatory – Compton Gama Işını Gözlemevi) üzerinde bulunan BATSE teleskopları, bu patlamaların evrenin her yönünde eş-dağılım gösterdiğini ortaya çıkardı.
Patlamalarda gözlenen gama ışını miktarının zamana göre değişimi, patlamanın ışık eğrisi olarak adlandırılır. Işık eğrileri kullanılarak da patlama süreleri belirlenecektir. Gözlenen patlama süresi 2 saniyeden az olursa buna kısa süreli patlamalar denir.
Bu patlamalar daha fazla oranda yüksek enerjili foton içerir. Bunların iki nötron yıldızının (sıkışık ve yoğun “ölü” yıldızlar) çarpışmasından kaynaklandığı düşünülüyor. Ağustos 2017’de önemli bir olay bu teorinin desteklenmesine yardımcı oldu.
ABD’deki iki yerçekimsel dalga dedektörü olan Ligo ve Virgo, çarpışmak üzere hareket eden iki nötron yıldızından geliyor gibi görünen bir sinyal keşfetti. Birkaç saniye sonra da, GRB 100817A olarak bilinen kısa bir gama ışını patlamasının gökyüzünde aynı yönden geldiği tespit edildi.
Ancak gözlenen patlama süresi 2 saniyeden fazla olanlara uzun süreli patlamalar denir. Uzun süreli patlamaların da, ömrünün sonunda olan büyük kütleli yıldız çekirdeğinin kendi üzerine çökmesi ile oluşan süpernovalarla ilişkili olduğu yönündedir. Ayrıca süpernova ile gama ışını patlamasının ilişkili olması astrofiziğin temel taşlarından biridir.
Gama Işını Patlaması Neden Önemlidir?
Gama ışını patlamaları teleskoplarla gözlemlenen en uzak astrofizik nesnelerden biridir. Işık sınırlı bir hızda hareket ettiğinden, gökbilimciler evrenin daha uzağına bakarken zamanda da geriye bakmış olurlar. Şimdiye kadar gözlemlenen en uzak gama ışını patlaması o kadar uzakta meydana geldi ki, ışığının Dünya’ya ulaşması 13 milyar yıl sürdü.
Yani teleskoplar bu gama ışını patlamasının fotoğraflarını çektiğinde olayı 13 milyar yıl önceki haliyle gözlemlediler. Bu patlamalar gökbilimcilerin, yıldızların doğum oranı ve kütlesinin zaman içinde nasıl değiştiği de dahil olmak üzere evrenin tarihi hakkında bilgi edinmesine olanak tanır.
Gama Işını Patlamaları Dünya İçin Bir Tehlike Yaratır mı?
Patlamalar genellikle birkaç saniyeden birkaç dakikaya kadar çok kısa bir süre sürer ve emisyonlarının çoğunluğu, gözlerimizin göremediği ışık spektrumunun bir parçası olan gama ışınları biçimindedir. Gama ışınları çok fazla enerji içerir ve insan dokularına ve DNA’sına zarar verecektir. Neyse ki, Dünya’nın atmosferi uzaydan gelen gama ışınlarının çoğunu engelliyor.
Bugüne kadar gözlenen gama ışını patlamaları, uzun süreli patlamaların metal oranının düşük olduğu bölgelerde, yani genç gökadalarda gerçekleşti. Gökadamız Samanyolu da metal bakımından zengin bir yer. Bu da patlamaların çoğunluğunu oluşturan uzun süreli patlamaların, Samanyolu’nda gerçekleşme olasılığının pek fazla olmadığını gösteriyor.
Kaynaklar ve ileri okumalar
- Brightest cosmic explosion of all time. How we may have solved the mystery of its puzzling persistence. Yayınlanma tarihi: 30 Mayıs 2024. Kaynak site: Conversation. Bağlantı: Brightest cosmic explosion of all time. How we may have solved the mystery of its puzzling persistence
- Most powerful gamma-ray burst ever seen could help reveal how black holes are born. Yayınlanma tarihi: 19 Ekim 2022. Bağlantı: Most powerful gamma-ray burst ever seen could help reveal how black holes are born/
- The Most Powerful Gamma-Ray Explosion Ever Detected Briefly Changed Earth’s Atmosphere. Yayınlanma tarihi: 17 Ekim 2022. Bağlantı: The Most Powerful Gamma-Ray Explosion Ever Detected Briefly Changed Earth’s Atmospher/
- Salafia, O. & Ghirlanda, G. & Ascenzi, S. & Ghisellini, G.. (2019). On-axis view of GRB 170817A. Astronomy & Astrophysics. 628. 10.1051/0004-6361/201935831.
Matematiksel
