2007 yılında ilk kez tespit edildiklerinde, hızlı radyo patlamaları (FRB’ler) tam bir gizemdi. Adından da anlaşılacağı üzere, bu olaylar çok kısa süreli bir radyo emisyonu patlaması ve ardından genellikle sessizlik içerir, ancak birkaç nesne birden fazla patlama gönderme yeteneğine sahip gibi görünmektedir. Çok sayıda bireysel patlamadan yeterli veri elde ederek, araştırmacılar yavaş yavaş odaklanmayı, yoğun manyetik alanlara sahip nötron yıldızları olan magnetarlara yönlendirdiler.
Ancak, bir magnetarın bir FRB için bir gereklilik olup olmadığını veya olayların daha az manyetize edilmiş nötron yıldızları tarafından da tetiklenip tetiklenemeyeceğini hala bilmiyoruz. Ve patlamayı üreten mekanizma hakkında çok az ipucu elde ettik. Patlamalar potansiyel olarak yıldızın manyetik alanındaki bir olay tarafından üretilebilir veya yıldız, daha sonra yıldızdan bir mesafede bir FRB üreten enerjik bir malzeme fırlatabilir. Ancak şimdi, nadir bir patlama, FRB’lerin muhtemelen yıldıza yakın kaynaklandığını ve pulsarların bir alt türü olan başka bir nötron yıldızı türünün emisyonlarıyla bir özelliği paylaştıklarını gösteren kanıtlar sağladı.
Bu sonuçların her ikisi de, Ekim 2022’de tespit edilen FRB 20221022A adı verilen tek bir FRB’nin gözlemine dayanmaktadır. CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) tarafından tespit edildi. Bu gözlemevi, farklı kaynaklardan gelen radyo emisyonlarına bakmak için inşa edilmiş olsa da, gökyüzünün çok geniş bir bölümüne bakma ve FRB’leri tanımlamada son derece iyi olduğu ortaya çıktı. Olayı yerelleştirmek nispeten kolaydı ve onu, özellikle kozmolojik terimlerle (yaklaşık 200 milyon ışık yılı uzaklıkta) nispeten yakın olan belirli bir galaksiyle ilişkilendirmeye izin verdi. Yakınlığı birkaç nedenden dolayı kritikti. Birincisi, Dünya’ya ulaşan radyo dalgalarının, patlamanın özelliklerinin çeşitli analizlerine izin verecek kadar yoğun olduğu anlamına geliyordu. İkincisi, patlamanın fotonları galaksiler arasındaki boşlukta nispeten az zaman geçirdi. Bunun yerine, bu fotonların etkileşimde bulunduğu maddenin çoğu, bir galaksinin içindeki malzemelerden – kaynak galaksiden veya kendi Samanyolu Galaksimiz içindeki malzemelerden – kaynaklanır.
Çarşamba günü yayınlanan iki makaleden biri, patlamanın kendisindeki fotonların polarizasyonuna bakar ve polarizasyon açısının FRB 20221022A’nın sürdüğü 2,5 milisaniye boyunca hızla değiştiğini bulur. Gerçekleşen 130 derecelik rotasyon, gözlemlediğimiz pulsarların yaklaşık yarısında zaten gözlemlenen S şeklinde bir desen izler – hızlı dönen ve Dünya’nın görüş çizgisi boyunca parlak bir jet süpüren nötron yıldızları, tipik olarak her saniyede birden fazla kez.
Bu bulgunun anlamı, FRB kaynağının da muhtemelen kompakt, hızlı dönen bir nesne üzerinde olmasıdır. Ya da en azından bu FRB. Şu anda, bu tür bir davranışı gösterdiğini bildiğimiz tek FRB budur. Tüm pulsarlar bu rotasyon modelini göstermese de, yarısı gösteriyor ve bu tür diğerlerini gözlemlemeliyiz, eğer önemli bir oranda meydana gelirlerse.
İkinci makale, FRB ile galaksiler içinde bulunan yıldızlararası ortam arasındaki etkileşimlerin göstergelerini arayan çok daha karmaşık bir analiz gerçekleştiriyor. Bunun iki etkisi olacaktır. Biri, yıldızlararası maddeden saçılma nedeniyle, patlamayı frekans bağımlı bir şekilde zaman içinde yayacaktır. Saçılma ayrıca, spektrumun farklı alanlarının rastgele bir şekilde aydınlanmasına/kararmasına neden olabilir, bu da sintilasyon olarak adlandırılır ve atmosferimiz tarafından neden olan yıldızların parıltısına biraz benzer.
Bu durumda, FRB’nin fotonları, bu etkileri indükleyebilen maddeyle üç karşılaşmaya sahiptir: kaynak galaksinin seyrek yıldızlararası maddesi, kendi Samanyolu Galaksimizdeki eşit derecede seyrek yıldızlararası madde ve ikisi arasındaki daha da seyrek galaksiler arası madde. FRB 20221022A’nın kaynak galaksisi kendimize nispeten yakın olduğundan, galaksiler arası ortam göz ardı edilebilir ve tespiti iki ana saçılma kaynağıyla bırakır. Araştırmacılar, saçılma kaynaklarının modellerini FRB 20221022A’dan gelen verilerle karşılaştırarak, iki sintilasyon kaynağı tespit eder ve bunları iki galaksiyle eşleştirir.
Sintilasyon modeli, kaynak galaksinin yıldızlararası maddesinin olayı çözen bir lens gibi davrandığını gösterir. Ve bu, ilgili mesafeler hakkında bazı göstergeler sağlar. Araştırmacılar, yalnızca iki gerçekçi seçeneğin olduğunu bulur: Ya FRB, kaynak nesnesine nispeten yakın bir mesafeden fırlatıldı ve saçılma maddesi galaksinin içindeydi, ya da FRB, kaynak nesnesinden bir mesafede üretildi ve saçılma maddesi esas olarak galaksinin dışında. İkincisi daha az olası olduğundan – galaksilerin içinde çok daha fazla malzeme olma eğilimi vardır – bu, FRB’nin kaynak nesnesine yakın olayların ürünü olduğunu düşündürmektedir.
Bu, bir nesnenin daha sonra FRB’yi başka bir şeyle çarpışarak üreten malzemeleri fırlattığı senaryoları dışlayacaktır. Ve kesinlikle diğer makalede görülen pulsar benzeri davranışla tutarlıdır. Ve her ikisi de, bu olayları yönlendirmenin anahtarı olarak magnetarların yoğun manyetik alanlarıyla tutarlıdır.
Bu tipik mi?
FRB 20221022A ile ilgili veriler oldukça açık görünse de, burada anahtar soru, bu belirli FRB’nin gözlemlediğimiz diğer tüm FRB’ler hakkında bize çok şey söyleyip söylemediğidir. Tekrarlayan kaynaklardan gelenler dahil olmak üzere, birden fazla olay türünün bir FRB gibi görünen bir şey üretmesi ve ayrıntıların farklı gözlemler arasında tutarsız oldukları için çözülmesi zor olması tamamen mümkündür. Yine de, gözlemlerden daha fazlasını çıkarmada kesinlikle ilerleme kaydediyoruz, bu nedenle olaylar hakkında daha net bir resim kaçınılmaz görünüyor.
