Hızlı radyo patlamaları, uzayın derinliklerinden milisaniyeler içinde ortaya çıkan yüksek enerjili titreşimlerdir. Kısaca FRB (Fast Radio Bursts) olarak adlandırılır. Milisaniyeler içinde gerçekleşen bu hızlı radyo patlamalarının yaydığı enerji o kadar yüksektir ki bazıları Güneş’in yüz yıl içinde yaydığı enerjiden bile fazla enerji yayabilir. En tartışmaya açık olan yanı ise bu güçlü patlamalara neyin sebep olduğu ve tam olarak nereden geldiği. Çoğu bilim insanı büyük şiddette yıldız patlamaları veya nötron yıldızı çarpışmaları gibi durumların FRB’lere sebep olduğunu düşündü ve bunun üzerine birçok model oluşturdu. Yine de FRB’lerin spekülasyon yaratmaya müsait bir tarafı da vardı. Bu derece yüksek enerjiyi üretebilecek kadar gelişmiş medeniyetlerin varlığı gibi…
İlk defa Duncan Lorimer ve öğrencisi David Narkevic tarafından Macellan bulutsularının arşivlenmiş pulsar incelemelerindeki verileri gözlemlenirken fark edilen hızlı radyo patlaması, yaklaşık olarak altı yıl kadar öncesinde Murriyang radyo teleskobuyla gözlemlenmişti. Bu radyo patlamasını fark eden Duncan Lorimer ve ekibi olduğu için bu radyo patlamasına Lorimer Patlaması adı verildi. Bu sinyalin varlığını anlamak başta bilim insanları tarafından çok zor olsa da daha sonrasında yoğun bir araştırmaya girdiler. Eğer bir patlama, bir teleskopta farklı frekanslarla ölçülürse o patlamanın Dünya’ya ulaşana kadar ne kadar çok gazdan geçtiği hesaplanabilir. Lorimer Patlaması’na da bu işlem uygulandı ve sonuç Lorimer Patlaması’nın Samanyolu’nun içinde gazdan geçtiği yönünde oldu. Yani elimizde, Samanyolu dışından gelen ve belki de milyarlarca ışık yılı yol katetmiş bir Lorimer Radyo Patlaması vardı. Hem de milisaniyeler içinde gerçekleşen bir patlama… Bu patlama her nasıl oluştuysa sadece bir milisaniyede Güneş’in seksen yıllık enerjisini yayacak kadar enerji üretebilen bir patlamaydı. Ancak Murriyang Teleskobu bu radyo patlamasının tam olarak nereden ve hangi sebeple geldiğini açıklayamamıştı. Lorimer Patlaması hâlâ bu gizemini korumaya devam ederken birkaç yıl içinde başka gizemli radyo patlamaları da gözlemlendi.
Eğer bir patlamanın kaynağını bulmak istiyorsak elimizde en az birkaç kilometreye yayılmış olan radyo interferometreli bir dizi anten olması gerekir. İnterferometre dalgalar üzerinde çok küçük ve hassas hesaplamalar yapmak için kullanılır. Aynı zamanda bir teleskoba gelen sinyaller uyumlu bir şekilde eşleştirilirse bir FRB’nin hangi galaksiden geldiği, hatta galaksinin de hangi bölgesinden geldiği anlaşılabilir. İşte bu yöntemle Porto Riko’daki Arecibo Teleskobu sayesinde ilk defa bir FRB’nin nereden geldiği anlaşıldı. 2012 yılında yeri tespit edilen bu FRB’den sonra, Yeni Meksika’daki Very Large Array Teleskobu’yla da FRB’ler gözlemlendi ve bu FRB’lerin Samanyolu Galaksisi’nden 3 milyar ışık yılı uzaklıktaki küçük bir galaksiden geldiği ortaya çıktı.
Lorimer Patlaması’ndan beri rastlanan ve bazılarının da yerinin belirlendiği FRB’ler gözlemlenmeye devam ederken 2016 yılında tuhaf bir olay yaşandı. İlk defa kendini tekrarlayan bir radyo patlaması keşfedildi. Nereden ve nasıl geldiğini anlamanın zaten çok zor olduğu bu radyo patlamaları bir de kendini tekrarlayınca çok daha gizemli hâle geldi. Yine de gökbilimciler, uzayda böyle tekrar eden bir olay gördüklerinde genelde bu olayın kaynağının rotasyon olduğunu düşünerek makul bir açıklama getirmeye çalışırlar. Bu rotasyon teorisini şöyle açıklayabiliriz: Hızlı dönen bir nötron yıldızının varlığını farz edelim. Eğer bu nötron yıldızının manyetik kutuplarında radyo dalgalarını yayan patlamalar ve çeşitli fiziksel olaylar mevcutsa düzenli aralıklarla radyo sinyali gözlemlenebilir. Biz de Dünya’da teleskoplarımızla keşfettiğimiz bu FRB’lerin neden düzenli zaman aralıklarına sahip olduğunu daha doğal karşılayabiliriz. Tıpkı tepesine ve altına ışık yerleştirilen bir dönme dolabını uzaktan seyretmek gibi… Dönme dolap döndükçe uzaktan belli zaman aralıklarıyla ışık görünür. Aynı şekilde, nötron yıldızı döndükçe belli zaman aralıklarıyla manyetik kutuplarında radyo patlaması gerçekleşir ve Dünya’dan düzenli aralıklarla FRB tespit edilir. Ancak 2016 yılında rastlanan diğer FRB’lerin düzenli aralıklarla değil de rastgele gözlemlenmeye devam etmesi sonucu 2018 yılına kadar bu olay pek bir önem kazanmadı. Fakat Eylül 2018’den Şubat 2020’ye kadar gözlemlenen 38 FRB incelendiğinde tekrar bu olay gündeme geldi. Çünkü her 16 günde bir kendini tekrar eden ve FRB 180916.J0158+65 olarak adlandırılan bir radyo patlaması dizisi gözlemlenmişti. Şimdi 2016 yılında rastlanan olaya benzer ama bir o kadar da farklı bir FRB vardı. Bilim insanlarına göre bu durum volkanlara benziyordu. Bazı volkanlar daha aktifti ve diğer volkanlardan daha fazla patlama gerçekleştiriyordu. Aynı şekilde bazı FRB kaynakları -pulsarlar, nötron yıldızları gibi düşünebilirsiniz- diğerlerinden daha aktifti. Böylece hem daha sık hem de daha düzenli aralıklarla radyo patlamaları gerçekleşiyordu. Bazı FRB kaynaklarının neden daha aktif olduğu sorusu hâlâ tartışmaya açık. Gökbilimcilerin şu ana kadarki en makul açıklaması, hızlı rotasyona sahip nötron yıldızlarının varlığını farz etmek oldu.
Böyle çalışmalar yürütülürken bir yandan da teleskoplarımız tarafından başka FRB’lere rastlanıyordu. 28 Nisan 2020’de ise bize çok yakın olan, hatta galaksimizin içinden gelen bir FRB tespit edildi. Samanyolu Galaksisi’nde bulunan ve büyük bir manyetik alana sahip nötron yıldızının kaynağı olduğu anlaşılan FRB, Kanada ve ABD’de bulunan iki teleskop tarafından gözlemlendi. Bu FRB’nin yüksek oranda X ışını içerdiği de ortaya çıkınca FRB kaynağının nötron yıldızları olduğu teorisinin ihtimali arttı. Ancak yine de FRB’lerin kesinlikle nötron yıldızlarından veya pulsarlardan kaynaklandığını söylemek mümkün değil. Öyle ki başta bahsettiğimiz gibi bilim insanlarının FRB’lerin kaynakları üzerine hazırladığı birçok model var. Eğer spekülasyonları ve yeterli bilimsel ispat sunamayacağımız teorileri de hesaba katarsak bu sayı 50’den de fazla olur. Bunlara sebep olan durum ise FRB’lerin neden gerçekleştiğini tam olarak belirleyememiz. O zamana kadar hâlâ bu düzenli ve düzensiz aralıklarla elde ettiğimiz FRB’ler gizemini korumaya devam edecek.
Hazırlayan: Samet Gözgören
İTÜ Astronomi Kulübü Üyesi
Kaynaklar
https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/F/Fast+Radio+Bursts
https://www.space.com/fast-radio-bursts-rhythm-discovery.html