TÜRKLER UZAYDAKİ TUHAF IŞIĞI YAKALADI! | 12 GÜN SONRA PARLADI!
6 Ekim 2004’te uzayda son derece güçlü bir gama ışını patlaması meydana geldi. HETE uydusunun GRB 041006 adıyla kaydettiği olayın görünür ışığı hızla sönmeye başladı. Fakat TÜBİTAK Ulusal Gözlemevi’ndeki RTT150 teleskobuyla yapılan takip gözlemlerinde tuhaf bir şey fark edildi: ışık olması gerektiği kadar sönmüyordu. Patlamadan 12,4 gün sonra, Türk ve Rus araştırmacılardan oluşan ekip kaynağı yeniden ölçtü ve beklenen ışık eğrisinin üzerinde kaldığını duyurdu. İlk yorumları çarpıcıydı: “Muhtemelen bir süpernovanın yeniden parlamasını görüyoruz.” Sonraki çalışmalar gerçekten de GRB 041006’nın altında son derece güçlü bir yıldız patlamasının — bir hiper novanın — bulunduğunu destekledi. (1) (2)
Videoda Kullanılan Kaynaklar, Belgeler ve Görseller
Önce önemli bir düzeltme: Patlamayı Türkler keşfetmedi
Başlığı doğru anlamak gerekiyor.
GRB 041006’nın ilk gama ışını sinyalini Türkiye’deki teleskoplar yakalamadı.
Olay 6 Ekim 2004 saat 12:18:08 UT’de, uzaydaki HETE uydusunun FREGATE ve WXM cihazları tarafından tespit edildi. (1)
Sistem patlamanın gökyüzündeki yerini otomatik olarak hesapladı.
Ve yalnızca:
42 saniye sonra
dünyadaki gözlemevlerine konum bilgisi gönderildi. (1)
Bu son derece önemliydi.
Çünkü gama ışını patlamaları çok hızlı değişir.
Astronomların teleskoplarını mümkün olduğunca çabuk doğru noktaya çevirmesi gerekir.
Türkiye’nin hikâyeye girdiği yer ise:
patlamadan sonraki günler.
GRB 041006 neydi?
İsmindeki rakam aslında tarihi anlatıyor:
04 → 2004
10 → Ekim
06 → 6. gün
Yani:
GRB 041006 = 6 Ekim 2004 Gama Işını Patlaması.
HETE ekibi olayı:
X-ray rich GRB
yani X-ışınları bakımından zengin bir gama ışını patlaması olarak sınıflandırdı. (1)
Gama ışını patlamaları evrende bildiğimiz en enerjik olaylardan bazılarıdır.
Uzun süreli GRB’lerin önemli bir bölümü, çok büyük kütleli yıldızların yaşamlarının sonunda çökmesiyle ilişkilidir.
Merkezde kara delik veya son derece yoğun bir kalıntı oluşurken dar ve çok hızlı madde jetleri meydana gelebilir.
Bu jetlerden biri bize doğru yönelmişse:
çok uzak bir galaksiden bile muazzam bir gama ışını patlaması görebiliriz.
Gama ışını kayboluyor ama ardından bir ışık izi kalıyor
GRB’nin ana patlaması kısa sürer.
Ancak hikâye orada bitmez.
Patlamadan sonra:
X-ışınlarında,
görünür ışıkta,
kızılötesinde
ve radyo dalgalarında
bir ardıl ışıma — afterglow gözlenebilir.
Bu ışık genellikle zaman geçtikçe azalır.
Basitleştirirsek:
Patlama olur.
Çok parlak bir optik kaynak belirir.
Sonra:
her geçen saat ve gün giderek söner.
GRB 041006’da da başlangıçta tam olarak bu görülüyordu.
İlk optik kaynak aynı gün bulundu
Patlamadan kısa süre sonra Mount Stromlo Gözlemevi’ndeki ekip HETE’nin verdiği hata bölgesini görüntüledi.
Yeni bir optik kaynak buldular.
İlk görüntülerde yaklaşık:
17. kadir
parlaklığındaydı. (3)
Ardından diğer gözlemevleri kaynağın hızla sönmekte olduğunu doğruladı.
Yani beklenen tablo buydu:
Gama ışını patladı → optik ardıl ışıma ortaya çıktı → ışık giderek söndü.
Fakat birkaç gün sonra bu basit tablo bozulmaya başladı.
Türkiye’deki RTT150 teleskobu devreye girdi
Antalya Bakırlıtepe’de bulunan TÜBİTAK Ulusal Gözlemevi, yani TUG, o tarihte Türkiye astronomisinin en önemli gözlem merkezlerinden biriydi.
Buradaki en büyük teleskoplardan biri:
RTT150
idi.
Açılımı kabaca:
Russian-Turkish Telescope — Rus-Türk Teleskobu.
Ayna çapı:
1,5 metre.
Teleskop Türkiye ile Rusya arasındaki bilimsel iş birliği kapsamında kullanılıyordu.
GRB 041006’nın optik ardıl ışıması da RTT150’nin takip programına alındı. (4)
Araştırma ekibinde:
ODTÜ,
Sabancı Üniversitesi,
TÜBİTAK Ulusal Gözlemevi,
Kazan Devlet Üniversitesi
ve Rusya Uzay Araştırmaları Enstitüsü
araştırmacıları bulunuyordu. (2)
İlk günlerde kaynak neredeyse görünmez hâle gelmişti
RTT150 ekibi patlamadan yaklaşık 3,5 gün ve 4,5 gün sonra kaynağı gözledi.
Bu gözlemlerde kaynak teleskobun ölçüm sınırına kadar sönmüştü.
Ardından:
14 Ekim gecesi
yani patlamadan yaklaşık:
8,4 gün sonra
çok daha uzun pozlar alındı.
Toplam:
18 × 600 saniyelik
görüntü çekildi. (4)
Görüntüler birleştirildiğinde optik kaynak yeniden ölçülebildi.
Parlaklık:
R ≈ 23,8 kadir
olarak bulundu.
Ve araştırmacılar önemli bir şeyi fark etti.
Kaynak:
ilk günlerdeki sönme hızına göre olması gerekenden daha parlaktı.
İşte tuhaflık burada başladı
Bir ışık kaynağının ilk günlerde nasıl söndüğünü ölçerseniz sonraki günlerde yaklaşık ne kadar parlak olması gerektiğini hesaplayabilirsiniz.
GRB 041006’nın ilk gözlemlerini uzattığınızda ışığın belirli bir hızla düşmesi gerekiyordu.
Fakat RTT150 verileri bu çizginin üzerinde kalıyordu.
Başka bir ifadeyle:
Işık yeterince hızlı sönmüyordu.
Bu astronomlar açısından son derece ilginçti.
Çünkü gama ışını patlamasının ardıl ışığı sönerken:
arkadan başka bir ışık kaynağı yükseliyor olabilirdi.
12,4 gün sonra tekrar baktılar
18 Ekim akşamı ve 19 Ekim’in ilk saatlerinde RTT150 aynı bölgeyi yeniden gözledi.
Bu kez:
48 adet 300 saniyelik
R-bandı görüntüsü alındı. (2)
Patlamadan geçen süre:
12,4 gündü.
Görüntüler birleştirildi.
Kaynak hâlâ oradaydı.
Ölçülen parlaklık:
R = 24,0 ± 0,2 kadir.
Burada “12 gün sonra yeniden parladı” sözünü doğru anlamak önemli.
Kaynak 8. günden 12. güne gelirken aniden gözle görülür biçimde daha parlak hâle gelmedi.
Asıl olay:
normal ardıl ışığın çoktan daha fazla sönmesi gerekirken kaynak beklenenden parlak kalıyordu.
Astronomide buna ışık eğrisinde bir:
“bump” — tümsek / yeniden parlama bileşeni
deniliyor.
Türk ekibin açıklaması çok netti
19 Ekim 2004’te NASA’nın GCN sistemine gönderilen GCN Circular 2826 bugün hâlâ çevrimiçi.
Mesajın yazarları arasında:
M. Ali Alpar,
Ümit Kızıloğlu,
Şölen Balman,
Zeki Aslan,
İrek Khamitov
gibi Türkiye’de çalışan araştırmacılar da bulunuyordu. (2)
Ekip ölçümün erken dönem ışık eğrisinin devamından açık biçimde saptığını bildirdi.
Ve iki olasılık sundu:
1. Ev sahibi galaksinin ışığı
veya
2. Bir süpernovanın yeniden parlaması.
Fakat ekip ikinci olasılığı daha güçlü buluyordu.
Çünkü optik kaynak ev sahibi galaksinin merkezinin dışındaydı ve hâlâ galaksinin kendisinden daha parlaktı. (2)
Yani Türk-Rus ekibinin söylediği kabaca şuydu:
“Bu ışık yalnızca GRB’nin sönmekte olan izi olmayabilir. Altından bir süpernova yükseliyor olabilir.”
Neden süpernova bekleniyordu?
Uzun gama ışını patlamalarıyla büyük yıldız patlamaları arasındaki bağlantı o tarihte astronominin en sıcak araştırma alanlarından biriydi.
Bunun en ünlü örneklerinden biri:
GRB 980425 / SN 1998bw
olayıydı.
Bu patlamada güçlü bir gama ışını patlamasının çok enerjik bir Tip Ic süpernovayla bağlantısı görülmüştü.
Dolayısıyla astronomlar GRB 041006’nın ardından da benzer bir süpernova izi arıyordu.
Mantık şöyleydi:
İlk günlerde GRB’nin ardıl ışığı baskın.
O söndükçe:
patlayan yıldızın süpernovası görünür hâle geliyor.
Ve süpernova ışığının maksimuma ulaşması:
GRB’den günler veya haftalar sonra gerçekleşebiliyor.
GRB’nin ne kadar uzakta olduğu da ölçüldü
Gemini North teleskobuyla yapılan spektroskopik gözlemler kaynağın kırmızıya kaymasını:
z = 0,716
olarak ölçtü. (5)
Bu önemliydi.
Çünkü artık astronomlar patlamanın uzaklığını hesaba katarak ışık eğrisini bilinen süpernovalarla karşılaştırabiliyordu.
GRB 041006 sıradan yakın bir yıldız patlaması değildi.
Son derece uzak bir galakside meydana gelen kozmik bir olaydı.
Birkaç ay sonra sonuç geldi
2005 yılında K. Z. Stanek ve arkadaşları GRB 041006 üzerine ayrıntılı fotometri çalışmasını The Astrophysical Journal Letters’da yayımladı.
Ekip patlamadan sonraki:
65 günü
inceledi.
Toplam:
55 R-band ölçümü
kullandı. (6)
Sonuç oldukça açıktı.
İlk yaklaşık dört günden sonra ışığın azalması ciddi biçimde yavaşlıyordu.
Işık eğrisi yaklaşık:
R ≈ 24 kadir
seviyesinde uzun süre kalıyordu.
Araştırmacılar bunun altında bulunan:
çok enerjik bir süpernova / hipernova
ışığının açık bir işareti olduğu sonucuna vardı. (6)
Üstelik sıradan bir süpernova gibi görünmüyordu
Araştırmacılar geç dönem ışık eğrisini ünlü:
SN 1998bw
ile karşılaştırdı.
GRB 041006’nın altındaki patlamanın davranışı SN 1998bw benzeri bir hipernovayla uyumluydu.
Ancak ışık eğrisinin zamansal olarak yaklaşık:
1,38 kat gerilmesi
gerekiyordu. (6)
Yani olay:
çok parlak,
uzun süren
ve GRB bağlantılı süpernovalar arasında ilginç özellikler taşıyan bir patlamaydı.
Türk ekibin 12. günde fark ettiği anormallik:
sonraki ayrıntılı gözlemlerde gerçek bir süpernova bileşeni olarak güçlendi.
Peki “hipernova” nedir?
Hipernova ayrı ve kesin sınırları olan resmî bir süpernova sınıfı gibi düşünülmemeli.
Terim genellikle:
normal süpernovalardan olağanüstü derecede enerjik yıldız patlamaları
için kullanılıyor.
Özellikle bazı geniş çizgili Tip Ic süpernovalar ve uzun gama ışını patlamalarıyla ilişkili olaylarda bu ifade kullanılır.
Temel senaryo şöyle:
Çok büyük bir yıldızın çekirdeği çöker.
Dış katmanları büyük bir patlamayla fırlatılır.
Merkezde son derece kompakt bir cisim oluşur.
Bazı durumlarda relativistik jetler meydana gelir.
Jetlerden biri bize bakıyorsa:
önce GRB’yi görüyoruz.
Daha sonra:
yıldızın süpernovasını.
GRB 041006 bu bağlantının güzel örneklerinden biri oldu.
Türkiye’nin yakaladığı şey neden önemliydi?
RTT150 ilk gama ışını patlamasını keşfetmedi.
İlk optik ardıl ışımayı da Türkiye bulmadı.
Ama bilim yalnızca:
“İlk kim gördü?”
yarışı değildir.
Çoğu zaman asıl önemli bilgi:
bir olayı günlerce ve haftalarca takip ettiğinizde ortaya çıkar.
RTT150 gözlemleri GRB 041006’nın beklenen sönme eğrisinden sapmaya başladığını erken dönemde gösterdi.
Ve ekip bu sapmayı:
süpernova yeniden parlamasının olası işareti
olarak dünyaya duyurdu. (2)
TÜBİTAK’ın daha sonra yayımladığı değerlendirmelerde de bu gözlem RTT150’nin önemli “fırsat gözlemlerinden” biri olarak gösterildi. (7)
En güzel tarafı ne biliyor musunuz?
6 Ekim 2004’te uzayda çok uzak bir yıldız öldü.
Önce:
gama ışınları geldi.
Dakikalar sonra:
optik ışığı bulundu.
Sonraki günlerde ışık:
sönmeye başladı.
Normalde hikâyenin bitmesi gerekiyordu.
Ama Antalya’daki bir dağın tepesinde çalışan astronomlar teleskobu aynı noktaya çevirmeye devam etti.
8 gün sonra:
bir tuhaflık gördüler.
12 gün sonra:
tuhaflık hâlâ oradaydı.
Ve NASA’nın dünya çapındaki astronomi ağına şu mesajı gönderdiler:
Muhtemelen bir süpernova yeniden parlaması görüyoruz.
Aylar sonra daha büyük veri setleri geldiğinde:
haklı olabilecekleri çok daha güçlü biçimde ortaya çıktı.
Bazen keşif:
ilk ışığı görmek değildir.
Herkes ışığın sönmesini beklerken neden sönmediğini fark etmektir.
Kaynaklar ve Belgeler
(1) NASA GCN Circular 2770 — GRB 041006’nın HETE tarafından tespiti
Patlama zamanı, 42 saniye içinde yayımlanan konum bilgisi ve X-ray rich GRB sınıflandırması.
https://gcn.nasa.gov/circulars/2770
(2) NASA GCN Circular 2826 — RTT150, 12,4 gün sonraki gözlem
Türk-Rus ekibinin RTT150 ile yaptığı gözlem; R=24,0±0,2 ölçümü ve olası süpernova yeniden parlaması yorumu.
https://gcn.nasa.gov/circulars/2826
(3) NASA GCN Circular 2765 ve 2766 — Optik ardıl ışığın ilk tespiti
GRB 041006’nın optik karşılığının bulunması ve yaklaşık 17. kadirlik ilk gözlem.
https://gcn.nasa.gov/circulars/2765
https://gcn.nasa.gov/circulars/2766
(4) NASA GCN Circular 2821 — RTT150 erken takip gözlemleri
Patlamadan 3,5, 4,5 ve 8,4 gün sonraki RTT150 ölçümleri; 8,4 günde R≈23,8 tespiti.
https://gcn.nasa.gov/circulars/2821
(5) NASA GCN Circular 2791 — GRB 041006 kırmızıya kayma ölçümü
Gemini North tayfında z=0,716 değerinin doğrulanması.
https://gcn.nasa.gov/circulars/2791
(6) Stanek ve ark. — Deep Photometry of GRB 041006 Afterglow: Hypernova Bump at Redshift z=0.716
The Astrophysical Journal Letters, 2005. Sonraki fotometrinin GRB ile ilişkili güçlü bir hipernova ışık eğrisi tümseğini ortaya koyduğu çalışma.
https://arxiv.org/abs/astro-ph/0502319
(7) TÜBİTAK Bilim ve Teknik — TUG / RTT150 ile Fırsat Gözlemleri
TÜBİTAK’ın RTT150 gözlemini ve patlamadan yaklaşık 12 gün sonra fark edilen parlaklık fazlasını anlattığı dönem yayını.
https://bilimteknik.tubitak.gov.tr/system/files/gamaisin.pdf
