Gama İşın Patlaması

Gama ışın patlaması



Gama-ışın patlamaları (GIP), önceden öngörülemeyen zamanlarda ve uzay konumlarında, oldukça kısa süreler (01-100 s) içinde meydana gelen Gama Işın Patlamaları (GIP), çoğunlukla yüksek enerjili (≥100KeV) fotonların atımlarıyla oluşan patlama olaylarıdır Patlamaların kaynağı olarak iki ayrı görüş vardır, dev bir yıldızın çökmesi hipernova, ya da bileşenleri nötron yıldızı olan çift yıldız sistemindeki nötron yıldızlarının birbiriyle birlesmeşi Bu patlamalar, enerji içeriği itibariyle (1045-1047 joule) şu ana kadar Büyük Patlamadan sonra en büyük enerji salma olayı olarak kabul edilmektedirler (bir megatonluk nükleer patlamanın 1015 Joule olduğunu hatırlatalım) Evrendeki çok uzak gökadalarda meydana gelen bu patlamalarda, enerjinin büyük kısmı gama ışınlarıyla yayılır
Bu düzeydeki enerjilerin ya çok büyük kütleli yıldızlardan, atarcalardan ya da bileşeni nötron veya karadelik olan çift yıldızlardan gelebileceği bilinmektedir Örneğin, GRB 011121[not 1] isimli gök cismi büyük kütleli bir yıldızın süpernova olarak patlamasıdır Bir birine çekimsel olarak bağlı iki yıldızın oluşturduğu bir çift yıldız sisteminde bileşen yıldızlardan birinin kütlesi Güneş’e göre çok büyük ise bu bileşen yıldız öldüğünde arkasında ya nötron yıldızı ya da bir karadelik bırakır Bu aşamadan sonra çift sistemdeki bu iki cisim zamanla birbirlerine yaklaşma yönünde sarmal hareketler çizerek birleşip tek bir cisim (bir karadelik) oluşturabilirler Böyle bir karadeliğin oluşması inanılmaz enerji açağa çıkarır ve Dünya’dan bu enerji gama-ışın patlaması olarak gözlenir
Yakında meydana gelebilecek bir gama-ışın patlaması, Dünya'da kitlesel yok olmaya yol açabilir Kısa süreli bir gama-ışın patlaması yaşama ciddi anlamda zarar verebilir Ancak, yakındaki bir patlama ozon tabakasını azaltarak atmosferin kimyasal yapısını bozabilir ve sonunda biyosferde ağır hasara yol açan, asitli nitrojen oksitleri oluşturabilir

Keşif



GIP'ların bulunuşu bütünüyle astronomi dışı gelişmelerle olmuştur 1963 yılında "Atmosferdeki nükleer denemelerin yasaklanması" hakkındaki ABD-SSCB anlaşmasına uyulup uyulmadığını denetlemek için ABD Savunma Bakanlığı'nca Dünya çevresinde yörüngeye konulan, herhangi bir anda en az iki tanesi bütün yeryüzü atmosferini görebilen ve gama ışınlarını kayıt ve geliş yönlerini saptayabilen Vela adlı bir dizi uydu, yerötesi GIP sinyallerini ilk olarak 2 Temmuz 1967'de almaya başladı[3]
O zamanlar için çok gizemli bu fiziksel olayın bilim dünyasına duyurulması 1973 yılında olmuştur[4] Bu dönemde diğer önemli katkılar OSO-7 ve SAS-2 uydularından gelmiştir ilk dönemlerde kayıt edilen yıllık patlama sayısı 10 civarında olmuştur GIP’ların kayıtsal ve istatistiksel olarak önemli sayılara ulaşması 1977'den sonra gerçekleşmiştir Daha sonraki yıllarda aktif uydu sayısının artması ile birlikte kayıt edilen yıllık ortalama patlama sayısı 1979'da 60'a, 1980'de 130'a[3] ve 5 Nisan 1991'de gönderilen Compton Gama Işın Uydusu (Compton Gamma-Ray Observatory, CGRO) üzerinde bulunan Patlamalar ve Geçici Kaynaklar Deneyi BATSE (Burst and Transient Source Experiment) teleskopundan elde edilen sonuçlardan (BATSE’nin son kataloğu olan 4B'den) GIP olayları sayısı 2000'i geçmiştir[5]
Birkaç yıl öncesine kadar, GIP’ların herhangi diğer dalgaboylarında hiçbir izleri olmadığı düşünülüyordu Fakat, son birkaç yılda bazı gama ışın patlamalarından zayıf x-ışın sinyallerinin yerinin belirlenmesi ve ölçülmesi, diğer ardıl ışımaların mümkün radyo ve optik algılamaları dikkat çekici gelişmelerdir İtalyan-Hollanda uydusu Beppo-SAX ile GIP olayı GRB970228’in ardıl ışımaları gözlendi ve ardıl ışımanın zayıflamasının yüksek çözünürlükteki x-ışın görüntülerini elde edilmesi diğer bir önemli gelişme oldu Ardıl ışımalar, kızı kayma mesafesinin ölçümüne, patlamaların olduğu evsahibi galaksilerin teşhisine ve mesafelerin belirlenmesine imkân verdi Böylece GIP’ların kozmolojik uzaklıklarda oluştuğu anlaşıldı Bu uzak mesafelerden gözlenmeleri nedeni ile GIP’ların toplam ışıma enerjileri 1051-1054erg olmalıdır Algılamaların bazen radyoya genişlemesi ve bu olayların bazen günlerce veya haftalarca sürdüğü gözlendi şu ana kadar ~ 30'dan fazla GIP’ların ardıl ışımaları yardımıyla 25 kadar evsahibi gökada teşhis edildi

ROTSE Projesi




Gizemini koruyan bu fiziksel olayın çözümü için birçok proje ortaya atılmış ve denenmiştir Bu olayın çözümünde eş zamanlı olarak kaydedilen başka ayrışım bölgelerindeki ışımaların katkısı olabileceği uzun zamandır düşünülmekteydi fakat GIP’ların çok kısa zaman zarfında gerçekleşmesi ve bu dar zaman aralığında olayın yerini gözlemleyebilecek optik ve diğer tayf bölgeleri teleskop ve dedektörlerin olaya bakma süresindeki gecikme ve eş güdümdeki yetersizlikleri nedeniyle son yıllara kadar yeterli veri ve bilgi toplanamamıştır Bu eksiklikler gözönünde bulundurularak GIP olaylarına çözüm getirmesi beklenen ve yakın zamanda hayata geçecek olan projelerden biri ROTSE projesidir
"Geçici Optik Olaylar için Robotik Teleskop Deneyi" (Robotik Optical Transient Search Experiment) olarak isimlendirilen ve görev tasarımı ve amacı itibariyle tamamen GIP’ların optik bileşenlerini ayrıştırmaya yönelik olan bir uzaktan kontrollü (robotik) teleskoptan oluşur Deneyin başarısı üzerine, Global ROTSE Ağ diye genişletilmesine ve 2'si kuzey yarımkürede (Los Alamos ve Antalya), 2'si güney yarımküre (Nambiya ve Avustralya)olmak üzere birbirleri ile koordinasyon halinde 4 ROTSE sistemi inşasına geçilmiştir Bu projeye katılan guruplar University of Michigan (UM)'den Prof Carl Akerlof (proje koordinatörü) ve grubu, yine ABD’den Los Alamos Nationa Labaratory (LANL) ve Lawrence Livermore National Labaratory (LLNL) araştırmacıları, Türkiyeden Ulusal Gözlemevi, Almanya'dan Max Planck Institute for Nuclear Physics ve Avustralya'dan University of New South Whales’ın biraraya gelerek oluşturdukları bir konsorsiyum tarafından geliştirilmektedir
ROTSE I,II,III gibi gittikçe daha gelişkin prototiplerle yapılan gözlem ve bulgular, GIP’ların optik ışıma bileşkelerini kaydetmedeki başarısı ile uluslararası bilim dünyasında dikkatleri üzerine çekmiştir

Kaynakça




(1986) Edison P Liang and Vahé Petrosian AIP Conference Proceedings No 141, New York: American Institute of Physics
Chattopadhyay, T, et al (2007) "Statistical Evidence for Three Classes of Gamma-Ray Bursts" Astrophysical Journal 667: 1017 doi:101086/520317
Fishman, C J and Meegan, C A (1995) "Gamma-Ray Bursts" Annual Review of Astronomy and Astrophysics 33: 415 458 doi:101146/annurevaa33090195002215
Frontera, F and Piro, L (1998) Proceedings of Gamma-Ray Bursts in the Afterglow Era
Gehrels, N, et al (2004) "The Swift Gamma-Ray Burst Mission" Astrophysical Journal 611: 1005–1020 doi:101086/422091 http://adsabsharvardedu/abs/2004ApJ6111005G
Hakkila, J, et al (2003) "How Sample Completeness Affects Gamma-Ray Burst Classification" Astrophysical Journal 582: 320 doi:101086/344568
Horvath, I (1998) "A Third Class of Gamma-Ray Bursts?" Astrophysical Journal 508: 757 doi:101086/306416
Horvath, I, et al (2006) "A new definition of the intermediate group of gamma-ray bursts" Astronomy and Astrophysics 447: 23 doi:101051/0004-6361:20041129
Hurley, K (2003) G R Ricker and R K Vanderspek "A Gamma-Ray Burst Bibliography, 1973-2001" (PDF) Gamma-Ray Burst and Afterglow Astronomy, 2001: A Workshop Celebrating the First Year of the HETE Mission, 153–155, American Institute of Physics ISBN 0-7354-0122-5 12-03-2009 tarihinde erişilmiştir
Katz, Johnathan I (2002) The Biggest Bangs Oxford University Press
Klebesadel, R et al (1973) "Observations of Gamma-Ray Bursts of Cosmic Origin" Astrophysical Journal 182: L85 doi:101086/181225
Kouveliotou, C et al (1993) "Identification of two classes of gamma-ray bursts" Astrophysical Journal 413: L101 doi:101086/186969 http://adsabsharvardedu/cgi-bin/np322390bbe25658
Meegan, C A, et al (1992) "Spatial distribution of gamma-ray bursts observed by BATSE" Nature 355: 143 doi:101038/355143a0
Melott, A L, et al (2004) "Did a gamma-ray burst initiate the late Ordovician mass extinction?" International Journal of Astrobiology 3: 55–61 doi:101017/S1473550404001910
Mukherjee, S, et al (1998) "Three Types of Gamma-Ray Bursts" Astrophysical Journal 508: 314 doi:101086/306386
Paczyński, Bohdan (1999) M Livio, N Panagia, K Sahu "Gamma-Ray Burst–Supernova relation" Supernovae and Gamma-Ray Bursts: The Greatest Explosions Since the Big Bang, Space Telescope Science Institute
Schilling, Govert (2002) Flash! The hunt for the biggest explosions in the universe Cambridge University Press
van Paradijs, J, et al (1997) "Transient optical emission from the error box of the gamma-ray burst of 28 February 1997" Nature 386: 686 doi:101038/386686a0







Kaynak: Vikipedi