hipernovalar ve gama isin patlamalari

Yıldızların evrimi konusunda yapılan araştırmalar ve modellemeler 3 çeşit yıldız artığının olduğunu ortaya koymuştu. Bunlar beyaz cüceler, nötron yıldızları ve karadeliklerdir. Bunların dışında kahverengi cüceler yani artık soğumakta ve yokolmakta olan yaşlı beyaz cüceler mevcuttur. Yaşlı nötron yıldızları ise güçlü manyetik alanlarının neden olduğu atmaları yitirerek yok olurlar. Karadelikler ise eğer hiç madde bulamazlarsa yavaş yavaş kütlelerini yitirerek en sonunda patlarlar. Ancak madde yuttukları sürece kütleleri artar ve yok olmazlar. Çok büyük olanları zıt yönlerde madde püskürten jetlere sahiptir ve büyük miktarda madde yuttuklarında bu jetler oluşur. Yani karadelikler her zaman çekmez. Gama ve X ışını kaynağı olarak da gözlenebilirler bu jetler sayesinde.

Evrendeki diğer gizemli ışık kaynaklarından biri de Gama Işını patlamalarıdır. Bugüne dek en yakını 2,6 milyar ışık yılı uzakta tespit edilmiş bu muazzam patlamaların kaynağı uzun zamandır bir sırdı. Ancak bu yakınlıkta bir patlama olduktan sonra yavaş yavaş bu patlamaların da nedenleri üzerinde modeller geliştirilmeye başlanmıştır.

Süpernovalar büyük kütleli yıldızların çökmesi sırasında dış katmanlarını büyük bir enerjiyle dışarı savurmasından meydana gelir. Savrulan madde sonradan bulutsu denilen ve milyarlarca yıl içinde yeni yıldızlara temel oluşturacak olan madde bulutunu yaratırken, geride kalan kütle eğer 1,5 güneş kütlesinden az ise beyaz cüceye, 1,4-2,5 arasındaysa daha da büzülerek bir çay kaşığı bir milyar ton olan 10 km çaplarında atmalı ve çok yüksek manyetik alanlı uzay fenerleri olan nötron yıldızlarına, çökmekte olan son kalan kütle 2,5 güneş kütlesinden fazla ise karadeliğe dönüşmektedir.

1054 de Çinli Astronomlarca gözlenmiş ve kaydedilmiş süpernovadan geriye kalan yengeç bulutsusu. Merkezinde bir nötron yıldızı bulunmaktadır. Nötron yıldızlarının manyetik alanı dünyanınkinin trilyon katıdır. Çok hızlı dönen bu yoğun cisimler kendi ışıklarını bir huni gibi yayarlar bu nedenle de. Eğer dünya manyetik eksenleri ile aynı hizada ise bir atımlık bir ışıma gözlenir. Aksi takdirde ışıma gözlenemez. Bunu aynı deniz fenerlerine benzetebiliriz. Fenerle aynı hizaya gelince bir pulsluk (atım) ışıma görülebilirken hizadan çıkıldığında fenerin ışığı gözlenemez. Nötron yıldızlarına bu yüzden pulsar ya da atarca adı verilmiştir.

Buraya kadar anlatılanlarda yeni bir şey yok bunlar zaten bilinen olgular. Peki bir gama ışını patlaması nasıl olabilir? Öyleki bir galaksiden daha fazla ışıma yaratan süpernovalardan yüzlerce kat daha güçlü olabilmektedir bu uzak uzay-zaman da gözlenebilen patlamalar. Bu durum olayın pek nadir gerçekleştiğinin de kanıtı. Çünkü uzak uzay-zaman aynı anda çok da geniş bir mekanı ve zamanı kapsayabildiğinden, evrendeki en nadir gözlenen olaylar milyar ışık yılı ötelerde gözlenebilmektedir. Örneğin çevremizte bilinen süpernova vakaları 1000 yılda 3-4 kez olmuş iken, uzak süpernovaları yakalayıp gözlemlemek olasıdır. Hatta bu sayede big-bang teorisinin kökten değişmesine neden olan evrenin genişleme ivmesindeki artış anlaşılabilmiş, big-bang şişme teorisi ve alan kuramı ile genişletilerek standart modelde değişiklik yapılmıştır. Son durumda evren sonsuz ve ezeli olmuştur yine ancak bu şişmeyi de kapsar. Bu tür nedenlerle de süpernova ve benzeri oluşumlar evrenin yapısını öğrenmek de önemli kanıtlar sağlayabilmektedir

Gelelim gama ışını patlamalarına. Bu patlamaların çok daha güçlü süpernova patlamalarından meydana geldiği düşünülmektedir. Bazen ışıma gücü yüzlerce galaksiye eş olabilmektedir. Çok kısa süren flaş gibi bir görüntü çizmelerine rağmen az gözlenen ve uzakta gözlenebilen olgular olduklarından önemlidirler. Hipernova da denilen bu süper süper novalar, milyon süpernova da bir gerçekleşebilir.

Hipernovanın olabilmesi için öncülü bir süpernova da mutlaka olmuştur. Çünkü bu olay sadece çok büyük kütleli yıldızlardan dolayı gerçekleşebilir. Yıldız dış katmanlarını fırlattıktan sonra hala 10 veya daha fazla güneş kütlesi geride kalabilmektedir. Yani yıldızımız hala bir Wolf-Rayet yıldızı olarak varlığını sürdürüyor. içinde ağır elementler de dahil hidrojen, helyum ve oksijen var bol miktarda. Ancak hızla bu yakıtlarını da tüketiyor yıldız nükleer reaksiyonları sürdürerek. Ancak bir fark var. Yıldızımızın merkezinde bir karadelik oluşuyor. Merkezindeki bu karadelik etrafında da bir disk ile birlikte ışık hızına yakın hızlarda yol alarak birbirine ters yönde uzanan madde sütunları yani jetler oluşuyor. Bu jetler yıldızın dış kabuğunu da geçerek karadeliğin oluşturduğu merkezdeki diskin de yardımıyla kalan yıldızı parçalıyor. Merkezde karadelik fakat dış katmanlarda hala varlığını sürdüren Wolf-Rayet yıldızının neden olduğu bu olay sonucunda Karadelikten fışkıran Jet daha önceki süpernova artıklarına da ulaşarak gama ışını patlaması olarak gözleniyor. Bu muazzam ışımanın reaksiyon sırasındaki radyoaktif Nikel-56'nın bozunmasından kaynaklandığını söyleyenler de var. Bir diğer modele göre de bu tip hipernovalar büyük kütleli çift yıldız sistemlerinde oluşuyor. Yıldızlardan biri fazla kütlesini atıp karadeliğe dönüştüğünde karadelikle diğer yıldız birbirine giderek yaklaşmaya başlıyor ve sonunda karadelik ile yıldız birleşiyor. Hızla dönen karadelik diskinin ve jetlerinin yarattığı etki ile yıldız hipernova ile saçılıyor. Bu ise milyar yıllar sonra hipernova flaşı olarak bizlere yansıyor. Son gözlemler bununla ilgili bir çok kanıtın toplanmasını sağladı. Özellikle de gamma ışın uydusundan alınmış son veriler bu teorileri destekler konumdalar. Işıma aralıkları ve hipernova olgusunu yaratan süreçler de teknik olarak gama ışın patlamalarının aslında hipernova olduklarını düşündürüyor.

Sonuç olarak baktığımızda hipernovaları süpernovalardan ayıran olgunun çok uzakta gözlenebilmeleri, nadir karşılaşılmaları, gama ışın patlamalarınma kaynnak oluşları ve en önemlisi öncülü süpernovalar gibi yıldızın çökmesi sırasında dış katmanlarını savurmasıyla değil, bir karadelik oluşumu nedeniyle ve onun etkisiyle gerçekleşmiş olduğunu görüyoruz. Böyle nova ailesine daha büyük bir üye daha katılmış oldu. Kesin konuşmak için henüz erken olsa da gama ışın patlamalarının Hipernova oldukları noktasında güçlü kanıtlar mevcut şu an için bile. Yakın zamanda gelecek olan veriler kanıtları güçlendirecek gibi görünüyor.