Hızlı radyo patlaması

Hızlı radyo patlaması (İngilizce fast radio burst, kısaca FRB), birkaç milisaniye süren, son derece yüksek enerjili ama kaynağı henüz tam anlaşılmamış bir radyo dalgası parlamasıdır. Ortalama bir patlama, Güneş'in üç günde yaydığı kadar enerjiyi bir milisaniyede salar. Buna karşın Dünya'ya ulaşan sinyal, Ay'daki bir cep telefonundan gelecek sinyalden bin kat zayıftır; bu yüzden onları ancak büyük radyo teleskopları yakalayabilir. Bazı "ultra hızlı" patlamalar 15 mikrosaniye ya da daha kısa sürer.

Keşif: Lorimer patlaması

İlk hızlı radyo patlamasını 2007'de Batı Virginia Üniversitesi'nden Duncan Lorimer ile öğrencisi David Narkevic, arşivdeki atarca tarama verilerini incelerken buldu. Sinyal, Avustralya'daki Parkes radyo teleskobunun 24 Temmuz 2001'de kaydettiği verilerdeydi ve bugün "Lorimer patlaması" (FRB 010724) diye anılıyor. 5 milisaniyeden kısa süren patlama, Küçük Macellan Bulutu'nun 3 derece yakınından geliyordu ve sonraki 90 saatlik gözlemde tekrarlanmadı. Keşif makalesi, gökyüzünde her gün yüzlerce benzer olay yaşanabileceğini öne sürdü. Parkes, 19 Ocak 2015'te bir patlamayı ilk kez "canlı", yani gerçekleştiği anda yakaladı.

Uzaklık nasıl anlaşılır? Dağılma ölçüsü

Bir radyo patlaması uzayda yol alırken serbest elektronlarla dolu gazın içinden geçer. Bu gaz, düşük frekanslı dalgaları yüksek frekanslılardan biraz daha fazla geciktirir; patlama teleskoba yüksek frekanslardan alçak frekanslara doğru hızla "kayan" bir sinyal olarak ulaşır. Gecikmenin büyüklüğüne dağılma ölçüsü (DM) denir ve sinyalin yol boyunca kaç elektronla karşılaştığını gösterir. Hızlı radyo patlamalarının dağılma ölçüleri 100 pc cm⁻³ değerinin üzerindedir; bu, Samanyolu içindeki bir kaynaktan beklenenin çok üzerindedir. Patlamaların gökyüzüne her yönden eşit dağılması da gökada dışı kökeni destekler. Kesin uzaklık için patlamanın geldiği gökadayı bulup onun kırmızıya kaymasını ölçmek gerekir; FRB 180924, ASKAP'ın 36 çanağıyla konumlandırılıp sonra büyük optik teleskoplarla ev sahibi gökadası belirlenen örneklerden biridir.

Tekrarlayanlar ve magnetar bağlantısı

Patlamaların çoğu bir kez görülüp kaybolur. 2012'de Arecibo teleskobuyla Arabacı takımyıldızı yönünde bulunan FRB 121102 ise tekrarlayan ilk kaynak oldu. Kasım 2015'te McGill Üniversitesi'nden Paul Scholz, aynı yönden gelen on yeni patlama buldu. Kaynak, yaklaşık üç milyar ışık yılı uzaktaki bir cüce gökadaya yerleştirildi ve sonraki yıllarda yüzlerce patlama daha üretti; 2020'deki gözlemler etkinliğinin yaklaşık 157 günlük bir döngü izlediğini gösterdi.

Kritik ipucu 28 Nisan 2020'de geldi: CHIME teleskobu, yaklaşık 30.000 ışık yılı uzaktaki, Tilkicik takımyıldızındaki magnetar SGR 1935+2154 yönünden parlak bir radyo patlaması yakaladı. Bu, Samanyolu içinde görülen ve bilinen bir kaynağa bağlanan ilk hızlı radyo patlamasıydı ve magnetarları en azından bir kaynak türü olarak kesinleştirdi. Yine de patlamaların tamamının nasıl oluştuğu hâlâ açık bir sorudur; birleşen nötron yıldızlarından süpernovalara kadar pek çok model tartışılmaktadır.

Verileri göster

2001	Parkes ilk patlamayı kaydetti
2007	Lorimer ve Narkevic buldu
2012	İlk tekrarlayan: FRB 121102
2015	İlk canlı tespit (Parkes)
2018	CHIME çalışmaya başladı
2020	Samanyolu'ndaki magnetardan

Ne kadar sık?

McGill Üniversitesi'nden Victoria Kaspi, tüm gökyüzünde günde 10.000 kadar hızlı radyo patlaması yaşanabileceğini tahmin etti. Eylül 2018'de çalışmaya başlayan Kanada'daki CHIME teleskobu, geniş görüş alanı sayesinde patlamaları yüzlerle saymayı mümkün kıldı. Haziran 2021'de gökbilimciler tek bir yılda 500'ü aşkın patlama yakalandığını bildirdi. Tüm hızlı radyo patlamaları Geçici Ad Sunucusu'nda (TNS) kataloglanıyor.

Sık karıştırılanlar

• Peritonlar: 2010'da Parkes'te 16 benzer sinyal yakalandı ve bunlara "periton" adı verildi. 2015'te bu sinyallerin, çalışan bir mikrodalga fırının kapağı vaktinden önce açıldığında fırının magnetron tüpünden çıktığı anlaşıldı. Gerçek hızlı radyo patlamaları ise uzaydan gelir.
• Atarcalar: Atarcalar da kısa radyo atımları yayar, ama saat gibi düzenli ve çok daha zayıftır. 2022'de üç saniye sürdüğü bildirilen FRB 20191221A'nın aslında bir ayar hatasıyla yanlış yöne çevrilmiş ışınlardan kaynaklandığı, sinyalin PSR J0248+6021 atarcasından geldiği sonradan anlaşıldı; makale Haziran 2026'da geri çekildi.
• Uzaylı sinyali mi? Bazı haberler tekrarlayan patlamaları dünya dışı zekâya bağladı; keşfi yapan ekipler böyle bir iddiada bulunmadı.
• Gama ışını patlaması: Gama ışını patlamaları yüksek enerjili ışınımda görülen başka bir olay türüdür.