Katalog

Dönen ve süreksiz radyo ışınımı salan yeni tür kaynaklar (Rotating RAdio Transients) Prof. Dr. Rennan Pekünlü (Ege Üniversitesi) arkes Multibeam Survey sonucunda 11 tane süreksiz radyo kaynağı keşfedildi [1]. Popov ve ark. [2] aktardığına göre, bu kaynaklar, atma süresi ~ 2 – 30 ms olan radyo patlamaları sergiliyor. Radyo patlamalarının maksimum akı yoğunluğu ~ 0.1 – 4 Jy ve atmalar arasındaki zaman dilimi ~ 4 dakika – 3 saat denlidir. 11 kaynaktan 10 tanesinin dönemi 0.4 – 7 s aralığındadır. Yine bu 11 kaynağın 3 tanesi için dönem değişimi (?P/?t) ölçülmüş, bu değerlerden manyetik alan yeğinliği ve yaşları, sırasıyla, 1012 – 1014 G ve 0.1 – 3 Milyon yıl olarak hesaplanmıştır. Kaynakların konumu, genç atarcalarda olduğu gibi gökada düzleminde ve gökada içlerine doğrudur. Bu kaynakların doğası henüz anlaşılmamış olmasına karşın, bilinen radyo atarcalarının radyo özelliklerinden farklı olan bu kaynakların gökadamızdaki “alan” nötron yıldızları olduğu sanılıyor. Eğer RRAT atarca ise, bu kaynaklardan gelen yeğin radyo ışınımlarını bildiğimiz uçlak bölgesi (polar cap) modeliyle açıklamak zor olacaktır, çünkü RRATs kaynaklarının çoğu uzun dönemlidir ve bu tür atarcalarda elekŞekil 1. Kararlı tuzaklanma bölgesinin tedir tronpozitron çift ginliği ve kapalı manyetik alan kuvvet çizgi üretimi (pair prosinde parçacık sağanağı. Nötron yıldız yüze duction) çok etkin yinde üretilmiş olan Alfven dalgaları (A) ka değildir [3]. palı kuvvet çizgileri boyunca ileri geri yansıJüpiter, Yer ve yarak yayılır ve tuzaklanmış olan parçacıkatarcaların manyelarla etkileşir. Yıldız yüzeyine doğru akan parçacıklarla etkileşen dalgaların neden ol tik kürelerinin, ışıduğu iki akım kararsızlığı sonucunda ortaya nımsal süreçlerinin çıkan radyo patlamaları gözlemcinin bakış benzerliği uzun zadoğrultusunda gerçekleşirse radyo sinyallemandır bilinen ve ri algılanacaktır [3]. tartışılan bir konudur [4] [5]. Bu gerçeği gözönünde bulunduran Lou ve Melrose [3] atarcaların manyetik küresinde relativistik plazmanın tuzaklanmış olabileceğini öneriyorlar. Aynı yazarlar, Yer’in Van Allen ışınım kuşaklarında olduğu gibi, atarca manyetik küresinde ortaya çıkan düşük frekanslı dalgaların da tuzaklanmış olan parçacıkları tedirgin edip nötron yıldız yüzeyine doğru yoğun bir parçacık sağanağı oluşturabileceğini öneriyor (Şekil 1). Gezegenlerin ve atarcaların manyetik küresinde tuzaklanmış olan plazmanın kararlı yapısı manyetik kürenin bir bütün olarak tedirgin edilmesiyle bozulabilir. Yer’in Van Allen ışınım kuşağı Güneş rüzgârının etkisiyle tedirginliğe uğrar. Atarcaların ışınım kuşağındaki süreçlerse yıldızın dönme veya manyetik erkesiyle belirlenir. Magnetarlarda gerçekleşen güçlü yıldız depremleri manyetik alanın bozulmasına neden olur. Ancak bu tür güçlü sü P reçler olağan atarcalarda gözlenmez. Lou ve Melrose’a göre düşük düzeydeki yıldız depremleri veya nötron yıldız titreşimleri, yıldız yüzeyinde üretilmiş olan Alfven dalgalarının ışınım kuşaklarındaki plazma parçacıklarını tedirgin edip yıldız yüzeyine doğru sağanak biçimde ivmelenmelerine neden olur. Tuzaklanmış olan parçacıklar hem manyetik alana dik yönde nötron yıldız yüzeyine doğru difüzyona uğrayarak hem de Alfven dalgalarıyla cyclotron frekansına yakın frekanslarda rezonansa gelerek relativistik erkelere ivmelenebilir. Örneğin, sözü edilen bu iki sürecin, Yer’in Van Allen ışınım kuşaklarında elektronları 10 MeV erkelere dek ivmelendirdiği yerinde yapılan ölçümlerle biliniyor [6]. Yıldız yüzeyine doğru manyetik alana dik yönde radyal difüzyona uğramış olan elektronlar son derece düşük frekanslı dalgalarla rezonansa geldiğinde de relativistik hızlara ivmelenirler. Sismik kaynaklı elektromanyetik ışınımın, Yer’in iyonküresiyle manyetikküresi arasındaki geçiş bölgesi üzerinde etkisi olduğuna ilişkin bilimsel çalışma raporları var. Son yıllarda uzayda yapılan ölçümler, Yer’in iç ışınım kuşağının alt sınırından atmosfere doğru yoğun olarak yağan elektrik yüklü parçacıkların varlığını gösterdi (bkz. Şekil 2). Bu yoğunluk artışına neden olan etmenin düşük frekanslı sismoelektromanyetik ışınım olduğu savunuluyor. Son yıllarda yapılan bir çalışma yoğun olarak yağan elektrik yüklü parçacık sağanağının sismik hareketler başlamadan önce kısa bir zaman aralığında görüldüğünü doğruladı [8]. Işınım kuşağında manyetik alan kuvvet çizgilerine tuzaklanmış olan elektrik yüklü parçacıklar sarmal yörüngelerde dolanırlar ve üç tür dönemsel devinim yaparlar: 1) manyetik alan kuvvet çizgileri çevresinde çember yörünge; 2) manyetik aynalar arasında zıplama devinimi (bu iki dönemsel devinim parçacığın sarmal yörüngesini belirler) ve 3) Yer’in çevresinde dolanma devinimi (bkz. Şekil 3). Şekil 3. Yer’in Van Allen ışınım kuşaklarında tuzaklanmış olan plazma parçacıklarının üç dönemsel devinimi. Şekil 4. Depremle yoğun parçacık sağanağı arasındaki zaman ilişkisini gösteren histogram. ?T=4h zamanındaki büyük çıkıntı, parçacık sağanağının depremden önce gerçekleştiğini, dolayısıyla deprem öncesi doğaya sahip olduğunu gösteriyor [7]. CBT 1113/ 17 18 Temmuz 2008 Şekil 2. Yer’in manyetik alan kuvvet çizgilerinde tuzaklanmış olan bir elektrik yüklü parçacığın meridyen düzlemindeki yörüngesi. (1) Deprem hypocentral dilatant bölge. Deprem öncesi elektromanyetik ışınımların salındığı bölge; (2) depremin odak bölgesinden Yer’in iyonküresine doğru yayılan elektromanyetik ışınım; (3) iyonkürede sismik elektromanyetik ışınımla ışınım kuşağında tuzaklanmış olan elektrik yüklü parçacıkların etkileşim bölgesi; (4) Yer’in manyetik alan kuvvet çizgileri; (5) ışınım kuşağında tuzaklanmış olan parçacıkların sakin dönemdeki yörüngesi; (6) ışınım kuşağının sakin dönemdeki alt sınırı; (7) parçacıkların manyetik aynalarının Yer’e yakınlaşması ve (8) yoğun parçacık sağanağı ve kuvvet çizgileri boyunca atmosfere doğru devinim [7] Parçacıkların ikinci dönemsel devinimleri sırasında manyetik aynaları giderek Yer’e yakınlaşırsa, sismik devinimler başlamadan önce parçacıkların sağanağının gözlenme olasılığı ve bu parçacıkları gözleyerek yapılan deprem öngörü çalışmalarının önemi artar. Sgrigna ve ark. [7] büyüklüğü (M ? 5.0) 5 e eşit ve daha fazla olan kıtasal depremlerle, PETSAMPEX uydusunun algıladığı yoğun parçacık sağanağı arasında zamansal ilişkiyi inceledi. Güney Atlantik Anomali (SAA) bölgesinden giren parçacıklar ve sismik devinim kökenli olmayan kaynaklardan gelen parçacıklar verilerden arındırıldıktan sonra, ilişkiyi gösteren histogram, yaklaşık 4 saatlik bir fark olduğunu sergiledi (bkz. Şekil 4). Kısacası, yoğun parçacık sağanaklarının başlamasından 4 saat sonra depremler oluştu. İki olay arasındaki ilişkinin varlığına işaret eden, istatistik açıdan en güvenilir ve önemli veriler yüksek enerjilere sahip (E ? 4 MeV) ve tınıs açıları yitik konisine yakın elektronlardan gelen veriler olmuştur. Çalışma sonuçları hem uzaydan hem de Yer konuşlu algaçlardan elde edilen verilerin birlikte değerlendirilmesinin önemini de açığa çıkardı. Üzerinde çalışılan konunun ardındaki fiziksel süreçleri anlayabilmek için toplanan verilerin daha derinlemesine ve dikkatli çözümlenmesi gerekiyor. Kaynaklar: [1] McLaughlin, M.A. ve ark., (2006), Nature, 439, 817. [2] Popov, S.B., Turolla, R. Ve Possenti, A., (2006), MNRAS, 369, L23. [3] Luo, Q, ve Melrose, D., (2007), MNRAS, 378, 14811490. [4] de Pater, I, Kassim, N. ve Rucker, H.O., (2004), Planetary and Space Science, 52, 1339. [5] Hill, W.T. ve Dessler, A.J., (1995), Earth in Space, 8, No.2, 6. [6] Horne, R.B. ve ark., (2005), Nature, 437, 227. [7] Sgrigna, V., ve ark., J.Atm. & SolarTerr. Phys., 67, 2005, 1448. [8] Aleksandrin, S.Yu, ve ark., 2003, Annales Geophysicae 21, 597.