Gökbilimci “Bunun bir süpernova olduğundan şüpheleniyoruz” Mike Engesser Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nün (STScI) Ters. Süpernova gibi kısa ömürlü kozmik olayları bulmak Webb’in tasarladığı şey değildi, ancak yeni faaliyete geçen uzay teleskobu sürprizlerle dolu gibi görünüyor. Ve bu, evrenin ilk nesil büyük kütleli yıldızlarının ölüm sancılarını aramak için kapıyı açabilir.
Ne var ne yok – Engesser ve meslektaşları, parlak nesnenin muhtemelen Webb Teleskobu tarafından tespit edilen ilk süpernova olduğunu söylüyor. Bir kere, galaksinin geri kalanına kıyasla son derece parlak. Ve Webb, SDSS.J141930.11+5251593 adlı galaksiyi beş gün arayla iki kez gözlemledi; nesne, bu beş gün içinde biraz soluklaştı – klasik süpernova davranışı.
“Bir belirleme yapmak için daha fazla zaman serisi verisine ihtiyacımız var, ancak sahip olduğumuz veriler, bir süpernovabu yüzden çok iyi bir aday” diyor Engesser.
Kullanışsız astronomik adını tekrar etmeyeceğimiz galaksi 3 ila 4 milyar ışıkyılı uzaklıkta, bu nedenle gökbilimciler 3 ila 4 milyar yıl önce meydana gelen bir patlamanın yavaş yavaş sönen ışığını görüyorlar. Bir yıldızın gerçek ölümü bir saniyenin küçük bir bölümünü alır, ancak ortaya çıkan ateş topunun büyümesi ve parlaması günler alır, ardından önümüzdeki birkaç ay içinde yavaş yavaş kaybolur. Bu astronomik zamanda göz açıp kapayıncaya kadar geçen bir süre, yani Webb’in bu süpernovayı parlaklığı zirveye ulaştıktan kısa bir süre sonra fark etmesi tamamen şans.
Engesser, “Öncelikle, heyecan verici çünkü Webb ile yeni geçici olayları bulup tespit edebildiğimizi gösterdik, ki bu JWST’nin yapmak için tasarlanmadığı bir şeydi,” diyor. “Ama bu, geçici bir şekilde yapabileceğimizi gösterdiğimiz şeylerden biri.”
Webb, çok yönlü olmasına rağmen, gökbilimcilerin süpernova gibi kısa ömürlü nesneleri avlamak için tipik olarak kullandıkları türden bir teleskop değildir. Çoğu zaman, bu iş, her gece gökyüzünün geniş alanlarını görüntüleyen Dünya’daki yer tabanlı teleskoplar tarafından yapılır.
Öte yandan Webb, daha küçük gökyüzü parçalarına çok, çok daha derine bakar. teleskopun ilk derin alan görüntüsü12 Temmuz’da yayınlanan , kol mesafesinde tutulan bir kum tanesiyle kaplayabileceğiniz bir gökyüzü alanını kapsıyor.
Engesser, “Yani, baktığınız alanda bir geçici olay bulma olasılığınız oldukça küçüktür – ya da en azından küçük olacağını düşündük” diyor. “Fakat muhtemelen duymuşsunuzdur, bu noktada her JWST alanı derin bir alandır, bu nedenle her yerde galaksiler var ve şimdi düşünüyoruz ki, oh, her zaman süpernovaları tespit etmek için gerçekten iyi bir şansımız olabilir.”
İşte arka plan – Genellikle süpernova arayan Dünya tabanlı teleskoplar, birkaç gecede bir gökyüzünün aynı geniş alanlarının görüntülerini alır. Veri işleme yazılımları, her yeni görüntüyü aynı alandaki önceki görüntülerle karşılaştırır ve değişmiş olabilecek herhangi bir şeyi arar.
Aynı şeyi uzay teleskoplarıyla yapmak için Engesser ve meslektaşı, Webb’in NIRCam cihazından gelen yeni verileri aşağıdakilerle karşılaştırdı: Aynı bölgenin Hubble görüntüleri. Gökbilimcilerin “geçici olaylar” dediği şeyleri, gerçek zamanlı olarak görebildiğimiz bir zaman ölçeğinde görünen, kaybolan, parlayan veya sönen nesneleri ortaya çıkarabilecek farklılıkları aramak için yazılım kullandılar.
Ekip süpernovayı bu şekilde buldu. 2013’te hayat bulan bir süpernovayı da bu şekilde buldular. Gökbilimciler, 2013 EJ adı verilen bu süpernovayı biliyorlardı, ancak bir zamanlar parlak olan ateş topu, çoğu teleskop tarafından görülemeyecek kadar uzun zaman önce söndü.
Engesser, “Bu belirli nesne ve ne tür bir yıldız olduğu ve çevresi hakkında pek çok soru var – örneğin ne kadar tozlu? Çok tozlu gibi görünüyor” diyor.
Süpernovalar birkaç ay içinde sönme eğilimi gösterdiğinden, gökbilimciler genellikle daha sonraki aşamalarını göremezler, bu yıldız patlamasının fiziğiyle birlikte ne tür bir yıldızın patladığı hakkında daha fazla ipucu verebilir. Webb’in evrene ilişkin derin görüşü, 2013 EJ gibi bir süpernovanın ardından birkaç yıl sonra bile takip edilmesini kolaylaştırabilir.
Engesser, “Bunu şimdi Webb ile gözlemlemek, bunun gibi büyük, parlak süpernovaların etrafındaki süper geç ortamı araştırmak için gerçekten harika bir yol” diyor. “Daha önce elde edemediğimiz yeni bilgiler ediniyoruz.”
Engesser, her iki algılamayı da – yeni keşfedilen süpernova ve bilim adamlarının gözden kaçırdığı solmaya – bir kavram kanıtı olarak adlandırıyor. O ve meslektaşları, STScI’de astrofizikçi Ori Fox tarafından yönetilen Transient Science @ Space Telescope araştırma ekibinin bir parçası. Fox’un ekibi, Webb’i, evrendeki en eski, en uzak gökadalarda, Hubble’ın bile görmekte zorlandığı türden süpernovaları aramak için kullanmak istiyor.
“Eğer yeni şeyler tespit edebilirsek, o zaman bu tür çok hızlı geri dönüşlü fırsat önerileri hedefini yapmamıza izin verir, burada bir şey tespit ederiz ve sonra ‘Tamam, diğer her şeyi kesintiye uğratın. Bu şeyi hemen şimdi gözlemlemek istiyoruz. ; bu zamana duyarlıdır'” diye açıklıyor Engesser. “Güzel bir repertuarımız olduğunda [of supernovae] ‘Tamam, süper yüksek kırmızıya kaymalı süpernovaların zamana duyarlı bu gözlemlerine sahip olmak aslında bizim için çok değerlidir’ diyebiliriz.
Neden Önemli? Eski, uzak süpernovalar, gökbilimcilerin evrenin dokusunu ve zaman içinde nasıl genişleyip genişlediğini daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir. Çoğu fizikçi artık evrenin genişlediği ve bu genişlemenin hızlandığı konusunda hemfikirdir; bu, kozmostaki nesneler arasındaki mesafeleri ölçmeye yardımcı olmak için belirli bir tür süpernova kullanan 1998 tarihli bir çalışma sayesinde. adı verilen bu süpernovalar Tip Ia süpernovabir ikili yıldız sistemindeki bir beyaz cüce yıldızı, yoldaş yıldızından o kadar çok malzeme çaldığında (veya biriktirdiğinde) olur ki açgözlü beyaz cüce kendi kütlesinin altında çöker.
Tip Ia süpernovalar her zaman aynı parlaklıkta olduklarından, gökbilimciler bir süpernovanın ve ev sahibi galaksinin ne kadar uzakta olduğunu hesaplamak için bir süpernovanın ne kadar parlak göründüğünü ölçebilir. Gökbilimciler parlaklığı bilinen nesnelere “standart mumlar” derler.
Engesser, “Bu süpernovaların kırmızıya kaymasına bakarak, sizden ne kadar hızlı uzaklaştıklarını ve ne kadar uzakta olduklarını ölçebilirsiniz” diye açıklıyor. “Dolayısıyla Webb ile yapmak istediğimiz şeylerden biri, evrenin kozmolojik doğasını ve zaman içinde nasıl değiştiğini daha da fazla kısıtlamak için süper yüksek kırmızıya kayma süpernovaları tespit etmektir.”
Evrendeki en eski süpernovalar aynı zamanda evrenin ilk nesli çok büyük kütleli yıldızların kısa ömürleri ve şiddetli ölümleri hakkında ipuçları içerir. Bu eski dev yıldızlar, bize daha tanıdık gelen yakınlardaki, yakın evrendeki dev yıldızlardan çok farklı olabilir.
“İlk birkaç milyon yıldaki yıldızların, şu anda sahip olduğumuz yıldız türlerinin aksine, öncelikle, neredeyse tamamen, hidrojen ve helyum olacağını düşünüyoruz. Onlar büyük olurdu – Güneşimizin kütlesinin 200 ila 300 katı, ve kesinlikle bir tür ‘hızlı yaşa, genç öl’ yaşam tarzı yaşarlardı” diyor Engesser. “Bu tür patlamaları görmek, henüz gerçekten yapmadığımız bir şey.”
Sıradaki ne – Engesser ve ekibi, keşfettikleri süpernovaya ikinci kez bakıp bakmamaya henüz karar vermiş değiller.
“Büyük şemadaki süpernovalar aslında oldukça yaygındır” diyor. “Bu süpernova, Webb’in onu bulan ilk kişi olması açısından ilginç, ki bu şaşırtıcı. Kendi içinde, o kadar da ilginç olmayabilir. Hâlâ bu şeyle ilgili herhangi bir takip gözlemi yapmak isteyip istemediğimizi araştırıyoruz. “
Gökbilimciler yeni keşfedilen süpernovalarını daha fazla incelemeye karar verirlerse, birkaç özel soruya cevap verebilir. Süpernovadan gelen ışığın zamanla nasıl azaldığını izlemek, Engesser ve meslektaşlarının bulduğu Tip Ia gibi ne tür bir süpernova olduğunu ortaya çıkarabilir. Süpernovadan gelen ışığın tayfını ölçmek, ana yıldızı hangi kimyasal elementlerin oluşturduğunu ve dolayısıyla ne tür bir yıldızın bu kadar şiddetli bir şekilde patladığını ortaya çıkarabilir.
Ancak bu arada, Engesser ve meslektaşları, Webb’in evrene ilişkin derin görüşlerinde daha geçici parlak noktalar bulmaya odaklandılar.
Bu hikaye 28 Temmuz 2022’de son beş paragrafı içerecek şekilde güncellendi.