İnatçı Bir Yıldız, Gözden Geçirilmiş Bir Süpernova Modelini Doğruluyor
Bir süpernova, bir yıldızın yıkıcı patlamasıdır. Özellikle termonükleer süpernovalar, bir Beyaz cüce yıldız, geride hiçbir şey bırakmadan. En azından astrofizik modellerinin ve gözlemlerinin önerdiği şey buydu.
Bu nedenle, bir gökbilimci ekibi Hubble Uzay Teleskobu ile tuhaf termonükleer süpernova SN 2012Z’nin yerini incelemeye gittiğinde, yıldızın patlamadan kurtulduğunu keşfetmek için şok oldular. Sadece hayatta kalmayı başarmakla kalmadı, süpernovadan sonra yıldız aslında öncekinden daha da parlaktı. California Üniversitesi, Santa Barbara ve Las Cumbres Gözlemevi’nde doktora sonrası araştırmacı olan ilk yazar Curtis McCully, bu bulguları Amerikan Astronomi Derneği’nin 240. toplantısında bir basın toplantısında sundu ve bir makalede yayınladı. Astrofizik Dergisi. Şaşırtıcı sonuçlar, evrendeki en yaygın, ancak gizemli patlamaların bazılarının kökenleri hakkında yeni bilgiler sağlar.
Tip Ia süpernova olarak bilinen bu termonükleer süpernovalar, gökbilimcilerin kozmik mesafeleri ölçmek için kullandıkları araç takımlarındaki en önemli araçlardan bazılarıdır. 1998’den başlayarak, bu patlamaların gözlemleri, evrenin sürekli artan bir hızla genişlediğini ortaya çıkardı. Bunun, keşfi 2011’de Nobel Fizik Ödülü’nü kazanan karanlık enerjiden kaynaklandığı düşünülüyor.
Astronomi için hayati öneme sahip olmalarına rağmen, termonükleer süpernovaların kökenleri tam olarak anlaşılamamıştır. Gökbilimciler, bunların beyaz cüce yıldızların yıkımı olduğu konusunda hemfikirdirler – kabaca Güneş kütlesinde Dünya boyutuna sığdırılmış yıldızlar. Yıldızların patlamasına neyin sebep olduğu bilinmiyor. Bir teori, beyaz cücenin bir yoldaş yıldızdan madde çaldığını öne sürüyor. Beyaz cüce çok ağırlaştığında, çekirdekte termonükleer reaksiyonlar tutuşur ve yıldızı yok eden kaçak bir patlamaya yol açar.
SN 2012Z, bazen Tip Iax süpernova olarak adlandırılan tuhaf bir termonükleer patlama türüydü. Onlar daha geleneksel Tip Ia’nın daha sönük, daha zayıf kuzenleridir. Daha az güçlü ve daha yavaş patlamalar oldukları için, bazı bilim adamları bunların başarısız Tip Ia süpernovaları olduğunu teorileştirdi. Yeni gözlemler bu hipotezi doğrulamaktadır.
2012’de, yakındaki sarmal gökada NGC 1309’da 2012Z’ye kadar geçen yıllar boyunca birçok Hubble görüntüsünde derinlemesine incelenen ve yakalanan süpernova 2012Z tespit edildi. Hubble görüntüleri, eski görüntülerdeki hangi yıldızın patlayan yıldıza karşılık geldiğini belirlemek için ortak bir çabayla 2013 yılında çekildi. 2014 yılında bu verilerin analizi başarılı oldu – bilim adamları yıldızı süpernova 2012Z’nin tam konumunda tanımlayabildiler. Bu, bir beyaz cüce süpernovanın ata yıldızının ilk kez tanımlanışıydı.
McCully, “En son Hubble verilerini aldığımızda iki şeyden birini görmeyi bekliyorduk” dedi. “Yıldız ya tamamen gitmiş olurdu ya da belki hala orada olurdu, yani patlama öncesi görüntülerde gördüğümüz yıldız patlayan yıldız değildi. Kimse hayatta kalan ve daha parlak bir yıldız görmeyi beklemiyordu. Bu gerçek bir bilmeceydi.”
McCully ve ekip, yarı patlamış yıldızın çok daha büyük bir duruma şiştiği için daha parlak hale geldiğini düşünüyor. Süpernova, tüm materyali havaya uçuracak kadar güçlü değildi, bu yüzden bir kısmı bağlı kalıntı olarak adlandırılan şeye geri döndü. Zamanla, yıldızın daha az kütleli ve daha büyük olan başlangıç durumuna yavaş yavaş dönmesini beklerler. Paradoksal olarak, beyaz cüce yıldızlar için kütleleri ne kadar azsa, çapları da o kadar büyük olur.
UC Santa Barbara’da yardımcı profesör ve Las Cumbres Gözlemevi’nde kıdemli personel bilimcisi olan yardımcı yazar Andy Howell, “Bu yıldızın hayatta kalması biraz Obi-Wan Kenobi’nin Star Wars’ta bir güç hayaleti olarak geri dönmesine benziyor” dedi. “Doğa bu yıldızı vurmaya çalıştı, ancak hayal edebileceğimizden daha güçlü bir şekilde geri döndü. Hala aynı yıldız, ama farklı bir biçimde geri döndü. Ölümü aştı.”
On yıllardır bilim adamları, bir beyaz cüce yıldız, Chandrasekhar sınırı olarak adlandırılan, güneşin kütlesinin yaklaşık 1.4 katı olan belirli bir boyut sınırına ulaştığında Tip Ia süpernovasının patladığını düşündüler. Pek çok süpernovanın bundan daha az kütleli olduğu tespit edildiğinden ve yeni teorik fikirler onların patlamasına neden olan başka şeyler olduğunu gösterdiğinden, bu model son birkaç yılda biraz gözden düştü. Gökbilimciler, yıldızların patlamadan önce Chandrasekhar sınırına yaklaşıp yaklaşmadığından emin değildi. Çalışmanın yazarları artık nihai sınıra kadar olan bu büyümenin tam olarak SN 2012Z’ye olan şey olduğunu düşünüyor.
McCully, “Tip Ia süpernovaların etkileri çok derin” diyor. “Süpernovaların en azından sınırlarına kadar büyüyebileceğini ve patlayabileceğini bulduk. Yine de patlamalar zayıf, en azından bazı zamanlar. Şimdi bir süpernovayı neyin başarısız ve Tip Iax yaptığını ve Tip Ia olarak neyin başarılı olduğunu anlamamız gerekiyor.”
Referans: “Patlama Öncesinden Daha Parlak, SN 2012Z Kaybolmadı: Karşılaştırma Hubble uzay teleskobu Observations a Decade Apart”, Curtis McCully, Saurabh W. Jha, Richard A. Scalzo, D. Andrew Howell, Ryan J. Foley, Yaotian Zeng, Zheng-Wei Liu, Griffin Hosseinzadeh, Lars Bildsten, Adam G. Riess, Robert P Kirshner, GH Marion ve Yssavo Camacho-Neves, 1 Şubat 2022, Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-4357/ac3bbd