Article Thumbnail

Yeni Bir Süpernova Türü Bin Yıllık Yıldızların Gizemlerini Çözüyor

  • 13 Temmuz 2021 13:47

4 Temmuz 1054 civarlarında, Çinli gökbilimciler çok parlak bir şekilde parlayan bir "misafir yıldız" kaydettiler ve bu yıldız güpegündüz 23 gün boyunca görüldü. Bu uzun zaman önceki süpernovanın kalıntıları, uzun zamandır gökbilimcilerin ilgisini çeken Yengeç Bulutsusu'nu oluşturuyor. Bazıları, SN 1054'ün (şimdi bilindiği gibi), ilk olarak yaklaşık 40 yıl önce bir fizikçi tarafından tanımlanan yeni, nadir bir süpernova türü olduğunu varsaydılar. Nature Astronomy dergisinde yayınlanan yeni bir makaleye göre, bir gökbilimci ekibi, bu yeni türün tüm kriterlerini karşılayan ve böylece yıldız evrimi bilgimizde hayati bir eksik halka sağlayan, SN 2018zd olarak adlandırılan ikinci bir yeni süpernova tespit etti.

 

Las Cumbres Gözlemevi'nden (LCO) yazar Andrew Howell, "'Rosetta Taşı' terimi, çok sık yeni bir astrofiziksel nesne bulduğumuzda bir benzetme olarak kullanılıyor, ancak bu durumda bunun uygun olduğunu düşünüyorum" dedi. "Bu süpernova, kelimenin tam anlamıyla tüm dünyadaki kültürlerden bin yıllık kayıtları çözmemize yardımcı oluyor. Ve tam olarak anlamadığımız bir şeyi, Yengeç Bulutsusu'nu, inanılmaz modern kayıtlarına sahip olduğumuz başka bir şeyle ilişkilendirmemize yardımcı oluyor, Bu süreçte bize temel fiziği öğretiyor: bazı nötron yıldızlarının nasıl oluştuğunu, aşırı yıldızların nasıl yaşayıp söndüğünü ve elementlerin nasıl yaratıldığını ve evrenin etrafına dağıldığını."

 

Orijinal yıldızın kütlesine bağlı olarak bilinen iki tür süpernova vardır. Devasa yıldızlarla (10 güneş kütlesinden daha büyük) bir demir-çekirdek çöküşü süpernova meydana gelir, bunlar o kadar şiddetli bir şekilde çökerler ki, devasa, feci bir patlamaya neden olur. Sıcaklıklar ve basınçlar o kadar yükselir ki, yıldızın çekirdeğindeki karbon erimeye başlar. Bu, çekirdeğin çöküşünü en azından geçici olarak durdurur ve bu süreç, giderek daha ağır atom çekirdekleriyle tekrar tekrar devam eder. (Periyodik tablodaki ağır elementlerin çoğu, bir zamanlar büyük kütleli yıldızlar olan patlayan süpernovaların yoğun fırınlarında doğdu.) Yakıt en sonunda tamamen tükendiğinde, (o zamana kadar) demir çekirdek çökerek bir kara deliğe veya bir nötron yıldızına dönüşür. .

 

Sonra bir termonükleer süpernova var. Daha küçük yıldızlar (yaklaşık sekiz güneş kütlesine kadar) yavaş yavaş soğuyarak beyaz cüceler olarak bilinen yoğun kül çekirdekleri haline gelir. Nükleer yakıtı bitmiş bir beyaz cüce ikili bir sistemin parçasıysa, ortağından maddeyi çekebilir ve çekirdeği karbon füzyonunun gerçekleşmesi için yeterince yüksek sıcaklıklara ulaşana kadar kütlesine katkıda bulunabilir.

 

1980'de Tokyo Üniversitesi'nden Japon fizikçi Ken'ichi Nomoto, üçüncü bir ara tip olabileceğini teorileştirdi: bir yıldızın demir çekirdek üretecek kadar ağır olmadığı "elektron yakalama" süpernovası. -çöküş süpernova ve henüz çekirdeğinin tamamen çökmesini önleyecek kadar hafif değil. Bunun yerine, bu tür yıldızlar, çekirdekleri oksijen, neon ve magnezyumdan oluştuğunda füzyon sürecini durdurur. Bu senaryoda, elektronlar çekirdekteki neon ve magnezyum tarafından yutulur ve böylece çekirdeğin kendi ağırlığı altında bükülmesine neden olur. Sonuç bir süpernovadır.

 

Nomoto ilk kez elektron yakalayan süpernovaları önerdiğinden beri, teorisyenler altı temel özelliği belirlemek için onun çalışmasını temel aldılar: yıldızların çok fazla kütleye sahip olması gerekir; patlamadan önce bu kütlenin çoğunu kaybetmeleri gerekir; bu kütlenin alışılmadık bir kimyasal bileşime sahip olması gerekir; ortaya çıkan süpernova zayıf olmalıdır; çok az radyoaktif serpinti olmalı; ve çekirdek nötron açısından zengin elementler içermelidir.

 

SN 2018zd ilk olarak Mart 2018'de, sadece 31 milyon ışıkyılı uzaklıkta, NGC2146 olarak bilinen bir galakside tespit edildi. Ekip, Hubble Uzay Teleskobu ve Spitzer Uzay Teleskobu tarafından çekilen arşiv görüntülerini inceleyerek olası ata yıldızı belirlemeyi başardı. Önümüzdeki birkaç yıl boyunca SN 2018zd hakkında veri toplamaya devam ettiler. UC Davis'ten gökbilimciler, bunun gerçekten de bir elektron yakalayan süpernova olduğuna dair önemli bir kanıt olduğunu kanıtlayan spektral analize katkıda bulundular.

 

Ekip, bugüne kadar süpernovalarla ilgili yayınlanmış verileri taradıklarında, tahmin edilen kriterlerden bazılarını karşılayan bir avuç olduğunu kaydetti. Ancak yalnızca SN 2018zd altı kutuyu da işaretledi. Bu keşif nedeniyle, gökbilimciler, kesin bir doğrulama yapmak için çok uzun zaman önce gerçekleşmiş olsa da, 1054'te Yengeç Bulutsusu'nu doğuran süpernovanın da elektron yakalayan bir süpernova olduğundan daha da eminler. Bu aynı zamanda SN 1054'ün neden bu kadar parlak bir şekilde parladığını da açıklar: Patlamadan çıkan maddenin, ata yıldızının saçtığı malzemeyle çarpışması muhtemeldir - SN 2018zd'de olanla aynı şey.

 

“Bu tuhaf şey ne?” diye sorarak başladık. UC Santa Barbara ve LCO'da yüksek lisans öğrencisi olan ortak yazar Daichi Hiramatsu dedi. "Sonra SN 2018zd'nin her yönünü inceledik ve hepsinin elektron yakalama senaryosunda açıklanabileceğini fark ettik. 40 yıllık teorik döngünün kapatılmasına katkıda bulunabileceğimiz hepimiz için bir Eureka anıydı - ve kişisel olarak benim için, çünkü astronomi kariyerim lise kütüphanemde evrenin çarpıcı resimlerine baktığımda başladı. bunlardan biri Hubble Uzay Teleskobu tarafından çekilen ikonik Yengeç Bulutsusuydu.

 

Belki de hiç kimse, bu keşiften, on yıllar önce elektron yakalayan süpernovaların varlığını ilk kez öne süren ve böyle bir süpernovanın Yengeç Bulutsusu ile bağlantılı olabileceğini öngören Nomoto kadar memnun ve memnun değildir. “Bu, gözlemler ve teorinin birleşiminin harika bir örneği” dedi.

 

-

Kaynak: https://www.wired.com/story/new-type-of-supernova-unlocks-thousand-year-old-stellar-mysteries/