Astronomlar Üçüncü Tür Süpernova Patlamasını Doğruladılar

160

Yeni çalışma, özellikle ünlü Yengeç Nebulası’nda gerçekleşen patlama hakkında onlarca yıllık şüpheyi destekliyor.

NGC 2146
Bu Hubble görseli NGC 2146 galaksisinin yanındaki SN 2018zd süpernovasından (sağdaki büyük beyaz nokta) yakalanan elektronları gösteriyor. Görsel: NASA/STScI/J

Süpernovalar, yıldızlar patladığında meydana gelirler. Bir süpernova düşünüldüğünde akla gelen büyük olasılıkla tip II süpernovalardır, yani çekirdek çökmesi gerçekleşenler. Bu tip bir kozmik patlama, Güneş’in on katı veya daha fazla kütleye sahip bir yıldız, ömrünün sonuna gelip geride beyaz cüce veya kara delik bırakarak patladığında gerçekleşir.

Diğer bir tür olan tip I süpernovalar ise Güneş benzeri bir yıldızın, komşuluğundaki beyaz cücenin materyalleri üzerine çekmesiyle oluşur. Madde beyaz cüce üzerinde birikir ve belirli bir kütle sınırını aştığında bir termonükleer patlama beyaz cüceyi parçalara ayırır.

Kara Delik ile Beyaz Cüce Olmak Arasındaki İnce Çizgi

Bununla birlikte 1980’e kadar dayanan hesaplamalar, elektron yakalayan süpernova adında üçüncü bir tip süpernova olması gerektiğini gösteriyor. Bu tip patlama, 8 – 10 güneş kütlesine sahip olan yıldızlarda, yani sessizce beyaz cücelere dönüşen yıldızlar ile patlayarak bir şekilde nötron yıldızına veya kara deliğe dönüşenler arasındaki ince çizgide gerçekleşiyor.

Elektron yakalayan süpernovalar ayrıca bazı tip II süpernovalar gibi nötron yıldızları da üretir. Fakat yıldız ölmeye başlamadan önce, çekirdeğindeki magnezyum ve neon atomları, yıldız çekirdeğini dengede tutan dış basınçtan sorumlu, etraflarındaki serbest yüzen elektronları yakalamaya başlar. Elektronlar soğruldukça, dış basınç azalır ve yıldızın iç bölgelerinin bir nötron yıldızına dönüşmesine neden olurken, dış bölgelerin aynı anda bir süpernova patlaması olarak dışa doğru patlamasına neden olur.

Mart 2018’de Japonya’dan bir amatör astronom Koichi Itagaki, Zürafa takımyıldızında yaklaşık 30 ila 40 milyon ışıkyılı uzaklıkta yer alan NGC 2146 galaksisinde yeni bir süpernova keşfetti. Günümüzde, araştırmacılar patlamayı analiz ettiler ve 28 Haziran 2021’de Nature Astronomy’de yayınlanan bir makalede, patlamanın elektron yakalayan bir süpernova profiline tam olarak uyduğunu açıkladılar.

Yengeç Nebulası
Yengeç Nebulası. Görsel: Hubble

Mükemmel Bir Uyum

SN 2018zd adlı bu yeni süpernovayı benzersiz kılan şey, astronomların, patlamadan önce ve sonra ev sahibi galaksinin Hubble ve Spitzer uzay teleskopu görüntülerini karşılaştırabilmeleridir. Bu durum, patlamayı hızlandıran olası ata yıldızı belirlemelerine yardımcı oldu.

Berkeley’de, California Üniversitesi’nden çalışmanın yazarlarından Alex Filippenko bir basın açıklamasında, “Bu, diğer elektron yakalama süpernova adayları için hiç yapılmamış anahtar bileşenlerden biriydi, daha önce hiçbir zaman geçerli bir tanımlanmış ata yıldıza ve patlayan yıldıza sahip olmamışlardı,” dedi. Ancak şimdi, astronomlar hem yıldızı hem de o yıldızın oluşturduğu süpernova patlamasından gelen ışığı, bir elektron yakalayan süpernovadan beklenen profil ile karşılaştırabildiler.

Gözlemler, böyle bir olay için beklenen altı kriterin tamamıyla eşleşerek beklentilere mükemmel şekilde uyuyordu.