Gökbilimciler, bir yıldızın çift patlamasından sonraki manzarayı görüntüledi
Bir yıldızın patlaması, yani süpernova, son derece şiddetli bir olaydır. Genellikle, Güneş’imizin sekiz katından daha büyük kütleye sahip bir yıldızın nükleer yakıtını tüketmesi ve çekirdeğinin çökerek tek ve güçlü bir patlamayı tetiklemesiyle gerçekleşir.
Ancak daha nadir görülen bir süpernova türü, farklı bir yıldız tipini – beyaz cüce adı verilen yıldız kalıntısını – ve "çift patlama"yı içerir. Araştırmacılar, bu tür bir süpernovaya ait ilk fotoğrafik kanıtı, Avrupa Güney Gözlemevi’nin Şili’de bulunan Çok Büyük Teleskobu (Very Large Telescope) sayesinde elde etti.
Arka arkaya gerçekleşen bu iki patlama, Güneş’in kütlesine yakın bir kütleye sahip olan bir beyaz cüceyi tamamen yok etti. Bu yıldız, Dünya’dan yaklaşık 160.000 ışık yılı uzaklıkta, Büyük Macellan Bulutu adlı Samanyolu’na yakın bir galakside, Dorado takımyıldızı yönünde yer alıyordu. (Bir ışık yılı, ışığın bir yılda kat ettiği mesafedir: yaklaşık 9,5 trilyon kilometre.)
Görüntüde, patlamadan yaklaşık 300 yıl sonra oluşan manzara görülüyor: kalsiyum elementi içeren iki eşmerkezli halka dışa doğru hareket ediyor.
Bu tür patlamaya Tip Ia süpernova deniyor ve genellikle birbirine yakın dönen iki yıldızdan oluşan bir ikili sistemdeki beyaz cüce ile ikinci bir yıldız – başka bir beyaz cüce ya da helyum açısından zengin alışılmadık bir yıldız – arasındaki etkileşimle meydana geliyor. Beyaz cüce, güçlü yerçekimiyle, yoldaş yıldızdan helyum çekmeye başlıyor. Yüzeyde biriken helyum belirli bir sıcaklık ve yoğunluğa ulaştığında patlıyor ve bu ilk patlama yıldızın çekirdeğini sıkıştırarak ikinci bir patlamayı tetikliyor.
“Hiçbir şey geride kalmıyor. Beyaz cüce tamamen parçalanıyor,” diyor çalışmanın baş yazarı, Avustralya'daki New South Wales Üniversitesi’nde astrofizik doktora öğrencisi Priyam Das. Çalışma, Nature Astronomy dergisinde yayımlandı.
Araştırmaya katılan astrofizikçi ve yardımcı yazar Ivo Seitenzahl, patlamalar arasındaki zaman farkının yalnızca birkaç saniye olduğunu belirtiyor:
“İki patlama arasındaki gecikme, ilk helyum patlamasının yıldızın bir kutbundan diğerine ulaşma süresine bağlı. Bu da sadece yaklaşık iki saniye sürüyor.”
Daha yaygın olan süpernova türlerinde, patlayan devasa yıldızdan geriye yoğun bir nötron yıldızı ya da kara delik kalıyor.
Araştırmacılar, Çok Büyük Teleskop’un MUSE (Çok Birimli Spektroskopik Kaşif) adlı cihazını kullanarak süpernovadan geriye kalan kimyasal elementlerin dağılımını haritalandırdı. Görüntüde kalsiyum mavi renkte görülüyor – dış halka ilk patlamadan, iç halka ise ikinci patlamadan kaynaklanıyor.
“Bu iki kalsiyum halkası, çift patlama mekanizmasına dair tam anlamıyla ‘dumanı tüten silah’ niteliğinde kanıt,” diyor Das.
“Buna ‘adli astronomi’ diyebiliriz – tamamen uydurduğum bir terim – çünkü yıldızların ölü kalıntılarını inceleyerek onların ölüm nedenini anlamaya çalışıyoruz.”
Güneş’in sekiz katına kadar kütleye sahip yıldızların kaderinde genellikle bir beyaz cüceye dönüşmek vardır. Bu yıldızlar sonunda yakıt olarak kullandıkları hidrojeni tüketir, ardından yerçekimiyle çökerek “kırmızı dev” evresine girerler. Dış katmanlarını uzaya savururlar ve geride kompakt bir çekirdek kalır – yani beyaz cüce. Bu cücelerin büyük çoğunluğu süpernova olarak patlamaz.
Bilim insanları uzun zamandır Tip Ia süpernovaların varlığını biliyordu, ancak şimdiye kadar bu çift patlama mekanizmasına dair net bir görsel kanıt bulunmamıştı. Tip Ia süpernovalar gökbilim açısından önemlidir çünkü kalsiyum, sülfür ve demir gibi ağır elementlerin oluşumuna neden olurlar.
“Bu, galaksilerin kimyasal evrimini – yani gezegenlerin ve yaşamın yapı taşlarını – anlamak açısından çok önemli,” diyor Das.
Yeni gözlemlerde ayrıca süpernova kalıntısında bir sülfür kabuğu da tespit edildi.
Demir, Dünya’nın yapısında ve insan kırmızı kan hücrelerinin temel bileşenlerinden biri olarak hayati öneme sahiptir.
Bilimsel öneminin yanı sıra görüntü, görsel açıdan da oldukça etkileyici.
“Gerçekten çok güzel,” diyor Seitenzahl.
“Bir yıldızın ölümüyle elementlerin doğuşuna tanıklık ediyoruz. Büyük Patlama sadece hidrojen, helyum ve lityum üretmişti. Burada ise kalsiyum, sülfür ve demirin nasıl oluşup evrenin geri kalanına yayıldığını, maddenin kozmik döngüsünü izliyoruz.”
