Asimetrik Yıldız Patlaması Süpernova Gizemlerini Açığa Çıkarabilir

Caltech’te yapılan süperbilgisayar model öngörüleri yakın zamanda patlayan bir yıldızın gözleminden elde edilen verilerle doğrulandı. Dev yıldızların ölümünün bir yana yönelmiş biçimde gerçekleş..
Görsel Telif: NASA, ESA

Caltech’te yapılan süperbilgisayar model öngörüleri yakın zamanda patlayan bir yıldızın gözleminden elde edilen verilerle doğrulandı. Dev yıldızların ölümünün bir yana yönelmiş biçimde gerçekleşen olaylar olduğu, yıldızın çekirdeği ile enkaz kalıntılarının ters yönlere savrulduğu görüldü.

1987A süpernovasının kalıntılarını inceleyen NASA’nın Nükleer Spektroskopik Teleskop Dizisi (NuSTAR) titanyum-44’e özgü bir enerji imzası saptadı. İmza, çekirdek çökmeli (Type II: core-collapse) süpernova tipindeki yıldız patlamalarının erken evrelerinde üretilen radyoaktif titanyum türünün varlığını ortaya koyuyordu.

“Titanyum-44 kararsızdır ve bozunarak kalsiyuma dönüşür. NuSTAR’ın algılayabileceği enerji aralığında gama ışınları yayımlar,” diyor Prof. Fiona Harrison. Titanyum-44’ten gelen enerjideki yönelime bağlı frekans değişimlerini yani Doppler kaymalarını analiz ederek, Harrison ve ekibi kalıntıların büyük bir bölümünün NuSTAR’dan uzaklaşmakta olduğunu gözlemledi. Bu bulgu, Science dergisinin 8 Mayıs tarihli sayısında ayrıntılı olarak sunuldu ve çekirdek çökmeli süpernovaları tetikleyen mekanizmanın içsel olarak bir yana meyilli olduğuna ilişkin şimdiye dek elde edilen en net kanıt olduğu kabul edildi.

NuSTAR, bir diğer süpernova kalıntısı olan Cassiopeia A‘nın titanyum-44 haritasını da çıkardı. Bu çalışması 1987A süpernovası kadar kesinlik taşımasa da, asimetrik bir patlamanın işaretleri orada da bulundu.

Çekirdek-çökmeli bir süpernovanın patlama aşamasındaki çekirdeği. Merkezdeki (mavimsi küre) protonötronlardan saçılan nötrinolar şok cephesinin arkasındaki gaz tarafından absorbe edilir, bu gazı ısıtır ve türbülansı başlatır. Sonunda da asimetrik bir patlama ortaya çıkar.

Çekirdek-çökmeli bir süpernovanın patlama aşamasındaki çekirdeği. Merkezdeki (mavimsi küre) protonötronlardan saçılan nötrinolar şok cephesinin arkasındaki gaz tarafından absorbe edilir, bu gazı ısıtır ve türbülansı başlatır. Sonunda da asimetrik bir patlama ortaya çıkar. Görsel Telif: Ott/Caltech, Drasco/Calpoly San Luis Obsipo

Süpernova 1987A, Dünya’dan 168.000 ışık yılı uzaktaki bir mavi süper-devin patlamasından çıkan ışığın bize ulaşması ile ilk olarak 1987 yılında gözlemlenmiştir. Bu astronomlar için çok önemli bir olaydı. Yüzlerce yıldan beri gözlemlenen en yakın süpernova olmasının yanı sıra, Güneş dışında bir göksel kaynaktan gelen ilk nötrinoların da saptanmasını sağladı. Neredeyse kütlesiz olan bu atomaltı parçacıkların, çekirdek çökmeli patlamalarda büyük miktarlarda üretileceği öngörülüyordu. Dolayısıyla 1987A patladığı sırada saptanmaları, süpernovaların içsel işleyişlerine ilişkin temel kuramların bir bölümünü desteklemiş oldu.

NuSTAR’ın son gözlemleri ile birlikte 1987A’nın yıldız ölümüne ilişkin gizemlerin araştırılmasında ne kadar yararlı bir doğal laboratuvar olduğu bir kez daha anlaşılmış oldu. Uzun yıllar boyunca Caltech’te ve diğer bir kaç başka yerde yapılan süperbilgisayar simülasyonları, çekirdek çökmeli süpernovaların patlamadan önce çekirdeklerinde biçimsel bir değişim olacağını gösteriyordu. Tam simetrik bir küreden titrek ve şekli bozuk bir kütleye dönüşmeliydi. Bu arada şekli bozulmayan küresel çekirdek modelleri çuvallamış oldu.

“Eğer çekirdeği küresel alırsanız zaten patlamaz. Yıldızın patlaması için asimetri olması gerektiği artık anlaşılmış durumda,” diyor Harrison. Simülasyonlara göre şekil değişimini tetikleyen, çekirdek içinde soğurulan nötrinoların yarattığı türbülans. Bu türbülans güçlü bir şok dalgası oluşturup, patlamaya neden oluyor.

Çekirdek çökmeli süpernovaların asimetrik doğasının daha iyi anlaşılması, yıldız ölümlerine ilişkin en büyük gizemlerin çözülmesine yardım edebilir. Neden bazı süpernovalar çökerek nötron yıldızı oluyor; neden bazıları uzay-zaman tekilliği yaratarak kara deliğe dönüşüyor gibi sorular yanıtlanabilir. Kimi süpernovalardaki aşırı asimetrik yapının ikili bir etkisi olabileceği düşünülüyor: Yıldız bir yönde patlarken, yıldızdan kalan artıklar tüm diğer yönlerde çökmeye devam ediyor. Bu tür bir patlamanın ardından sonunda bir kara delik kalıyor; nötron yıldızı değil.

Konu ile ilgili simülasyon modelleri geliştiren kuramsal fizikçi Prof. Christian Ott ile deneyci Harrison birlikte çalışarak, deneyle uyuşan kuramsal bakış açılarını ilerletmeyi umuyor. Böylece daha net öngörüler yapabileceklerini düşünüyorlar.


Kaynak:  S. E. Boggs, F. A. Harrison, H. Miyasaka, B. W. Grefenstette, A. Zoglauer, C. L. Fryer, S. P. Reynolds, D. M. Alexander, H. An, D. Barret, F. E. Christensen, W. W. Craig, K. Forster, P. Giommi, C. J. Hailey, A. Hornstrup, T. Kitaguchi, J. E. Koglin, K. K. Madsen, P. H. Mao, K. Mori, M. Perri, M. J. Pivovaroff, S. Puccetti, V. Rana, D. Stern, N. J. Westergaard, W. W. Zhang. 44Ti gamma-ray emission lines from SN1987A reveal an asymmetric explosion. Science, 2015 DOI: 10.1126/science.aaa2259


Bu içerik BilimFili.com yazarı tarafından oluşturulmuştur. BilimFili.com`un belirtmiş olduğu “Kullanım İzinleri”ne bağlı kalmak kaydıyla kullanabilirsiniz.

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv