Astronomlar, Bir Yıldızın Son Patlamasını Nefes Kesen Detaylarla Görüntüledi

Astronomlar, Bir Yıldızın Son Patlamasını Nefes Kesen Detaylarla Görüntüledi

Çığır açan bir gözlemde, ESO’nun Çok Büyük Teleskobu’nu kullanan gökbilimciler, devasa bir yıldızın patlamasını, tam da yüzeyinden fışkırdığı anda yakaladılar; bu, kozmik tarihte bir ilk.

Keşiften birkaç saat sonra harekete geçen bilim insanları, patlamanın zeytin benzeri şeklini ortaya çıkarmak için spektropolarimetre kullandılar. Bu sayede süpernovaların ardındaki fizik hakkında yeni ipuçları elde ederek, devasa yıldızların nasıl öldüğüne dair anlayışımızı yeniden şekillendirdiler.

Bir Yıldızın Son Anlarına Nadir Bir Bakış

Avrupa Güney Gözlemevi’nin Çok Büyük Teleskobu (ESO’nun VLT) ile yapılan hızlı gözlemler, devasa bir yıldızın patlamanın tam da yüzeyinden geçtiği anda patlayarak ölümünü yakaladı. Gökbilimciler, ilk kez bir süpernovanın şeklini bu kısa, en erken anda ortaya çıkarabildiler. Bu kısa evre, bir gün içinde gözden kaybolabilirdi, ancak dev yıldızların güçlü patlamalarla yaşamlarını nasıl sonlandırdıklarına dair önemli ipuçları barındırıyor.

Kozmik Patlamayı Yakalamak İçin Zamanla Yarış

SN 2024ggi adlı süpernova, yerel saatle 10 Nisan 2024 gecesi tespit edildiğinde, Çin’in Pekin kentindeki Tsinghua Üniversitesi’nde yardımcı doçent ve çalışmanın başyazarı olan Yi Yang, uzun bir uluslararası uçuşun ardından San Francisco’ya yeni varmıştı. Olayın önemini fark eden Yang, hızla harekete geçti. 12 saat içinde Avrupa Güney Gözlemevi’ne bir öneri sundu. Hızlı onayın ardından ESO, Şili’deki VLT teleskobunu, ilk tespitten yalnızca 26 saat sonra, 11 Nisan’da yeni bulunan süpernovaya çevirdi.

Yakınlarda Bir Süpernova ve Altın Bir Fırsat

SN 2024ggi, yaklaşık 22 milyon ışık yılı uzaklıkta, Suyılanı takımyıldızında bulunan NGC 3621 galaksisinde yer alıyor; kozmik açıdan nispeten kısa bir mesafe. Doğru ekipman ve zamanlamayla, uluslararası ekip patlamanın yapısını ortaya çıktığı anda yakalamak için nadir bir şansa sahip olduklarını biliyordu.

“İlk VLT gözlemleri, patlamayla hızlanan maddenin yıldızın merkezine yakın bir noktada yıldızın yüzeyinden fışkırdığı evreyi yakaladı. Birkaç saat boyunca yıldızın geometrisi ve patlaması birlikte gözlemlenebildi ve gözlemlendi,” diyor Almanya’da ESO gökbilimcisi ve bugün (12 Kasım) Science Advances’ta yayınlanan çalışmanın ortak yazarı Dietrich Baade.

Bu görüntü, NGC 3621 galaksisindeki SN 2024ggi süpernovasının konumunu göstermektedir. Süpernovanın ilk tespitinden sadece 26 saat sonra, 11 Nisan 2024’te çekilmiştir. Görüntü, ESO’nun Çok Büyük Teleskobu (VLT) üzerindeki FORS2 cihazıyla elde edilmiştir. FORS2, diğer yeteneklerinin yanı sıra, polarize ışıkta spektrumlar elde etmeyi de sağlar. Spektropolarimetre adı verilen bu teknik, Dünya’dan bakıldığında tek bir nokta gibi görünse bile patlamanın şekli hakkında önemli bilgiler sağlar. Kaynak: ESO/Y. Yang ve ark.

Bir Yıldız Patlamasının Geometrisine Bakış

Yang, “Bir süpernova patlamasının geometrisi, yıldız evrimi ve bu kozmik havai fişeklere yol açan fiziksel süreçler hakkında temel bilgiler sağlar,” diye açıklıyor. Güneş’in kütlesinin sekiz katından daha büyük yıldızlarda meydana gelen bu patlamaların ardındaki kesin süreç, astronominin çözülememiş en büyük sorularından biri olmaya devam ediyor. SN 2024ggi’yi oluşturan yıldız, Güneş’in kütlesinin yaklaşık 12 ila 15 katı ve yarıçapının 500 katı olan kırmızı bir süperdevdi ve bu da onu büyük kütleli bir yıldızın son anlarının klasik bir örneği haline getiriyor.

Büyük Kütleli Yıldızlar Nasıl Ölür: Çöküş, Şok ve Yeniden Doğuş

Bir yıldız, yaşamı boyunca içe doğru çeken kütleçekim ile dışa doğru iten nükleer füzyon basıncı arasında neredeyse mükemmel bir denge sağlar. Çekirdeğindeki yakıt tükendiğinde bu denge bozulur. Yıldızın merkezi kendi ağırlığı altında çökerken, çevresindeki katmanlar çöker, geri teperek güçlü bir şok dalgası dışarı doğru göndererek yıldızı parçalar.

Bu şok yüzeye ulaştığında muazzam bir enerji patlaması açığa çıkar. Yıldız çarpıcı bir şekilde parlayarak bir süpernova olarak görünür hale gelir. Gökbilimciler, patlamanın çevredeki maddeyle etkileşime girmeden önceki ilk şeklini kısa bir süre için inceleyebilirler.

ESO’nun Çok Büyük Teleskobu’ndan (VLT) alınan bu görüntü, gerçekten dikkat çekici gökada NGC 3621’i gösteriyor. Kaynak: ESO

Spektropolarimetri ile Sırların Kilidini Açmak

Gökbilimciler, ESO’nun VLT’sini kullanarak, “spektropolarimetri” adı verilen bir teknikle bu gözlemi ilk kez gerçekleştirdiler. ABD’deki Texas A&M Üniversitesi’nde profesör ve aynı zamanda astronomi kariyerinin başlangıcında ESO’da öğrenci olan Lifan Wang, “Spektropolarimetri, patlamanın geometrisi hakkında, açısal ölçekler çok küçük olduğu için diğer gözlem türlerinin sağlayamayacağı bilgiler sunuyor,” diyor.

Patlayan yıldız tek bir ışık noktası gibi görünse de, polarizasyon desenleri, ekibin başarıyla çözdüğü şekli hakkında gizli ayrıntıları ortaya koyuyor.[1]

Zeytin Şeklinde Bir Patlama

VLT’deki FORS2 cihazı, güney yarımkürede bir süpernovanın şeklini bu şekilde ölçebilen tek tesis. FORS2’den elde edilen veriler, ilk madde patlamasının zeytin benzeri bir şekil oluşturduğunu gösterdi. Patlama dışarı doğru genişledikçe (aşağıdaki videoya bakın) ve çevresindeki maddeyle çarpıştıkça, form daha düz hale geldi, ancak merkezi simetri ekseni değişmeden kaldı.

Yang’a göre, “Bu bulgular, birçok büyük kütleli yıldızın patlamasını tetikleyen, iyi tanımlanmış bir eksenel simetriye sahip ve büyük ölçeklerde etkili olan ortak bir fiziksel mekanizmayı gösteriyor.”

Bu sanatçı animasyonu, bir yıldızın süpernova patlamasını gösteriyor. Yaklaşık 22 milyon ışık yılı uzaklıktaki süpernova SN 2024ggi, NGC 3621 galaksisinde patladı. Kaynak: ESO/L. Calçada

Küresel İş Birliğiyle Yıldız Fiziği Yeniden Yazılıyor

Bu sonuçlar, gökbilimcilerin mevcut süpernova modellerinden bazılarını eleyip bazılarını geliştirmelerine olanak tanıyor ve devasa yıldızların yaşamlarını nasıl sonlandırdıklarına dair yeni bakış açıları sunuyor.

Eş yazar ve ESO gökbilimcisi Ferdinando Patat, “Bu keşif, yıldız patlamalarına dair anlayışımızı yeniden şekillendirmekle kalmıyor, aynı zamanda bilimin sınırları aştığında neler başarılabileceğine de işaret ediyor,” diyor. “Bu, merakın, iş birliğinin ve hızlı hareket etmenin Evrenimizi şekillendiren fiziğe dair derin içgörülerin kilidini açabileceğinin güçlü bir hatırlatıcısı.”

Bu grafik, NGC 3621 galaksisinin Suyılanı takımyıldızı içindeki konumunu göstermektedir. Harita, uygun koşullar altında çıplak gözle görülebilen yıldızların çoğunu gösterir ve galaksinin kendisi bir daire içinde kırmızı oval olarak işaretlenmiştir. Bu galaksi oldukça parlaktır ve küçük bir teleskopla görülebilir. Kaynak: ESO, IAU ve Sky & Telescope.