“Süpernova” yıldızların patlamasıyla meydana gelen bir fenomendir. Genellikle süpernovalardan bahsedilirken çekirdek çökmesi ile ortaya çıkan “tip 2 süpernovalar” kastedilir. Bu tür süpernovalar 10 Güneş kütlesinden büyük yıldızların ömürlerini tamamlamasıyla gerçekleşir ve şartlara göre arkalarında nötron yıldızı ya da karadelik bırakırlar. Bilinen bir diğer süpernova türü olan “tip 1 süpernovalar” ise beyaz cüce sınıfındaki bir yıldızın kendi eş yıldızından madde çekmesi sonucu oluşur. Belirli bir sınıra ulaşıldığında beyaz cücenin yüzeyinde başlayan bir termonükleer reaksiyon beyaz cüceyi parçalara ayırır.
Başlangıcı 1980 yılına kadar dayanan araştırmalar bu iki süpernova dışında “elektron yakalama süpernovası” adı verilen, üçüncü bir süpernova çeşidinin varlığına işaret ediyor. Bu tür süpernovaların 8 ila 10 Güneş kütleli yıldızlarda gerçekleştiği düşünülüyor.
Tip 2 süpernovalarda olduğu gibi elektron yakalama süpernovaları da nötron yıldızı üretiyor ancak süpernovanın gerçekleşme mekanizması oldukça farklıdır. Yıldız ölmeye başlamadan önce çekirdeğinde birikmiş magnezyum ve neon atomları, etraflarındaki serbest dolaşan elektronları yakalayarak çekirdekten dışarı doğru olan basınç dengesini bozar. Bu olay çekirdeğin kendi içine çökerek nötron yıldızı oluşturmasına ve eş zamanlı olarak yıldızın dışında bir patlama oluşmasına neden olur.
Mart 2018’de Japon amatör astronom Koichi Itagaki Zürafa takımyıldızından 30 ila 40 milyon ışık yılı uzaklıkta, NGC 2146 gökadasında bir süpernova gözlemledi. Araştırmacılar geçtiğimiz günlerde bu patlamayı inceledikleri çalışmalarını Nature Astronomy dergisinde yayınladılar. Yayınlanan makaleye göre Koichi Itagaki’nin gözlemlediği süpernova, elektron yakalama süpernovası profiline tıpatıp uyuyor.
SN 2018zd ismi verilen bu süpernova Hubble ve Spitzer uzay teleskoplarının hem patlama öncesi hem de sonrası çektiği görüntüler sayesinde araştırmacılara pek çok veri sunuyor. SN 2018zd bu yönüyle oldukça özel zira araştırmanın yazarları arasında yer alan Berkeley Üniversitesinden Alex Filippenko, araştırmacıların daha önce bu tip bir süpernovada tanımlanmış bir ata yıldız olmadığını aktardı. Ancak bu sefer elde olan veriler sayesinde araştırmacılar hem yıldızın hem de patlamanın yapısını, daha öncesinde belirledikleri elektron yakalama süpernovası profiliyle karşılaştırabildiler ve bu profile tam olarak uyduğunu gördüler.
Araştırmacılar gerçekleşen patlamanın bir elektron yakalama süpernovası olduğunu kanıtlayacak altı bulgu gözlemlediler. Altı kriter şöyleydi:
- Ata yıldız, süper asimptotik dev dal yıldızı olarak adlandırılan bir kırmızı devdi. Bu yıldızlar 8 ila 10 Güneş kütleli ve bu tip süpernovaya sebep olduğu düşünülen yıldızlardı.
- Yıldız, içindeki maddenin büyük bir kısmını kendi etrafında bir bulut oluşturacak şekilde etrafa saçmıştı.
- Yıldızın etrafında oluşan bu bulut elektron yakalaması oluşturabilecek, büyük oranda helyum, karbon, nitrojen ve eser miktarda oksijenden oluşan özel bir kompozisyona sahipti.
- Patlamanın kendisi, bir çekirdek çöküş süpernovası oluşturmayacak kadar zayıftı.
- Patlamanın ışığı, gökbilimcilerin bir elektron yakalama süpernovasından beklediği şekilde davrandı. Patlamanın ışığı yüz günden fazla süren bir parıltı üretti.
- Patlamanın ardından bıraktığı atıklar gökbilimcilerin bu tip bir süpernovadan bekleyeceği madde kompozisyonuna sahipti.
Araştırmacılar, SN 2018zd’nin elektron yakalama süpernovalarının varlığının ilk delili olduğunu ve bu patlamanın verileriyle elde ettikleri profil sayesinde daha fazla süpernovayı tanımlayabileceklerini düşünüyorlar. Elektron yakalama süpernovalarının varlığının kanıtlanması astronomlara, yıldızların yaşam döngülerini daha iyi anlama konusunda oldukça yardımcı oluyor. Küresel süpernova projesinin lideri ve bu araştırmanın yazarı olan, Las Cumbres Gözlemevinden Andrew Howell’ın aktardığına göre bu olay bize nötron yıldızlarının nasıl var olduğu ve bazı elementlerin evrene nasıl dağıldığı gibi oldukça temel fiziksel gerçekleri açıklıyor.
Bu keşif gelecekteki süpernova gözlemleri için yol gösterici olmakla kalmıyor aynı zamanda geçmişe de ışık tutuyor. Milattan önce 1054 yılında gerçekleşen, kayıtlara göre yirmi üç gün süren ve arkasında Yengeç Bulutsusu’nu bırakan süpernovanın bir elektron yakalama süpernovası olduğu düşünülüyor. Ne yazık ki bu olay gerçekleştiği sırada insanların elinde süpernovaya sebep olan ata yıldızın türünü tanımlayabilecek ya da patlamayı gözlemleyebilecek bilimsel enstrümanlar ve bilgi birikimi yoktu. Buna rağmen, patlamanın arkasında bıraktığı kalıntıları bugünden incelemek ve dönemin kayıtlarından bazı bilgiler edinmek mümkün. Dönemin kayıtlarından anlaşıldığına göre yirmi üç gün boyunca gündüz vakti görülebilen bir parlaklık üreten bu patlama, geceleri görünür olmaya ise neredeyse iki yıl boyunca devem etmiş. Bu durum bu patlamayı elektron patlama süpernovası profiline oldukça yaklaştırıyor.
Araştırmacılar, SN 208zd’nin gözlemi ile birlikte Yengeç Bulutsusu’nu arkasında bırakan patlamanın bir elektron yakalama süpernovası olduğunu gösteren en önemli kanıtı ortaya çıkardıklarını düşünüyor. Bütün bu bilgiler ışında Yengeç Bulutsusu’nu yeniden ele almak araştırmacılara elektron yakalama süpernovası modellerini geliştirme imkânı sunacaktır ve bu da evrende yaşamın yapı taşlarının nasıl ortalığa saçıldığı başta olmak üzere pek çok soruya cevap verecektir.
Kaynak
https://astronomy.com/news/2021/06/astronomers-confirm-theres-a-third-type-of-supernova-explosion