Teleskop, çift patlamadan sonra yıldızın kalıntılarının benzeri görülmemiş görüntüsünü yakaladı

Yıldız patlaması şiddetli bir olaydır. Genellikle Güneşimizin kütlesinin sekiz katından fazla kütleye sahip bir yıldızın nükleer yakıtını tüketmesi ve çekirdek çöküşü geçirmesi ve tek bir güçlü patlamayı tetiklemesiyle gerçekleşir.

Ancak daha nadir bir süpernova türü, farklı bir yıldız türünü içerir - beyaz cüce adı verilen bir yıldız kalıntısı - ve çift patlama. Ve ilk kez, bunu yaşayan bir yıldızın kalıntılarına dair fotoğrafik kanıt var. Bulgular, Çarşamba günü Nature Astronomy dergisinde yayınlanan bir çalışmada (2) açıklanmıştır.

Ardışık patlamalar, kütlesi Güneş'inkine neredeyse eşit olan bir beyaz cüceyi yok etti. Dünya'dan yaklaşık 160.000 ışık yılı uzaklıkta, Dorado takımyıldızı yönünde, Samanyolu'na yakın Büyük Macellan Bulutu adlı bir galakside bulunuyordu. Bir ışık yılı, ışığın bir yılda kat ettiği mesafedir, 9,5 trilyon kilometre.

Resimde, patlamanın meydana gelmesinden yaklaşık 300 yıl sonra, kalsiyum elementinin iki eş merkezli kabuğunun dışarı doğru hareket ettiği sahne görülüyor.

Patlama, bir beyaz cüce ile yakın yörüngedeki başka bir yıldızın (ya başka bir beyaz cüce ya da alışılmadık derecede helyum açısından zengin bir yıldız) yani ikili bir sistemin etkileşimini içermiş olmalı.

Birincil beyaz cüce, kütle çekimsel çekimi sayesinde, eşinden helyum emmeye başlayacaktı. Beyaz cücenin yüzeyindeki helyum sonunda o kadar sıcak ve yoğun hale gelecekti ki patlayacak ve yıldızın altta yatan çekirdeğini sıkıştırıp tutuşturacak ve ikinci bir patlamayı tetikleyecek bir şok dalgası üretecekti.

"Geriye hiçbir şey kalmadı. Beyaz cüce tamamen yok oldu," diyor Avustralya'daki New South Wales Canberra Üniversitesi'nde astrofizik alanında doktora öğrencisi ve çalışmanın baş yazarı Priyam Das.

"İki patlama arasındaki zaman aralığı esasen helyum patlamasının yıldızın bir kutbundan diğer tarafına ulaşması için gereken zamana göre belirlenir. Sadece iki saniyedir," dedi astrofizikçi ve çalışmanın ortak yazarı, Canberra'daki Avustralya Ulusal Üniversitesi'nde misafir bilim insanı olan Ivo Seitenzahl.

Araştırmacılar, süpernova kalıntısındaki farklı kimyasal elementlerin dağılımını haritalamak için Şili'deki Avrupa Güney Gözlemevi'nin Çok Büyük Teleskobu'ndaki (VLT) Çok Üniteli Spektroskopik Kaşif (MUSE) cihazını kullandılar. Görüntüde kalsiyum mavi renkte görülüyor; ilk patlamanın neden olduğu dış halka ve ikinci patlamanın neden olduğu iç halka.

Das, bu iki kalsiyum katmanının "çift patlama mekanizmasının mükemmel kanıtını" temsil ettiğini söyledi. "Buna adli astronomi diyebiliriz, çünkü yıldızların ölümlerine neyin sebep olduğunu anlamak için kalıntılarını inceliyoruz."

Güneşimizin kütlesinin sekiz katına kadar olan yıldızlar beyaz cüce olmaya mahkûm görünüyor. Sonunda yakıt olarak kullandıkları tüm hidrojeni tüketiyorlar. Daha sonra yer çekimi onların çökmesine ve dış katmanlarını "kırmızı dev" aşamasına fırlatmasına neden oluyor ve geride kompakt bir çekirdek bırakıyor: beyaz cüce. Bunların büyük çoğunluğu süpernova olarak patlamaz.

Bilim insanları çalışmada tanımlanan türdeki süpernovaların var olduğunu bilseler de, çift patlamanın net bir görsel kanıtı yoktu. Bu tür süpernovalar, kalsiyum, kükürt ve demir gibi daha ağır elementleri oluşturdukları için göksel kimya açısından önemlidir.

Das, "Bu, gezegenlerin ve yaşamın yapı taşları da dahil olmak üzere galaktik kimyasal evrimi anlamak için çok önemli" dedi.

Süpernova sonrasına ilişkin yeni gözlemlerde bir kükürt tabakası da belirlendi. Demir, Dünya'nın gezegensel yapısının önemli bir parçasıdır ve elbette insan kırmızı kan hücrelerinin bir bileşenidir.

Resmin bilimsel öneminin yanı sıra estetik bir değer de taşıdığı anlaşılmaktadır.

"Çok güzel," dedi Seitenzahl. "Bir yıldızın ölümünde elementlerin doğuşunu görüyoruz. Büyük Patlama yalnızca hidrojen, helyum ve lityum üretti. Burada kalsiyum, kükürt veya demirin nasıl üretildiğini ve ana galaksiye geri dağıldığını görüyoruz, bir kozmik madde döngüsü."