Hani süpernovalar büyük olurdu? >> Astronomlar evrenin en küçük patlayan yıldızını keşfettiler. Adı mini süpernova

Gökbilimciler yeni bir tür süpernova keşfetti. Söz konusu yıldızlar ömürlerini tamamlayarak ana sıralamadan çıkarken çok zayıf bir patlamaya yol açtığı için bilim adamları, uzaydaki bu alışılmadık olayı “mini süpernova” olarak adlandırmak zorunda kald.

Süpernovalar hayatını muazzam bir patlamayla sona erdiren yıldızlara verilen addır. Süpernovalar o kadar şiddetli bir radyasyona yol açar ki Dünyamızın yakınında böyle bir patlama yaşansaydı ozon tabakası yok olurdu. Dünya’daki bütün canlılar da morötesi ve kozmik ışınlardan kaynaklanan radyasyon nedeniyle ölürdü.

Ancak, Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi’nden Ryan Foley bu kez bir “mini süpernova” keşfetmiş görünüyor. Radyasyondan korunduğumuzu farz ederek bu yıldızın patlama anını yakından izleyebilsek, tanık olduğumuz şiddet gösterisi karşısında dudağımız uçuklardı. Yine de Tip 1ax olarak sınıflandırılan mini süpernova, açığa çıkardığı enerji ve parlaklık bakımından diğer süpernovalarla karşılaştırıldığında son derece sönük kalıyor.

 

 

Süpernovalar evrende bildiğimiz en şiddetli yıldız patlamalarıdır… Bu patlamalar o kadar parlak ki uzayda milyonlarca ışık yılı uzaktan görülebiliyorlar. Tip 1a süpernovalar normal şekilde yaşlanarak “beyaz cüce” aşamasına geçen bir yıldızın, komşu yıldızdan fazla gaz çekmesiyle otaya çıkıyor.

Beyaz cüceyi ağırlaştıran ek gaz, yıldızın çekirdeğinin içeri çökmesi ve dış kısımlarındaki gazın patlayarak uzaya yayılmasına yol açıyor. Bu sırada yıldız o kadar ısınıyor ki bir nötron yıldızı veya kara deliğe dönüşmeden paramparça oluyor.

 

Tip 2 süpernovalar daha farklı… Bunlar, Güneşimizden 10 ila 100 kat daha kütleli yıldızların yol açtığı patlamalar. Bu tür yıldızlar yüksek kütleleri nedeniyle, depoladıkları bütün hidrojeni birkaç yüz milyon yıl içinde yakıyorlar. Kütlesi Güneşimizin 20 katı olan süpernova kalıntıları nötron yıldızlarına dönüşüyor. Daha kütleli kalıntılar ise kara delikleri oluşturuyor. Bunun sebebi yıldızın yakıtı bitince “soğuması” (tam olarak doğru değil ama anlamını veriyor) ve içinde barındırdığı gazları şişmiş halde tutamaması. Böylece yeterli enerjiden yoksun kalan gazlar kendi ağırlığında çökerek ve sıkışarak, nötron yıldızlarını veya kara delikleri meydana getiriyor.

 

Mini süpernovanın gizemi

2002 yılında araştırmacılar gözlemledikleri yıldız patlamalarının birçoğunun Tip 1a süpernovalara benzediğini ama beklenenden çok daha soluk olduğunu fark ettiler. Hatta bazıları Tip 1a süpernovaların sadece yüzde 1’i kadar parlaktı. Foley ve ekibi bu tür 25 süpernovayı Tip 1ax olarak sınıflandırdı.

 

İkili yıldız sistemleri

Astronomların elindeki veriler Tip 1ax süpernovaların, tıpkı standart Tip 1a süpernovalarda olduğu gibi ikili yıldız sistemlerinde oluştuğunu gösteriyordu. Bu tür yıldız sistemlerinde, biri beyaz cüce diğeri ise hidrojenini tüketerek tümüyle helyuma dönüştürmüş olan yoldaş yıldız olmak üzere, iki güneş bulunuyor. Yıldızlar birbirine yeterince yakınsa içlerinden “beyaz cüce” olanı, yoldaşından gaz çekmeye başlıyor.

Bu noktada mini süpernovaların normal süpernovalardan daha zayıf ve daha soluk olduğunu biliyoruz. Ancak, mini süpernovaların nükleer enerji süreçleri ve yıldızda patlarken meydana gelen değişiklikler açısından diğerlerinden tam olarak nasıl ayrıldığını bilmiyoruz.

 

Her durumda, beyaz cücenin yoldaş yıldızın kabuğundan kendine çektiği helyum gazı, yıldızın üzerinde birikiyor ve nükleer füzyonla aniden alev alıyor. Bu da yıldızın patlamasına yol açan bir şok dalgası açığa çıkarıyor.

Beyaz cücenin üstünde biriken helyum, yıldızın iç kısımlarının yoğunluğu ve ısısını artırıyor olabilir. Bu da yıldızın içindeki karbon, oksijen ve belki de helyum atomlarının füzyonla birleşerek daha ağır elementler oluşturması anlamına gelecektir. Normal yıldızlar bu zor şeyi başaracak kadar sıcak olmazlar. Ancak, bu süreç başladığında beyaz cüce o kadar çabuk ve o kadar çok ısınır ki yıldızın bir kısmı patlayarak uzaya dağılır.

 

Farkı yıldızın hayatta kalması

Mini süpernovaların esprisi bu: Beyaz cücenin dış kısımları patlayarak uzaya saçılıyor, ancak yıldız, kütlesinin bir kısmını kaybetmiş olsa da tümüyle yok olmuyor… Veya bir nötron yıldızı ya da kara deliğe dönüşmüyor.

Foley’in hesaplamalarına göre Tip 1ax süpernovalar evrende Tip 1a süpernovaların sadece üçte biri oranında görünüyor. Ancak, bunu Tip 1ax’lerin daha nadir olduğu şeklinde düşünmemek lazım. Büyük ihtimalle Tip 1a süpernovaların yüzde 1’i parlaklığındaki bu soluk patlamalar Dünya’dan bakınca pek fark edilmiyor.

Sonuçta uzayı sadece 60 yıldır modern teleskoplarla izliyoruz ve tarihte kayıtlı en eski süpernovalar 1000 yıl öncesine uzanıyor. 1000 yıllık gözlem, 13 milyar yıldan daha yaşlı evrenimizdeki süpernovalar için göz açıp kapayıncaya kadar geçiyor.

 

 

Mini süpernovalar genç galaksilerde görülüyor

Bunun sebebi sadece genç galaksilerde genç yıldız sistemlerinin olması. Sarmal galaksiler yıldızların sürekli çarpıştığı hareketli ortamlar olarak daha aktif. Eski eliptik galaksiler ise daha durağan… En azından bu galaksilerde Tip 1ax mini süpernovalar görmedik.

Tabii süpernova istatistiklerimizi güçlendirmek için oturup 1 milyon yıl gözlem yapacak halimiz yok. Zaten bu dünyada 1000 yıl yaşayacağımız da şüpheli :). Bunun yerine daha güçlü teleskoplar inşa ederek, gözden kaçırdığımız soluk veya uzak süpernovaları seçmeye çalışıyoruz.

 

Şili’nin yüksek dağları ve kuru havasında, atmosferdeki dalgalanmalarla su buharının yıldız ışığını bulandırmadığı bir lokasyonda inşa edilecek olan Geniş Açılı Büyük Gözlem Teleskopu, ışıktaki bulanıklığı gideren özel resim işleme yazılımlarının da katkısıyla, ömrünü tamamlayana kadar 1 milyon süpernova gözlemleyecek. Bu da teleskopun en az 10 bin Tip 1ax mini süpernovanın resmini çekeceği anlamına geliyor. Az başarı değil, bu sayı bugüne kadar keşfedilen Tip 1a parlak süpernova sayısına eşit.

 

Sandığımızdan yakın

Bilim adamları ümitli: Belki de yakınlarda bir mini süpernova keşfeder, detaylarıyla inceleriz diyorlar. Foley ve ekibi çalışmalarını Astrophysical Journal’da yayınladı. Bu yazının önümüzdeki hafta hazırlayacağım devamında, uzayda kendini kamuflajla gizleyen kara delikleri anlatacağım. Beyaz cücelerden söz ettik, biraz da kara deliklere bakalım.

 

Evrende süpernovaları gösteren belgesel videosu