Süpernova kalıntısı Cassiopeia A.'nin Chandra X-ışını Gözlemevi görüntüsü. Kredi: NASA / CXC
Süpernova kalıntısı Cassiopeia A (Cas A) her zaman bir muamma olmuştur. Bu süpernova'yı yaratan patlama açıkça güçlü bir olay olsa da, 300 yıl önce meydana gelen patlamanın görsel parlaklığı normal bir süpernovadan çok daha azdı - ve aslında 1600'lerde göz ardı edildi - ve gökbilimciler bilmiyor neden. Başka bir gizem, Cas A'yı üreten patlamanın nötron yıldızı, kara delik veya hiç bir şey bırakıp bırakmadığıdır. Fakat 1999'da gökbilimciler Cas A'nın merkezinde bilinmeyen parlak bir nesne keşfettiler. Şimdi, Chandra X-Ray Gözlemevi ile yapılan yeni gözlemler bu nesnenin bir nötron yıldızı olduğunu gösteriyor. Ama muammalar orada bitmiyor: bu nötron yıldızı bir karbon atmosferine sahip. Bu tür bir atmosfer ilk kez böyle küçük, yoğun bir nesnenin çevresinde tespit edildi.
Alberta Üniversitesi'nden Craig Heinke, çekirdekteki nesne çok küçük - sadece yaklaşık 20 km genişliğinde, bir nötron yıldızı olarak tanımlanmasının anahtarı oldu. Heinke, 5 Kasım Nature dergisinde yayınlanan bir makalede, İngiltere'deki Southampton Üniversitesi'nden Wynn Ho ile birlikte yazar.
Space Magazine'e yaptığı açıklamada, “Bu kadar küçük olduğunu bildiğimiz sadece iki tür yıldız nötron yıldızları ve kara deliklerdir. “Bunun bir kara delik olduğunu göz ardı edebiliriz, çünkü kara deliklerden hiçbir ışık kaçamaz, bu nedenle kara deliklerden gördüğümüz X-ışınları aslında kara deliğe düşen malzemeden gelir. Aynı malzemeyi asla iki kez görmediğiniz için bu tür röntgenler çok değişkendir, ancak bu nesnenin parlaklığında herhangi bir dalgalanma görmüyoruz. ”
Heinke, Chandra X-ray Gözlemevi'nin bu nesneyi böyle parlak bir süpernova kalıntısı içinde gözlemleyecek kadar keskin bir vizyona sahip tek teleskop olduğunu söyledi.
Ancak bu nötron yıldızının en sıradışı yönü karbon atmosferi. Nötron yıldızları çoğunlukla nötronlardan yapılır, ancak yüzeyde ince-10 cm – çok sıcak bir atmosfer de dahil olmak üzere ince bir normal madde tabakası vardır. Daha önce incelenen nötron yıldızlarının hepsinde, nötron yıldızının yoğun yerçekimi atmosferi katmanlaştırdığı ve en hafif element olan hidrojeni üstüne koyduğu beklenen hidrojen atmosferleri vardır.
Ancak Cas A'daki bu nesne ile öyle değil.
“Olası birkaç farklı atmosfere sahip bir nötron yıldızının X-ışını radyasyonu için modeller üretebildik,” dedi Heinke e-posta röportajında. “Sadece karbon atmosferi gördüğümüz tüm verileri açıklayabilir, bu yüzden bu nötron yıldızının bir karbon atmosferine sahip olduğundan eminiz, ilk kez bir nötron yıldızı üzerinde farklı bir atmosfer gördük.”
Bir sanatçının Cas A'daki nötron yıldızı hakkındaki izlenimi, karbon atmosferinin küçük boyutunu gösteriyor. Dünya'nın atmosferi nötron yıldızı ile aynı ölçekte gösterilir. Kredi bilgileri: NASA / CXC / M.Weiss
Peki Heinke ve ekibi bu nötron yıldızı üzerindeki hidrojen ve helyum eksikliğini nasıl açıklıyor? Cas A'yı bebek olarak düşünün.
“Bu nesnenin gerçekten genç yaşından dolayı anladığımızı düşünüyoruz - bunu binlerce yıllık diğer nötron yıldızlarına kıyasla sadece 330 yaşında ihale çağında görüyoruz” dedi. “Bu nötron yıldızını yaratan süpernova patlaması sırasında (yıldızın çekirdeği, atom çekirdeğinden inanılmaz derecede yüksek bir yoğunluğa sahip şehir büyüklüğünde bir nesneye çöktüğünde), nötron yıldızı bir milyar dolara kadar yüksek sıcaklıklara ısıtıldı. derece. Şimdi birkaç milyon dereceye kadar soğudu, ancak yüksek sıcaklıklarının nötron yıldız yüzeyinde nükleer füzyon üretmek için yeterli olduğunu ve hidrojen ve helyumu karbona kaynaştırdığını düşünüyoruz. ”
Bu keşif nedeniyle, araştırmacılar artık bir süpernova'nın tüm yaşam döngüsüne erişebiliyorlar ve patlayan yıldızların evrenin yapısında oynadığı rol hakkında daha fazla bilgi edinecekler. Örneğin, Dünya'da bulunan minerallerin çoğu süpernova ürünleridir.
Heinke, “Bu keşif, şiddetli süpernova patlamalarında nötron yıldızlarının nasıl doğduğunu anlamamıza yardımcı oluyor,” dedi.
Kaynak: Craig Heinke ile söyleşi
