Süpernovalar, gözlemlenebilir Evrendeki en enerjik ve güçlü olaylardan bazılarıdır. Ve süpernovaların gezegenlerden insanlara ve elektrikli el aletlerine kadar her şey için gerekli olan ağır elementleri oluşturmaktan sorumlu olduğunu bilsek de, bilim adamları ani çöküşün arkasındaki mekaniği ve daha sonra büyük yıldızların patlamasını belirlemek için uzun süre mücadele ettiler.
Şimdi, NASA’nın NuSTAR misyonu sayesinde, bir yıldızın "patlamasına" başlamadan önce neler olduğuna dair ilk ipuçlarımız var.
Yukarıdaki görüntü mavi renkte NuSTAR verileri ve kırmızı, yeşil ve sarı Chandra X-ışını Gözlemevi'nden gözlemlerle süpernova kalıntısı Cassiopeia A'yı (veya kısaca Cas A'yı) göstermektedir. 330 yıl önce * Güneşimizden yaklaşık 15 ila 25 kat daha büyük bir yıldızın patlamasından kalan şok dalgası * ve mevcut sıcaklık ve türlerine bağlı olarak çeşitli dalga boylarında ışık parlıyor.
Chandra ile daha önce yapılan gözlemler, Cas A'daki sıcak demir açısından zengin gazın kabuklarını ve filamanlarını genişletmesinden kaynaklanan x-ışını emisyonlarını ortaya çıkardı, ancak yapının içinde ne olduğu hakkında daha iyi bir fikir edinecek kadar derin bir akran yapamadılar. NASA’nın Nükleer Spektroskopik Teleskop Dizisi - yani NuSTAR'ı bilenlere kadar - eksik bulmaca parçalarının bulunabileceği Cas A'daki röntgen vizyonunu değiştirmedi.
Ve bunlar radyoaktif titanyumdan yapılmıştır.
Çekirdek çöküşü süpernovaları açıklamaya çalışmak için birçok model (milyonlarca saatlik süper bilgisayar süresi kullanılarak) yapılmıştır. Önde gelenlerden biri yıldız, kutuplarından ateş eden güçlü jetlerle parçalandı - daha güçlü (ama odaklanmış) gama ışını patlamaları ile ilişkili bir şey. Ancak jet yapılarında temel kalıntılar sergilemeyen Cas A'nın jetleri neden olduğu görülmedi ... Ayrıca, sadece jetlere dayanan modeller her zaman tam bir süpernova ile sonuçlanmadı.
Anlaşıldığı üzere, NuSTAR tarafından yüksek enerjili x-ışınlarında ortaya çıkan Cas A'nın kabuklarının derinliklerinde radyoaktif titanyumun asimetrik kümelerinin varlığı, oyundaki şaşırtıcı derecede farklı bir sürece işaret ediyor: progenitör içinde malzemenin “sarkması” Bir şok dalgasını başlatan ve sonunda onu parçalayan yıldız.
Bu işlemin nasıl gerçekleştiğiyle ilgili bir animasyon izleyin:
Sadece birkaç yüz milisaniyelik bir zaman zarfında - tam anlamıyla göz açıp kapayıncaya kadar) meydana gelen sarkma, bir ocakta kaynar suya benzetilir. Kabarcıklar yüzeyden kırıldığında, buhar patlar.
Sadece bu durumda patlama, tüm yıldızın delicesine güçlü patlamasına yol açar, yüksek enerjili parçacıkların şok dalgasını yıldızlararası ortama patlatır ve periyodik bir ağır elementler galaksiye saçar.
Cas A durumunda, titanyum-44, orijinal kayma asimetrisinin şeklini yansıtan kümelerde çıkarıldı. NuSTAR radyoaktivitesi nedeniyle röntgende parlayan titanyumun görüntüsünü ve haritasını çıkarabildi (ve Chandra'nın görebileceği diğer daha hafif elemanlar gibi şok dalgalarını genişleterek ısıtıldığı için değil).
19 Şubat'taki NASA telekonferansı sırasında Caltech gökbilimcisi Brian Grefenstette, “NuSTAR olana kadar patlamanın çekirdeğini gerçekten göremedik,” dedi.
“Daha önce, Cas A'da neler olduğunu yorumlamak zordu, çünkü görebildiğimiz malzeme sadece ısıtıldığında X-ışınlarında parlıyor. Artık ne olursa olsun, X-ışınlarında parlayan radyoaktif materyali görebildiğimize göre, patlamanın özünde neler olduğunu daha eksiksiz bir şekilde görüyoruz. ”
- Brian Grefenstette, baş yazar, Caltech
Tamam, çok harika diyorsun. NASA’nın NuSTAR, havaya uçmuş bir yıldızın artıklarında titanyumun ışıltısını buldu, Chandra biraz demir gördü ve patlamadan önce bir saniyenin bir kısmını sildiğini ve "kaynattığını" biliyoruz. Ne olmuş yani?
Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi'nden gökbilimci Robert Kirshner “Şimdi bununla ilgilenmelisin,” dedi. “Süpernova kimyasal elementleri yapar, bu yüzden bir Amerikan arabası satın aldıysanız, iki yıl önce Detroit'te yapılmadı; bu çelikteki demir atomları beş milyar yıl önce meydana gelen eski bir süpernova patlamasında üretildi. NuSTAR, Jack Amca'nın yedek kalçasındaki titanyumun da bu patlamada yapıldığını gösteriyor.
“Hepimiz yıldız tozuyuz ve NuSTAR bize nereden geldiğimizi gösteriyor. Yedek parçalarımız dahil. Bu yüzden bunu önemsemelisiniz… Jack Amcanız da öyle. ”
Ve NuSTAR'ın araştırabileceği sadece çekirdek çöküşü süpernovalar değil. Diğer süpernova türleri de incelenecektir - SN2014J söz konusu olduğunda, Ocak ayında M82'de ortaya çıktıktan hemen sonra bile tespit edilen bir Tip Ia.
“Bunların patlayan bir tür beyaz cüce yıldız olduğunu biliyoruz,” NuSTAR baş araştırmacısı Fiona Harrison telekonferans sırasında Space Magazine'e cevap verdi. “Bu çok heyecan verici bir haber… NuSTAR haftalardır [SN2014J] 'ye bakıyor ve bu patlama hakkında da bir şeyler söyleyebilmeyi umuyoruz.”
Son NuSTAR bulgularının en değerli başarılarından biri, gelecekteki çekirdek çöküşü süpernova modellerine yerleştirmek için yeni bir dizi gözlemlenen kısıtlamaya sahip olmak… Bu, yıldızların nasıl yüzlerce hatta binlerce patladığı hakkında cevaplar ve muhtemelen yeni sorular sağlamaya yardımcı olacak yıllar sonra.
“NuSTAR bilime öncülük ediyor ve yeni sonuçlar aldığınızda, yanıtladığınız kadar çok soru açılacağını beklemeniz gerekiyor,” dedi Kirshner.
Haziran 2012'de piyasaya sürülen NuSTAR, Dünya'nın yörüngesine odaklanan ilk sert X-ışını teleskobu ve süpernova kalıntılarında radyoaktif elementlerin haritaları üretebilen ilk teleskop.
JPL haber bülteniyle ilgili daha fazla bilgiyi buradan edinebilir ve basın konferansının tamamını buradan dinleyebilirsiniz.
* Cas A, Dünya'dan 11.000 ışıkyılı içerdiğinde, süpernova'nın gerçek tarihi yaklaşık 11.330 yıl önce olacaktır. Birkaç tane verin veya alın.
