Yıldızların patlayıcı ölümleri olan süpernovalar, evrenin en büyük enerji ve ışık patlamalarından bazılarıdır. Aslında, patladıklarında, bir süpernova bütün bir galaksiden bile daha parlak parlayabilir.
Dünya’dan 22 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan NGC 6946’nın Havai Fişek Gökadası olarak adlandırılması için uygun bir neden. Geçen yüzyılda, bu galaksinin kollarında parıldayan yaklaşık bir düzine süpernova gözlemlendi.
Buna, araştırmacıların şu anda üzerinde çalıştıkları Supernova 2004et ve Supernova 2017eaw dahildir. James Webb Uzay TeleskobuMIRI (Orta Kızılötesi Enstrüman). Bulguları şaşırtıcıydı – MIRI, bu nesnelerin her birinin püskürmesinde büyük miktarda toz saptadı. Araştırmacılar tarafından bulunan kütle, süpernovaların erken evrene toz sağlamada kilit bir rol oynadığı teorisini destekliyor.
NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanan araştırmacılar, erken galaksilerdeki tozun kaynağını doğrulamak için büyük adımlar attılar. İki Tip II süpernova, Supernova 2004et (SN 2004et) ve Supernova 2017eaw (SN 2017eaw) gözlemleri, bu nesnelerin her birinin püskürmelerinde büyük miktarda toz olduğunu ortaya çıkardı. Araştırmacılar tarafından bulunan kütle, süpernovaların erken evrene toz sağlamada kilit bir rol oynadığı teorisini destekliyor.
Toz, evrenimizdeki pek çok şeyin, özellikle de gezegenlerin yapı taşıdır. Ölmekte olan yıldızlardan çıkan toz uzaya yayılırken, yeni nesil yıldızların ve onların gezegenlerinin doğmasına yardımcı olacak temel elementleri taşır. Bu tozun nereden geldiği, onlarca yıldır astronomları şaşırttı. Önemli bir kozmik toz kaynağı süpernova olabilir – ölmekte olan yıldız patladıktan sonra, artık gazı genişler ve soğuyarak toz oluşturur.
Baş yazar Melissa Shahbandeh, “Bu fenomenin doğrudan kanıtı, bugüne kadar yalnızca nispeten yakın bir süpernovadaki toz popülasyonunu incelememize izin vermesiyle, bu noktaya kadar zayıftı – Süpernova 1987A, Dünya’dan 170.000 ışıkyılı uzaklıkta,” dedi. Johns Hopkins Üniversitesi ve Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü. “Gaz, toz oluşturacak kadar soğuduğunda, yeterli hassasiyete sahip olmanız koşuluyla, bu toz yalnızca orta kızılötesi dalga boylarında algılanabilir.”
Her ikisi de yaklaşık 22 milyon ışıkyılı uzaklıktaki NGC 6946’da (yukarıdaki resme bakın) bulunan SN 2004et ve SN 2017eaw gibi SN 1987A’dan daha uzak süpernovalar için, bu dalga boyu kapsamı ve mükemmel hassasiyet kombinasyonu yalnızca Webb’in MIRI (Orta Kızılötesi) ile elde edilebilir Enstrüman).
Webb gözlemleri, SN 1987A’da Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi ile yeni oluşan tozun saptanmasından bu yana süpernovalardan toz üretimi çalışmasında ilk atılımdır (ALMA) teleskop yaklaşık on yıl önce.
Çalışmalarının özellikle ilgi çekici bir başka sonucu da, yalnızca tozun saptanması değil, süpernova yaşamının bu erken aşamasında saptanan toz miktarıdır. SN 2004et’te, bilim adamları 5.000’den fazla Dünya kütlesi tozu keşfettiler.
Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nden program lideri Ori Fox, “Özellikle SN 2004et’te ne kadar toz gördüğümüzün hesabına baktığınızda, SN 1987A’daki ölçümlere rakip oluyor ve yaşının yalnızca bir kısmı,” diye ekledi. “SN 1987A’dan bu yana süpernovalarda tespit edilen en yüksek toz kütlesi.”
Gözlemler, astronomlara genç, uzak galaksilerin tozla dolu olduğunu gösterdi, ancak bu galaksiler, Güneş gibi orta kütleli yıldızların yaşlandıkça tozu besleyecek kadar yaşlı değiller. Daha büyük kütleli, kısa ömürlü yıldızlar, bu kadar çok toz oluşturacak kadar kısa sürede ve yeterince büyük sayılarda ölmüş olabilir.
Gökbilimciler süpernovaların toz ürettiğini doğrulasalar da, bu tozun ne kadarının patlamanın ardından yankılanan iç şoklara dayanabileceği sorusu yanıtsız kaldı. SN 2004et ve SN 2017eaw’nin kullanım ömürlerinde bu aşamada bu miktarda tozun görülmesi, tozun şok dalgasından sağ çıkabileceğini gösteriyor – sonuçta süpernovaların gerçekten de önemli toz fabrikaları olduğunun kanıtı.
Araştırmacılar ayrıca, kütleye ilişkin mevcut tahminlerin buzdağının görünen kısmı olabileceğini de belirtiyor. Webb, araştırmacıların tozu her zamankinden daha soğuk olarak ölçmelerine izin vermiş olsa da, elektromanyetik spektrumun daha da ötesine yayılan ve en dıştaki toz katmanları tarafından gizlenmiş halde kalan, tespit edilemeyen, daha soğuk tozlar olabilir.
Araştırmacılar, yeni bulguların aynı zamanda süpernovalar ve bunların Webb kullanılarak toz üretimi konusunda yeni keşfedilen araştırma yeteneklerine ve bunların geldikleri yıldızlar hakkında bize neler söyleyebileceğine dair sadece bir ipucu olduğunu vurguladılar.
Fox, “Bu tozun patlayan yıldızın çekirdeği hakkında ne anlama geldiğini anlamak için artan bir heyecan var” dedi. “Bu özel bulgulara baktıktan sonra, araştırmacı arkadaşlarımızın gelecekte bu tozlu süpernovalarla çalışmanın yenilikçi yollarını düşüneceklerini düşünüyorum.”
SN 2004et ve SN2017eaw, bu programa dahil edilen beş hedeften ilkidir. Gözlemler, Webb General Observer programı 2666’nın bir parçası olarak tamamlandı. Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimleri 5 Temmuz’da
Referans: Melissa Shahbandeh, Arkaprabha Sarangi, Tea Temim, Tamás Szalai, Ori D Fox, Samaporn Tinyanont, Eli Dwek, Luc Dessart, Alexei V Filippenko, Thomas G Brink, “IIP süpernova 2004et ve 2017eaw tipinde toz rezervuarlarının JWST gözlemleri” Ryan J Foley, Jacob Jencson, Justin Pierel, Szanna Zsíros, Armin Rest, WeiKang Zheng, Jennifer Andrews, Geoffrey C Clayton, Kishalay De, Michael Engesser, Suvi Gezari, Sebastian Gomez, Shireen Gonzaga, Joel Johansson, Mansi Kasliwal, Ryan Lau, Ilse De Looze, Anthony Marston, Dan Milisavljevic, Richard O’Steen, Matthew Siebert, Michael Skrutskie, Nathan Smith, Lou Strolger, Schuyler D Van Dyk, Qinan Wang, Brian Williams, Robert Williams, Lin Xiao ve Yi Yang, 5 Temmuz 2023 , Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimleri.
DOI: 10.1093/mnras/stad1681
James Webb Uzay Teleskobu, dünyanın önde gelen uzay bilimi gözlemevidir. Güneş sistemimizdeki ve ötesindeki muammaları ortaya çıkarmakla görevlendirilen Webb, evrenimizin karmaşık yapıları ve oluşumu ve içindeki konumumuz hakkında içgörüler sunacak. Webb, tarafından yönlendirilen ortak bir çaba olarak çalışır. NASA ve ortakları ESA ve CSA tarafından desteklenmektedir.