NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu, bir yıldızın patlamaya hazır ölümünün mahallinde bir tanığı ortaya çıkardı: daha önce ortağının süpernovasının parıltısında gizlenmiş eşlik eden bir yıldız. Bu keşif, yıldızın patlamadan önce tüm dış gaz zarfından sıyrıldığı belirli bir tür süpernova için bir ilk.
Bulgu, büyük kütleli yıldızların ikili doğasına ilişkin önemli bir içgörünün yanı sıra, yerçekimi dalgaları, uzay-zamanın dokusundaki dalgalanmalar olarak evrende sallanacak olan eşlik eden yıldızların nihai birleşmesinin potansiyel ön haberini sağlar.
Gökbilimciler, süpernova patlamalarında çeşitli elementlerin imzasını tespit ediyor. Bu elementler bir soğan öncesi süpernova gibi katmanlanmıştır. Hidrojen, bir yıldızın en dış katmanında bulunur ve süpernova sonrasında hidrojen tespit edilmezse, bu, patlama meydana gelmeden önce hidrojenin sıyrıldığı anlamına gelir.
Hidrojen kaybının nedeni bir sırdı ve gökbilimciler, bu soyulmuş süpernovaları açıklamak için ipuçları aramak ve teorileri test etmek için Hubble’ı kullanıyorlardı. Yeni Hubble gözlemleri, görünmeyen bir yoldaş yıldızın patlamadan önce partner yıldızının gaz zarfını emdiği teorisini destekleyen en iyi kanıtı sağlıyor.
Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nden astronom Ori Fox, Hubble araştırma programının baş araştırmacısı, “Beklediğimiz an buydu, sonunda tamamen soyulmuş bir süpernovanın ikili sistem atasının kanıtlarını gördük” dedi. “Amaç, bu çalışma alanını teoriden verilerle çalışmaya ve bu sistemlerin gerçekte nasıl göründüğünü görmeye taşımaktır.”
Fox’un ekibi, ultraviyole ışığında süpernova (SN) 2013ge bölgesini ve ayrıca Barbara A. Mikulski Uzay Teleskopları Arşivi’ndeki (MAST) önceki Hubble gözlemlerini incelemek için Hubble’ın Geniş Alan Kamerası 3’ü kullandı. Gökbilimciler, 2016’dan 2020’ye kadar zaman içinde süpernova ışığının azaldığını gördüler – ancak aynı konumda bulunan yakınlardaki başka bir ultraviyole ışık kaynağı parlaklığını korudu. Bu ultraviyole emisyon kaynağı, ekibin önerdiği şeydir, SN 2013ge’nin hayatta kalan ikili arkadaşıdır.
İkişer ikişer?
Daha önce, bilim adamları, büyük bir progenitör yıldızın güçlü rüzgarlarının hidrojen gazı zarfını havaya uçurabileceğini teorileştirdi, ancak gözlemsel kanıtlar bunu desteklemiyordu. Gökbilimciler, kopukluğu açıklamak için ikili bir yoldaşın hidrojeni sifonladığı teoriler ve modeller geliştirdiler.
“Son yıllarda birçok farklı kanıt dizisi bize, soyulmuş süpernovaların muhtemelen ikili dosyalar halinde oluştuğunu söyledi, ancak henüz yoldaşını görmemiştik. Kozmik patlamaları incelemek, adli bilime benzer – ipuçlarını aramak ve hangi teorilerin uyuştuğunu görmek. Hubble araştırma ekibinin bir üyesi olan Toronto Üniversitesi’nden Maria Drout, Hubble sayesinde bunu doğrudan görebiliyoruz” dedi.
SN 2013ge’nin önceki gözlemlerinde Hubble, çoğu süpernovada tipik olarak görülenden ziyade morötesi ışıkta iki tepe gördü. Fox, bu çifte parlamanın bir açıklamasının, ikinci tepe noktasının süpernovanın şok dalgasının eşlik eden bir yıldıza çarptığını göstermesi olduğunu söyledi; bu, şimdi çok daha muhtemel görünen bir olasılık. Hubble’ın son gözlemleri, eşlik eden yıldızın, ortağından sifonladığı hidrojen gazı da dahil olmak üzere önemli ölçüde itişip kakıştığını, ancak yok edilmediğini gösteriyor. Fox, etkiyi, sonunda orijinal formuna geri dönecek olan sallanan bir jöle kasesine benzetiyor.
Ek doğrulama ve benzer destekleyici keşiflerin bulunması gerekirken, Fox, keşfin sonuçlarının hala önemli olduğunu ve büyük kütleli yıldızların çoğunun ikili sistemler olarak oluştuğu ve geliştiği teorilerine destek verdiğini söyledi.
İzlenecek Bir
Yanması için kabarık bir gaz kabuğuna sahip süpernovaların aksine, tamamen soyulmuş zarf süpernovaların atalarının patlama öncesi görüntülerde tespit edilmesinin zor olduğu kanıtlanmıştır. Artık gökbilimciler hayatta kalan yoldaş yıldızı tanımlayacak kadar şanslı olduklarına göre, onu geriye doğru çalışmak ve patlayan yıldızın özelliklerini belirlemek için kullanabilirler ve ayrıca hayatta kalanla birlikte sonrasında yaşananları izlemek için eşi görülmemiş bir fırsat elde edebilirler.
Kendisi de devasa bir yıldız olan SN 2013ge’nin yol arkadaşı da bir süpernovaya maruz kalmaya mahkumdur. Eski ortağı şimdi muhtemelen bir nötron yıldızı veya kara delik gibi kompakt bir nesnedir ve yol arkadaşı da muhtemelen bu yoldan gidecektir.
Orijinal refakatçi yıldızların yakınlığı, birlikte kalıp kalmayacaklarını belirleyecek. Mesafe çok büyükse, eşlik eden yıldız, galaksimizde tek başına dolaşmak için sistemden dışarı fırlayacak ve bu, görünüşte yalnız görünen birçok süpernovayı açıklayabilecek bir kader.
Bununla birlikte, yıldızlar süpernova öncesi birbirlerine yeterince yakın olsaydı, kara delikler veya nötron yıldızları olarak birbirlerinin yörüngesinde dönmeye devam edeceklerdi. Bu durumda, sonunda birbirlerine doğru spiral çizerler ve birleşirler, bu süreçte yerçekimi dalgaları yaratırlar.
Bu, gökbilimciler için heyecan verici bir olasılık çünkü kütleçekimsel dalgalar, astrofiziğin henüz keşfedilmeye başlanmış bir dalı. Bunlar, 20. yüzyılın başlarında Albert Einstein tarafından tahmin edilen, uzay-zaman dokusundaki dalgalar veya dalgalanmalardır. Yerçekimi dalgaları ilk olarak Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (LIGO) tarafından doğrudan gözlemlendi.
Fox, “SN 2013ge’nin hayatta kalan arkadaşıyla, potansiyel olarak bir yerçekimi dalgası olayının ön bölümünü görüyor olabiliriz, ancak böyle bir olay gelecekte yaklaşık bir milyar yıl olacak,” dedi.
Fox ve işbirlikçileri, diğer süpernovalara hayatta kalan eşlik eden yıldızların daha büyük bir örneğini oluşturmak için Hubble ile birlikte çalışacak ve aslında SN 2013ge’ye yeniden bir şirket kazandıracak.
“Süpernovanın kendisini anlamanın ötesinde büyük bir potansiyel var. Artık evrendeki en büyük kütleli yıldızların ikili çiftler halinde oluştuğunu bildiğimiz için, ikili oluşumun, malzeme değişiminin ve ortaklaşa oluşumların ardındaki ayrıntıları anlamaya yardımcı olmak için hayatta kalan yoldaş yıldızların gözlemleri gereklidir. Fox, “Yıldızları incelemek için heyecan verici bir zaman” dedi.
Ortak yazar Alex Filippenko, “Büyük yıldızların yaşam döngüsünü anlamak bizim için özellikle önemlidir, çünkü tüm ağır elementler çekirdeklerinde ve süpernovaları aracılığıyla dövülür. Bu elementler, bildiğimiz yaşam da dahil olmak üzere gözlemlenebilir evrenin çoğunu oluşturur,” diye ekledi. Berkeley’deki California Üniversitesi’nden.
Sonuçlar şurada yayınlandı: Astrofizik Dergi Mektupları.