Bilim insanları süpernovanın yıldızı parçaladığı anı ilk kez yakaladı

Uluslararası araştırma ekibi, bir süpernovun şok frontunun ölmüş bir yıldızın yüzeyinden geçtiği kritik anı ilk kez ayrıntılı biçimde belirleyerek bilim dünyasında önemli bir başarı elde etti. Nisan 2024'te 23,6 milyon ışık yılı uzaklıktan tespit edilen SN 2024ggi adlı süpernovada, şok dalgası çevredeki materyelle çarpışmadan kısa bir süre önce oval ve zeytin benzeri bir şekil sergiledi. Bu gözlem, süpernovun evriminin en erken dönemlerindeki boşlukları doldurarak kozmik patlamaların fiziksel süreçleri hakkında temel bilgiler sağladı.

Süpernova patlamasının kritik anı

Araştırmacılar tarafından yapılan gözlemler, eğer bir gün daha geç yapılmış olsaydı bu ayrıntıların tamamen kaybolacağını ortaya koydu. Bu durum, erken süpernova tespitinin bilimsel değerini ve gözlem ekipmanlarının hızlı biçimde harekete geçirilmesinin ne kadar kritik olduğunu vurgulamaktadır. Ayrıca farklı gözlem tekniklerinin neden bu denli önemli olduğunu da göstermiştir. Çin'deki Tsinghua Üniversitesi'nden astrofizikçi Yi Yang, yeni araştırma makalesinin ilk yazarı olarak, bir süpernovun patlamasının geometrisinin yıldız evrimimi ve bu kozmik gösterilere yol açan fiziksel süreçler hakkında temel bilgiler sağladığını belirtmiştir.

Kütleli yıldızların ölümünün karmaşık süreci

Kütleli bir yıldızın ölümü, o yıldızın çekirdeğindeki yakıtlanabilir materyalin tükenmesiyle başlayan oldukça karmaşık bir fiziksel süreçtir. Yıldızlar, çekirdeklerinde daha hafif atomları birleştirerek daha ağır elementler oluşturarak hassas bir denge korurlar. Hidrojen helyuma dönüşür, helyum karbona dönüşür ve bu zincir devam eder. Bu füzyonun ürünleri, bileşen elementlerinden daha düşük kütleye sahip olduğundan, fazla kütle yıldızı kararlı tutan dışa doğru basıncı sağlayan enerjiye dönüşür. Belirli bir kütlenin üzerindeki yıldızlar için, hafif elementleri daha ağır olanlara dönüştürme süreci çağlar boyunca devam eder ve sonunda çekirdeklerini demirle doldurur. Demir, füzyonun bitiş noktasıdır.

Demirden daha ağır elementler oluşturmak, serbest bıraktığından daha fazla enerji tükettiği için, çekirdek artık yıldızı kararlı tutan dışa doğru basıncı üretemez. İşte bu an, bir süpernovun tetikleme noktasıdır. Bundan sonra olan olaylar çok hızlı gerçekleşir. Yıldız çöküşe başlar ve çekirdeğe doğru içe doğru yayılan bir şok dalgası oluşturur. Bu şok dalgası çekirdeğe ulaştığında geri seçilir ve dışa doğru patlayarak yıldızın dış yüzeyinden geçer.

Şok dalgasının yüzeyden geçişi ve gözlem zorlukları

Şok dalgası, yıldızın ölmeden önceki yüzyıllar boyunca dışarı attığı daha yavaş hareket eden gazla çarpışmadan önce çok kısa bir zaman penceresine sahiptir. Bu kısa pencere, şok dalgasının yıldızın yüzeyinden geçtiği an olan şok kırılma aşamasıdır. Bunu saatlerde solan ışık flaşı hızlı bir şekilde takip eder. Astronomlar yıllar içinde bu olayı birkaç kez, değişen ayrıntı seviyeleriyle yakalamışlardır. Ancak SN 2024ggi'nin yeni gözlemlerini öne çıkaran şey, Avrupa Güney Gözlemevi'nin Çok Büyük Teleskopu kullanan spektropolarimetri tekniğidir. Bu teknik, bir dalgaboyu aralığında ışığın polarizasyonunu ölçerek açısal ölçekler çok küçük olduğu için diğer gözlem türlerinin sağlayamadığı patlama geometrisi hakkında bilgi sağlar.