Bir sanatçının, II. Tip bir süpernovaya dönüşen, çökmeden ve patlamadan önce son nefesinde şiddetli bir radyasyon ve gaz patlaması yayan kırmızı bir süperdev yıldızı tasviri. Kredi: WM Keck Gözlemevi/Adam Makarenko
Astronomi için bir ilk daha.
İlk kez, bir gökbilimciler ekibi, kırmızı bir süperdev yıldızın ömrünün sonuna geldiğini gerçek zamanlı olarak görüntüledi. Sonunda bir süpernova olarak patlamadan önce yıldızın ölüm sancılarıyla sarsılmasını izlediler.
Ve onların gözlemleri, kırmızı süperdevlerin patlamadan önce nasıl davrandığına dair önceki düşüncelerle çelişiyor.
Bir sanatçının, yaşamının son yılında çalkantılı bir gaz bulutu yayan kırmızı bir süperdev yıldız izlenimi. Bu, bu yıldızların en azından bazılarının süpernovaya gitmeden önce önemli içsel değişiklikler geçirdiğini gösteriyor. Kredi: WM Keck Gözlemevi/Adam Makarenko
Bir gökbilimciler ekibi, dramayı Hawaii’deki iki gözlemevinin gözünden izledi: Haleakala, Maui’deki Pan-STARRS ve Hawaii Adası, Maunakea’daki WM Keck Gözlemevi. Gözlemleri, Genç Süpernova Deneyi (YSE) geçici araştırmasının bir parçasıydı. Patlamadan önceki 130 gün boyunca SN 2020tlf adlı süpernova patlamasını izlediler.
“İlk defa kırmızı bir süperdev yıldızın patlamasını izledik!”
– Wynn Jacobson-Galán, UC Berkeley
Keşfi sunan makalenin başlığı “Son Anlar. I. Işıltılı Tip II Süpernova 2020tlf’den Önce Öncü Emisyon, Zarf Şişirme ve Gelişmiş Kütle Kaybı” Makale The Astrophysical Journal’da yayınlandı ve baş yazar, UC Berkeley’de NSF Lisansüstü Araştırma Görevlisi olan Wynn Jacobson-Galán’dır.
Jacobson-Galán bir basın açıklamasında, “Bu, devasa yıldızların ölmeden birkaç dakika önce ne yaptığına dair anlayışımızda bir atılım” dedi. “Kırmızı bir süperdev yıldızda süpernova öncesi aktivitenin doğrudan tespiti, daha önce sıradan bir Tip II süpernovada hiç gözlemlenmemişti. İlk kez kırmızı bir süperdev yıldızın patlamasını izledik!”
“Saatli bir bombayı izlemek gibi.”
– Raffaella Margutti, UC Berkeley
Keşif, 2020 Yazına kadar uzanıyor. O sırada, öncü yıldız parlaklığında çarpıcı bir artış yaşadı. Pan-STARRS bu parlamayı tespit etti ve Güz geldiğinde yıldızın etrafında SN 2020tlf olarak patladı. Süpernova, büyük bir yıldızın hızlı bir çöküş yaşadığı ve ardından patladığı bir Tip II süpernovadır.
Bu video, kırmızı süperdev yıldızın bir II. Tip süpernovaya geçişini, çökmeden ve patlamadan önce son nefesinde şiddetli bir radyasyon ve gaz patlaması yayarak bir sanatçının yorumudur. Kredi: WM Keck Gözlemevi/Adam Makarenko
Ekip, süpernovanın ilk spektrumunu yakalamak için Keck Gözlemevi’nin Düşük Çözünürlüklü Görüntüleme Spektrometresini (LRIS) kullandı. LRIS verileri, patladığında yıldızın çevresinde çevresel malzeme gösterdi. Bu malzeme muhtemelen Pan-STARRS’ın yıldızın yaz aylarında patlamadan önce fırladığını gördüğü şeydir.
UC Berkeley’de astronomi doçenti olan kıdemli yazar Raffaella Margutti, “Keck, bir süpernova patlamasına dönüşen devasa bir yıldızın doğrudan kanıtını sağlamada etkili oldu” dedi. “Saatli bir bombayı izlemek gibi. Ölmekte olan bir kırmızı üstdev yıldızda, bu kadar parlak bir emisyon ürettiğini, ardından çöküşünü ve yandığını şimdiye kadar gördüğümüz bu tür şiddetli aktiviteyi asla doğrulamamıştık.”
Çalışmadan elde edilen bu rakam, süpernovanın patlama öncesi ve sonrası olduğunu gösteriyor. Üst panel, olay tarafından tüm dalga boylarında yayılan tüm elektromanyetik radyasyonun toplamını yeşil renkte gösterir. Orta panel, siyah gövde sıcaklıklarını kırmızı olarak gösterir ve alt panel, yarıçapları mavi olarak gösterir. Image Credit: Jacobson-Galán ve diğerleri, 2022
Patlamanın ardından ekip, gözlemlerine devam etmek için diğer Keck aletlerine yöneldi. Derin Görüntüleme ve Çok Nesneli Spektrograftan (DEIMOS) ve Yakın Kızılötesi Echellette Spektrografından (NIRES) elde edilen veriler, ata yıldızın Güneş’ten 10 kat daha büyük olduğunu gösterdi. Yıldız, yaklaşık 120 milyon ışıkyılı uzaklıkta NGC 5731 galaksisindedir.
Takımın gözlemleri, Tip II süpernova ve onların ata yıldızları hakkında yeni bir anlayışa yol açtı. Bu gözlemlerden önce, hiç kimse kırmızı bir süperdevin parlaklığında bu kadar ani bir artış gösterdiğini ve patlamadan önce bu kadar güçlü patlamalar geçirdiğini görmemişti. Sanki kaderlerine razı olmuş gibi son günlerinde çok daha sakindiler.
Kırmızı süperdev yıldızlar, çekirdek çökmeden önce malzemeyi fırlatır. Ancak bu malzeme fırlatma, SN 2020tlf’den çok daha uzun zaman ölçeklerinde gerçekleşir. Bu süpernova, çökmeden 130 gün önce çevresel malzeme (CSM) yaydı ve bu da onu biraz bulmaca haline getiriyor. Yıldızın patlamasından önceki parlak parlama, bir şekilde fırlatılan CSM ile ilgili, ancak araştırmacılar ekibi, hepsinin nasıl etkileşime girdiğinden emin değil.
Sanatçının, devasa bir süperdev yıldızın yok edilmesini içeren bir Tip II süpernova patlamasıyla ilgili izlenimi. Kredi bilgileri: ESO
Yıldızın çökmesine yol açan önemli değişkenlik şaşırtıcı. Patlamadan önce yıldızdan gelen güçlü ışık patlaması, iç yapısında bilinmeyen bir şeyin gerçekleştiğini gösteriyor. Bu değişiklikler ne olursa olsun, yıldız çöküp patlamadan önce devasa bir gaz fışkırmasına neden oluyorlar.
Makalelerinde, yazarlar gazın çıkarılmasına neyin neden olabileceğini tartışıyorlar. Bir olasılık, yıldız evriminin son aşamalarında meydana gelen dalga kaynaklı kütle kaybıdır. “… uyarılması” olduğunda meydana gelir. yerçekimi dalgaları SN’den önceki son yıllarda oksijen veya neon yanması, dış yıldız katmanlarına enerji enjeksiyonuna izin vererek şişirilmiş bir zarf ve/veya patlamalı kütle kaybı olayları ile sonuçlanabilir” diye yazıyorlar. Ancak şu anki dalga güdümlü modeller, progenitör yıldızın gaz çıkışına uymuyor. Ata yıldızın son 130 gününde yarıçapı ile tutarlılar, ancak parlaklık patlaması ile tutarlı değiller.
Makalelerinin sonunda, yazarlar her şeyi kısa ve öz bir şekilde özetliyor. “Nebula spektrumlarından türetilen progenitör kütle aralığı göz önüne alındığında, artan kütle kaybı ve öncü emisyonun, büyük olasılıkla son nükleer yanma aşamalarıyla ilişkili olarak, yıldızların içlerine derinden kök salmış kararsızlıkların sonuçları olması muhtemeldir. Neon/oksijen yakma aşamalarında oluşan yerçekimi dalgalarından ya da ataların son 130 günlerinde bir silikon parlamasından kaynaklanan enerji birikimi, daha sonra hem patlama öncesi akışta hem de erken zaman SN tayfında tespit edilen yıldız malzemesini fırlatmış olabilir.”
Böyle davranan bir süpernova varsa, daha fazlası olmalı. Ekibin bulguları, anketlerin Genç Süpernova Deneyi geçici anket artık gelecekte daha fazlasını bulmanın bir yoluna sahip. Anket bunun gibi malzeme fırlatan daha fazla yıldız bulursa, çöküp patlamadığını görmek için ona göz kulak olmaları gerektiğini biliyorlar.
Jacobson-Galán, “Bu keşifle ortaya çıkan tüm yeni ‘bilinmeyenler’ beni çok heyecanlandırıyor” dedi. “SN 2020tlf gibi daha fazla olayı tespit etmek, yıldız evriminin son aylarını nasıl tanımladığımızı önemli ölçüde etkileyecek, büyük kütleli yıldızların hayatlarının son anlarını nasıl geçirdiklerine dair gizemi çözme arayışında gözlemcileri ve teorisyenleri bir araya getirecek.”
Orijinal olarak yayınlandı Bugün Evren.
Bu araştırma hakkında daha fazla bilgi için: