Bu sanatçının çizimi, sağ altta eşlik eden yıldızıyla birlikte 2013ge süpernovasını göstermektedir. Yoldaş yıldız, süpernovadan gelen patlama dalgasından etkilenir, ancak yok edilmez. Zamanla gökbilimciler, süpernovanın ultraviyole (UV) ışığının söndüğünü gözlemlediler ve bu da parlaklığı koruyan yakındaki ikinci bir UV ışığı kaynağını ortaya çıkardı. Teori, iki büyük yıldızın bir ikili çift olarak birlikte evrimleştiği ve şu an hayatta kalanın, patlamadan önce ortağının dış hidrojen gazı kabuğunu sifonladığıdır. Sonunda, eşlik eden yıldız da süpernovaya dönüşecek. Kredi: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)
Keşif, süpernova öncesi hidrojen kaybı bulmacasını açıklamaya yardımcı oluyor ve çoğu büyük yıldızın eşlendiği teorisini destekliyor.
Etrafındaki her şeyi yok etmesi beklenen devasa bir süpernova patlaması mahallinde hayatta kalan bir yıldız bulmak duyulmamış bir şey değil. Hubble uzay teleskobu belirli bir yıldız ölümü türü için uzun zamandır beklenen bir ipucu sağladı. Bazı süpernova vakalarında, gökbilimciler eski yıldızın en dıştaki hidrojen katmanına dair hiçbir iz bulamazlar.
Hidrojene ne oldu?
Hubble’ın 2013ge süpernova sahnesinde hayatta kalan bir yoldaş yıldız tanımlaması, yoldaş yıldızların suçlanacakları -ortaklarının ölmeden önce dış kabuklarını çekip almak- olduğu şüphelerini destekliyor. Bu keşif aynı zamanda çoğu büyük kütleli yıldızların ikili sistemler olarak oluştuğu ve geliştiği teorisine de güven veriyor. Aynı zamanda başka bir kozmik dramanın öncüsü olabilir: Zaman içinde, hayatta kalan, büyük kütleli yoldaş yıldız da bir süpernova geçirecek ve eğer her iki yıldızın da kalan çekirdekleri sistemden fırlatılmazsa, sonunda birleşecek ve yerçekimi dalgaları üretecekler, uzayın dokusunu sallayarak.
Bu bilgi grafiği, astronomların süpernova (SN) 2013ge için önerdiği evrimi göstermektedir. 1-3. Paneller halihazırda olanları gösterir ve 4-6. paneller gelecekte neler olabileceğini gösterir. 1) Bir çift büyük kütleli yıldız birbirinin yörüngesinde döner. 2) Bir yıldız, kırmızı dev aşamasına yaşlanır ve eşlik eden yıldızının yerçekimi ile sifonladığı kabarık bir hidrojen dış zarfı elde eder. Gökbilimciler, Hubble’ın süpernova enkazında hidrojen izi bulamamasının nedeninin bu olduğunu öne sürüyorlar. 3) Zarfı soyulmuş yıldız süpernovaya dönüşerek (SN 2013ge), itişip kakışır, ancak yoldaş yıldızını yok etmez. Süpernovadan sonra, eski büyük kütleli yıldızın yoğun çekirdeği ya bir nötron yıldızı ya da bir kara delik olarak kalır. 4) Sonunda, yoldaş yıldız da bir kısmı yoldaşından gelen dış zarfını koruyarak kırmızı bir deve dönüşür. 5) Yoldaş yıldız da bir süpernova geçirir. 6) Yıldızlar birbirine süpernova patlama dalgası tarafından yörüngelerinden fırlamayacak kadar yakın olsaydı, kalan çekirdekler birbirlerinin yörüngesinde dönmeye devam edecek ve sonunda birleşerek bu süreçte yerçekimi dalgaları yaratacaktır. Kredi: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)
NASAHubble Uzay Teleskobu, bir yıldızın patlamayla öldürüldüğü olay mahallinde bir tanığı ortaya çıkardı: daha önce ortağının süpernovasının parıltısında gizlenmiş bir eşlikçi 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, evren boyunca sallanacak olan eşlik eden yıldızların nihai birleşmesinin potansiyel ön haberini sağlar. yerçekimi dalgalarıuzay-zamanın dokusunda dalgalanmalar.
Gökbilimciler, süpernova patlamalarında çeşitli elementlerin imzasını tespit ediyor. Bu elementler bir soğan öncesi süpernova gibi katmanlanmıştır. Hidrojen, bir yıldızın en dış tabakasında bulunur ve süpernova sonrasında hidrojen tespit edilmezse, bu, patlama meydana gelmeden önce hidrojenin sıyrıldığı anlamına gelir.
Gökada NGC 3287’nin Hubble görüntüleri, süpernova 2013ge’nin zamanla solduğunu göstererek, gökbilimcilerin ikili yoldaş yıldız olarak tanımladıkları sabit morötesi ışık kaynağını ortaya koyuyor. Kredi: Bilim: NASA, ESA, Ori Fox (STScI), Görüntü İşleme: Joseph DePasquale (STScI)
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’ın baş araştırmacısı, “Beklediğimiz an buydu ve sonunda tamamen soyulmuş bir süpernovanın ikili sistem atasının kanıtlarını gördük” dedi. araştırma programı. “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 konumdaki 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, soyulmuş süpernovaların muhtemelen ikili dosyalar halinde oluştuğunu söyledi, ancak henüz yoldaşını görmemiştik. Kozmik patlamaları incelemenin çoğu adli tıp gibidir – ipuçlarını araştırmak ve hangi teorilerin uyuştuğunu görmek. Hubble araştırma ekibinin bir üyesi olan Toronto Üniversitesi’nden Maria Drout, Hubble sayesinde bunu doğrudan görebiliyoruz” dedi.
NGC 3287 galaksisinin Hubble görüntüsü. Kredi: Bilim: NASA, ESA, Ori Fox (STScI), Görüntü İşleme: Joseph DePasquale (STScI)
SN 2013ge’nin önceki gözlemlerinde Hubble, ultraviyole ışığında iki tepe, çoğu süpernovada tipik olarak görülenden ziyade. Fox, bu çifte parlamanın bir açıklamasının, ikinci tepe noktasının süpernovanın şok dalgasının eşlik eden bir yıldıza çarptığını göstermesi olduğunu söyledi, bu şimdi çok daha olası görünüyor. 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 olan 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 kompakt bir nesnedir, örneğin bir nötron yıldızı veya Kara delikve refakatçi de muhtemelen bu rotaya gidecektir.
Orijinal refakatçi yıldızların yakınlığı, birlikte kalıp kalmayacaklarını belirleyecek. Mesafe çok büyükse, yoldaş 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 görebiliriz, ancak böyle bir olay gelecekte yaklaşık bir milyar yıl olacak,” dedi.
Bu çizim, devasa bir yıldızın (güneşimizden en az 8 kat daha büyük) bir süpernova olarak patlayana ve bu elementleri uzaya yayana kadar daha ağır ve ağır elementleri nasıl kaynaştırdığını gösterir. Kredi: NASA, ESA ve L. Hustak (STScI)
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 oluşum, malzeme değiş tokuşu ve birlikte evrimsel gelişimin ardındaki ayrıntıların anlaşılmasına yardımcı olmak için hayatta kalan yoldaş yıldızların gözlemleri gereklidir. Fox, “Yıldızları incelemek için heyecan verici bir zaman” dedi.
“Büyük kütleli yıldızların yaşam döngüsünü anlamak bizim için özellikle önemlidir, çünkü tüm ağır elementler çekirdeklerinde ve süpernovaları aracılığıyla dövülür. Berkeley’deki California Üniversitesi’nden ortak yazar Alex Filippenko, “Bu unsurlar, bildiğimiz yaşam da dahil olmak üzere, gözlemlenebilir evrenin çoğunu oluşturuyor” diye ekledi.
Sonuçlar şurada yayınlandı: Astrofizik Dergi Mektupları.
Referans: Ori D. Fox, Schuyler D. Van Dyk, Benjamin F. Williams, Maria Drout, Emmanouil Zapartas, Nathan Smith, Dan Milisavljeviç, Jennifer E. Andrews tarafından yazılan “The Aday Progenitor Companion Star of the Type Ib/c SN 2013ge” , K. Azalee Bostroem, Alexei V. Filippenko, Sebastian Gomez, Patrick L. Kelly, SE de Mink, Justin Pierel, Armin Rest, Stuart Ryder, Niharika Sravan, Lou Strolger, Qinan Wang ve Kathryn E. Weil, 13 Nisan 2022, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac5890
Hubble Uzay Teleskobu, NASA ve ESA (Avrupa Uzay Ajansı) arasındaki uluslararası işbirliği projesidir. NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi teleskopu yönetiyor. Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü (STScI), Hubble bilim operasyonlarını yürütüyor. STScI, Washington DC’deki Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği tarafından NASA adına işletilmektedir.