Süpernovaya dönüşmeden önceki yıl, artık SN 2023ixf olarak bilinen kırmızı süperdev yıldız, Güneş’in kütlesine eşdeğer miktarda beklenmedik miktarda kütle saçtı. Bu sanatçının çizimi, yıldız patlamadan önce kütle kaybının son aşamalarının nasıl görünebileceğini gösteriyor. Kredi bilgileri: Melissa Weiss/CfA
Yakın zamanda keşfedilen bir süpernovada patlama öncesi aşırı kütle kaybına ilişkin kanıtlar, bir yıldızın yaşamının son yılında önceden düşünülenden daha fazla olay olabileceğini gösteriyor.
Yakınlarda yeni keşfedilen bir süpernovanın patlamasından önceki yıl yıldızı güneş kütlesinin tamamına kadar madde fırlattı ve yıldız evriminin standart teorisine meydan okuyor. Yeni gözlemler gökbilimcilere bir yıldızın ölümü ve patlamasından önceki son yılda neler olduğuna dair fikir veriyor.
Çekirdek Çöküşü Süpernovası ve SN 2023ixf
SN 2023ixf, Mayıs 2023’te Japonya’nın Yamagata kentinden amatör gökbilimci Kōichi Itagaki tarafından atası veya köken yıldızının patlamasından kısa bir süre sonra keşfedilen yeni bir Tip II süpernovadır. Fırıldak Gökadası’nda yaklaşık 20 milyon ışıkyılı uzaklıkta yer alan SN 2023ixf’nin Dünya’ya yakınlığı, süpernovanın aşırı parlaklığı ve genç yaşı, süpernova patlamalarında büyük yıldızların ölümünü inceleyen bilim adamları için onu gözlemlenebilir verilerden oluşan bir hazine haline getiriyor.
Tip II veya çekirdek çöküşü süpernovaları, kırmızı süperdev yıldızların Güneş’in kütlesinin en az sekiz katı ve yaklaşık 25 katı kadar kütlesinin kendi ağırlıkları altında çöküp patlamasıyla ortaya çıkar. SN 2023ixf, Tip II tanımına uysa da, Astrofizik Merkezi | Harvard ve Smithsonian (CFA) ve geniş bir yelpazedeki CfA teleskoplarını kullanarak, yeni ve beklenmedik davranışları ortaya çıkardı.
On yıl içindeki en yakın Tip II süpernovalardan biri ve bugüne kadarki en parlaklar arasında yer alan SN 2023ixf, bu yılın başlarında Japonya’nın Yamagata kentinden amatör gökbilimci Kōichi Itagaki tarafından keşfedilen genç bir süpernovadır. Bu sanatçının çizimi, SN 2023ixf’nin, gökbilimcilerin daha önce görmediği hiçbir şeye benzemeyen, beklenmedik miktardaki kütle kaybının ardından meydana gelen parlak patlamasını gösteriyor. Kredi bilgileri: Melissa Weiss/CfA
Süpernovaya dönüştükten birkaç saat sonra, çekirdek çöken süpernovalar, patlamadan kaynaklanan şok dalgası yıldızın dış kenarına ulaştığında meydana gelen bir ışık parlaması üretir. Ancak SN 2023ixf, bu beklenen davranışa uymayan bir ışık eğrisi üretti. SN 2023ixf’in şok patlamasını daha iyi anlamak için, CfA doktora sonrası araştırmacısı Daichi Hiramatsu liderliğindeki bir bilim insanı ekibi, 1,5 m Tillinghast Teleskobu, 1,2 m teleskop ve MMT’den gelen verileri analiz etti. Fred Lawrence Whipple GözlemeviArizona’da bulunan bir CfA tesisi ve Las Cumbres Gözlemevi’nin önemli bir projesi olan Küresel Süpernova Projesi’nden elde edilen veriler, NASANeil Gehrels Swift Gözlemevi ve diğerleri. Bu hafta yayınlanan bu çok dalga boylu çalışma Astrofizik Günlük Mektuplarıbeklentiler ve yıldız evrimi teorisiyle keskin bir çelişki içinde, SN 2023ixf’nin şok çıkışının birkaç gün geciktiğini ortaya çıkardı.
Gecikmeli Şok Patlamasının Sonuçları
Hiramatsu, “Gecikmiş şok patlaması, yakın zamandaki kütle kaybından kaynaklanan yoğun malzemenin varlığının doğrudan kanıtıdır” dedi ve bu tür aşırı kütle kaybının Tip II süpernovalar için alışılmadık bir durum olduğunu ekledi. “Yeni gözlemlerimiz, patlamadan önceki son yılda, Güneş’in kütlesine yakın, önemli ve beklenmedik miktarda kütle kaybı olduğunu ortaya çıkardı.”
27 Haziran 2023’te, SN 2023ixf’nin öncü yıldızının patlamasından sadece bir ay sonra, CfA’nın Fred Lawrence Whipple Gözlemevi’ndeki 1,2 m’lik teleskop kullanılarak çekilen bu kompozit görüntü, her ikisini de vurgulamak için yeşil, kırmızı, yakın kızılötesi ve kızılötesi ışığı bir araya getiriyor. SN 2023ixf ve Fırıldak Gökadası. SN 2023ixf, büyük kütleli yıldızların patlamalarından beklendiği gibi galaksinin sarmal kollarından birinde yer alıyor. Kredi bilgileri: S. Gomez/STScI
SN 2023ixf, gökbilimcilerin büyük yıldızların evrimi ve onların dönüştüğü süpernovalar konusundaki anlayışını zorluyor. Bilim adamları çekirdek çöküşü süpernovalarının atomların, nötron yıldızlarının ve kara deliklerin kozmik oluşumu ve evrimi için birincil başlangıç noktaları olduğunu bilmelerine rağmen, yıldız patlamalarına yol açan yıllar hakkında çok az şey biliniyor. Yeni gözlemler, bir yıldızın yaşamının son yıllarında potansiyel istikrarsızlığa işaret ediyor ve bu da aşırı kütle kaybına yol açıyor. Bu, yıldızın çekirdeğindeki silikon gibi yüksek kütleli elementlerin nükleer olarak yakılmasının son aşamalarıyla ilgili olabilir.
İlave Gözlemler ve İşbirliği
Harvard ve CfA’da astronomi profesörü Edo Berger ve Hiramatsu’nun danışmanı, Hiramatsu’nun liderliğindeki çoklu dalga boyu gözlemleriyle birlikte, CfA’yı kullanarak süpernovanın milimetre dalga gözlemlerini gerçekleştirdi. Milimetre-altı Dizisi (SMA) Maunakea, Hawaii’nin zirvesinde. Yayınlanan bu veriler Astrofizik Günlük Mektupları, süpernova kalıntıları ile patlamadan önce kaybolan yoğun malzeme arasındaki çarpışmayı doğrudan takip etti. Berger, “SN 2023ixf tam olarak doğru zamanda patladı” dedi. “Sadece birkaç gün önce SMA ile süpernova patlamalarını incelemek için üç yıllık yeni ve iddialı bir programa başladık ve yakındaki bu heyecan verici süpernova ilk hedefimizdi.”
Berger, “Devasa yıldızların yaşamlarının son yıllarında patlama noktasına kadar nasıl davrandıklarını anlamanın tek yolu, süpernovaları çok gençken ve tercihen yakındayken keşfetmek ve ardından onları birden fazla dalga boyunda incelemektir” dedi. “Hem optik hem de milimetrik teleskopları kullanarak SN 2023ixf’yi, öncü yıldızının ölüm anına kadar ne yaptığını yeniden yapılandırmak için etkili bir şekilde bir zaman makinesine dönüştürdük.”
Amatör Gökbilimcilerin Önemi
Süpernova keşfinin kendisi ve hemen takip edilmesi, kendi arka bahçelerinde bilim yapanlar da dahil olmak üzere dünyanın dört bir yanındaki gökbilimciler için önemli bir anlam taşıyor. Itagaki, süpernovayı 19 Mayıs 2023’te Japonya’nın Okayama kentindeki özel gözlemevinden keşfetti. Itagaki ve diğer amatör gökbilimcilerden elde edilen birleştirilmiş veriler patlamanın zamanını belirledi. kesinlik iki saat içinde CfA ve diğer gözlemevlerindeki profesyonel gökbilimcilere araştırmalarında bir adım önde başlama olanağı sağlıyor. CfA gökbilimcileri, devam eden optik gözlemler konusunda Itagaki ile işbirliği yapmaya devam etti.
Hiramatsu, “Amatör ve profesyonel gökbilimciler arasındaki ortaklığın süpernova alanında uzun süredir devam eden bir başarı geleneği var” dedi. “SN 2023ixf örneğinde, Kōichi Itagaki’den SN 2023ixf’yi keşfeder keşfetmez acil bir e-posta aldım. Bu ilişki ve Itagaki’nin çalışması ve özverisi olmasaydı, büyük yıldızların evrimi ve süpernova patlamaları hakkında eleştirel bir anlayış kazanma fırsatını kaçırmış olurduk.”
Referanslar:
“Tip II Süpernova 2023ixf’nin Keşfinden İlk Ayına: Patlamadan Önceki Son Yılda Yüksek ve Değişken Kütle Kaybı” Yazan: Daichi Hiramatsu, Daichi Tsuna, Edo Berger, Koichi Itagaki, Jared A. Goldberg, Sebastian Gomez, Kishalay De, Griffin Hosseinzadeh, K. Azalee Bostroem, Peter J. Brown, Iair Arcavi, Allyson Bieryla, Peter K. Blanchard, Gilbert A. Esquerdo, Joseph Farah, D. Andrew Howell, Tatsuya Matsumoto, Curtis McCully, Megan Newsome, Estefania Padilla Gonzalez, Craig Pellegrino, Jaehyon Rhee, Giacomo Terreran, József Vinkó ve J. Craig Wheeler, 19 Eylül 2023, Astrofizik Günlük Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/acf299
“Tip II SN 2023ixf’nin Milimetre Gözlemleri: Yakın Yıldız Ortamındaki Kısıtlamalar” Yazan: Edo Berger, Garrett K. Keating, Raffaella Margutti, Keiichi Maeda, Kate D. Alexander, Yvette Cendes, Tarraneh Eftekhari, Mark Gurwell, Daichi Hiramatsu, Anna YQ Ho, Tanmoy Laskar, Ramprasad Rao ve Peter KG Williams, 10 Temmuz 2023, Astrofizik Günlük Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ace0c4