SN 1987A’nın bu Hubble Uzay Teleskobu görüntüsü, süpernova enkazının parlaklaşan halkasını gösteriyor. Yaklaşık 400 yıldır görülen en yakın süpernova patlamasıdır ve Büyük Macellan Bulutu’nda yer almaktadır. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA ve P. Challis (Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi)
Uçak izlerini parçalayan mekanizmanın aynısı, süpernova 1987A’nın kalıntılarını çevreleyen hidrojen gazı kümelerinin oluşumunda da rol oynuyor olabilir gibi görünüyor.
Fizikçiler plazmalarda akışkan yapıların neden oluştuğunu açıklamak için sıklıkla Rayleigh-Taylor kararsızlığına başvuruyor; ancak Michigan Üniversitesi’ndeki bir araştırma, süpernova 1987A’nın etrafındaki hidrojen kümeleri halkası söz konusu olduğunda hikayenin tamamının bu olmayabileceğini ileri sürüyor.
Yayınlanan bir çalışmada Fiziksel İnceleme MektuplarıEkip, Karga istikrarsızlığının, yıldızın kalıntısını çevreleyen “inci dizisini” açıklama konusunda daha iyi bir iş çıkardığını ve uzun süredir devam eden astrofiziksel bir gizeme ışık tuttuğunu savunuyor.
Çalışmanın ilgili yazarı ve çalışma sırasında makine mühendisliği alanında yüksek lisans öğrencisi olan Michael Wadas, “Bunun büyüleyici yanı, uçakların dümen suyunu kesen mekanizmanın aynısının burada da devrede olabilmesidir” dedi.
Süpernova 1987A’nın geride bıraktığı kalıntının James Webb Uzay Teleskobu tarafından çekilen yakın kızılötesi görüntüsü. “İnci dizisi” olarak bilinen hidrojen kümeleri, yıldız kalıntısının deniz mavisi merkezi çevresinde beyaz noktalardan oluşan bir halka olarak görünüyor ve süpernova şok dalgasının yaydığı enerji nedeniyle hala parlak bir şekilde parlıyor. Kümelerin sayısı, bunların oluşmasına neden olan Karga istikrarsızlığıyla tutarlıdır.
Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, CSA, Mikako Matsuura (Cardiff Üniversitesi), Richard Arendt (NASA-GSFC, UMBC), Claes Fransson (Stockholm Üniversitesi), Josefin Larsson (KTH), Alyssa Pagan (STScI)
İşyerinde Karga İstikrarsızlığı
Jet kontrillerinde, Crow dengesizliği, kanat ucu girdapları olarak bilinen, her bir kanadın ucundan çıkan spiral hava akışı nedeniyle bulutların düzgün çizgisinde kırılmalar yaratır. Bu girdaplar birbirine akarak boşluklar yaratır; egzozdaki su buharı nedeniyle bunu görebilmekteyiz. Ve Karga istikrarsızlığı, Rayleigh-Taylor’ın yapamadığı bir şeyi yapabilir: kalıntının çevresinde görülen kümelerin sayısını tahmin etmek.
Şu anda Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nde doktora sonrası araştırmacı olan Wadas, “Rayleigh-Taylor istikrarsızlığı size kümelenmelerin olabileceğini söyleyebilir, ancak bundan bir sayı çıkarmak çok zor olacaktır” dedi.
Süpernova 1987A, en ünlü yıldız patlamaları arasındadır çünkü 163.000 ışıkyılı uzaklıkta Dünya’ya nispeten yakındır ve ışığı, onun evrimine tanıklık edecek gelişmiş gözlemevlerinin var olduğu bir zamanda Dünya’ya ulaşmıştır. Bu, Kepler’in 1604’teki süpernovasından bu yana çıplak gözle görülebilen ilk süpernovadır ve bu da onu, yıldızların evrimi anlayışımızı şekillendirmede çok büyük bir rol oynayan inanılmaz derecede nadir bir astrofizik olay haline getirmektedir.
Simülasyon, solda gaz bulutunun şeklini, sağda ise girdapları veya hızla dönen akış bölgelerini gösteriyor. Her halka, bulutun evriminde daha sonraki bir zamanı temsil eder. Dönmesi olmayan, eşit bir halka olarak başlayan bir gaz bulutunun, girdaplar geliştikçe nasıl topaklı bir halkaya dönüştüğünü gösteriyor. Sonunda gaz farklı kümelere ayrılır. Katkıda bulunanlar: Michael Wadas, Bilimsel Hesaplama ve Akış Laboratuvarı, Michigan Üniversitesi
Oluşumu ve Gelecek Araştırmaları
Patlayan yıldız hakkında hala pek çok şey bilinmezken, patlama öncesinde yıldızı çevreleyen gaz halkasının iki yıldızın birleşmesinden kaynaklandığı düşünülüyor. Bu yıldızlar, süpernovadan on binlerce yıl önce mavi bir dev haline gelerek etraflarındaki boşluğa hidrojen saçıyorlardı. Halka şeklindeki gaz bulutu daha sonra yıldız rüzgarı olarak bilinen mavi devden gelen yüksek hızlı yüklü parçacıkların akışıyla sarsıldı. Kümelerin yıldız patlamadan önce oluştuğuna inanılıyor.
Araştırmacılar, rüzgarın bulutu dışarı doğru iterken aynı zamanda yüzeyde de sürükleme şeklini simüle etti; bulutun üst ve alt kısmı ortadan daha hızlı bir şekilde dışarı doğru itildi. Bu, bulutun kendi üzerine kıvrılmasına neden oldu, bu da Karga’nın istikrarsızlığını tetikledi ve onun oldukça eşit kümeler halinde parçalanarak inci dizisi haline gelmesine neden oldu. 32 tahmini, süpernova 1987A kalıntısı çevresinde gözlemlenen 30 ila 40 kümeye çok yakındır.
UM makine mühendisliği profesörü ve çalışmanın kıdemli yazarı Eric Johnsen, “Bu, bunun Crow istikrarsızlığı olduğunu düşünmemizin büyük bir parçası” dedi.
Ekip, Crow istikrarsızlığının, yıldızın etrafında, teleskop görüntülerinde en parlak görünen halkanın daha uzağında daha fazla boncuklu halka oluşumunu öngörebileceğine dair ipuçları gördü. Fotoğrafta daha fazla kümenin göründüğünü görmekten memnun oldular. James Webb Uzay TeleskobuWadas, yakın kızılötesi kameranın geçen yıl ağustos ayında piyasaya sürdüğünü açıkladı.
Ekip ayrıca, bir yıldızın etrafındaki toz gezegenlere çöktüğünde Crow istikrarsızlığının da etkili olabileceğini, ancak bu olasılığı araştırmak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç olduğunu öne sürdü.
Referans: Michael J. Wadas, William J. White, Heath J. LeFevre, Carolyn C. Kuranz, Aaron Towne ve Eric Johnsen, 13 Mart 2024, “SN1987A ve Diğer Yıldızların Ekvator Halkaları Boyunca Kümelenmenin Hidrodinamik Mekanizması”, Fiziksel İnceleme Mektupları.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.111201
Çalışma, Extreme Science and Engineering Discovery Environment tarafından sağlanan bilgi işlem kaynaklarıyla Enerji Bakanlığı tarafından desteklendi.
Araştırmanın ortak yazarları şunlardır: Makine mühendisliği alanında sırasıyla yüksek lisans öğrencisi ve yardımcı doçent olan William White ve Aaron Towne; ve sırasıyla nükleer mühendislik ve radyolojik bilimler alanında araştırma görevlisi ve doçent olan Heath LeFevre ve Carolyn Kuranz; hepsi UM’de.