İki beyaz cücenin dramatik çarpışmasından kaynaklanan Süpernova 1181, tarihi belgeler ve son teknoloji astronominin bir karışımı yoluyla incelenmiştir. Artık Cassiopeia takımyıldızında tanımlanan kalıntılar, yakın zamanda yeniden canlanma belirtileri gösteren karmaşık bir yapıyı ortaya çıkararak, süpernova kalıntılarının davranışı ve yeniden aktif hale gelme potansiyelleri hakkında benzersiz bir bakış açısı sunmaktadır. (Sanatçının konsepti.) Kaynak: SciTechDaily.com
Tarihi belgelerde tanımlanan yakalanması zor geçici yıldızın yeni bilgisayar modeli kullanılarak yeniden yaratılması, yakın zamanda yıldız rüzgarları üretmeye başlamış olabileceğini gösteriyor.
1181’den kalma, iki çarpışan beyaz cüceden kaynaklanan bir süpernova kalıntısı, tarihi kayıtlar ve modern astronomi kullanılarak analiz edildi. Cassiopeia takımyıldızındaki keşif, yeni yıldız rüzgarlarına sahip karmaşık bir yapıyı ortaya koyuyor ve muhtemelen kalıntı yıldızın yeniden alevlendiğini gösteriyor. Bu disiplinler arası yaklaşım, yıldız olaylarının dinamiklerine dair daha derin içgörüler sağlıyor.
Sanatçının iki izlenimi Beyaz cüce yıldızların birleşip bir Tip Ia süpernova oluşturması. Tip Ia süpernovaları, iki beyaz cüce çarpıştığında meydana geldikleri için Tip Iax süpernovalarına benzerdir, ancak daha parlaktırlar ve patlama yıldızları tamamen yok eder. SN 1181 gibi, geride kalan bir beyaz cücenin olduğu Tip Iax süpernovaları daha nadirdir. Kaynak: ESO/L. Calçada
Süpernova Gizemi Ortaya Çıktı
İlk kez, 1181’de kaydedilen nadir bir süpernova türünden gizemli bir kalıntı açıklandı. İki beyaz cüce yıldız çarpıştı ve geçici bir “misafir yıldız” yarattı, şimdi süpernova (SN) 1181 olarak etiketlendi, bu yıldız Japonya’da ve Asya’nın diğer yerlerinde tarihi belgelerde kaydedildi. Ancak yıldız söndükten sonra, bir ekip 2021’de yerini belirleyene kadar konumu ve yapısı bir gizem olarak kaldı.
Şimdi, bilgisayar modellemesi ve gözlemsel analiz yoluyla araştırmacılar, nadir görülen bir durum olan kalıntı beyaz cücenin yapısını yeniden oluşturdular ve çift şok oluşumunu açıkladılar. Ayrıca, yüksek hızlı yıldız rüzgarlarının sadece son 20-30 yıl içinde yüzeyinden esmeye başlamış olabileceğini keşfettiler. Bu bulgu, süpernova patlamalarının çeşitliliğine dair anlayışımızı geliştiriyor ve galaksimiz hakkında yeni keşifler sağlamak için tarihi modern astronomiyle birleştiren disiplinler arası araştırmanın faydalarını vurguluyor.
Bu görüntüler, SNR 1181 kalıntısının iki şok bölgesini göstermektedir. Ortadaki parlak beyaz, beyaz cücedir. Kaynak: 2024 T. Ko, H. Suzuki, K. Kashiyama ve diğerleri/The Astrophysical Journal
Tarihsel Bağlam ve Gözlemler
Yıl 1181 ve Japonya’da Genpei Savaşı (1180-1185) yeni başladı. Bu, siyasi gücün aristokrat ailelerden, günümüz Tokyo’sunun yakınlarındaki kıyı kenti Kamakura’da kurulacak olan yeni askeri tabanlı şogunluğa kaymasına yol açacaktır. Bu çalkantılı dönemin kaydı, Azuma Kagami’de bir günlük formatında derlenmiştir. Sadece insanların hayatlarını ve önemli olayları (değişen kesinlik), ancak yeni bir yıldızın görünümü de dahil olmak üzere diğer günlük gözlemler.
“Japonya, Çin ve Kore’deki tarihi kayıtlarda bu geçici konuk yıldıza dair birçok anlatım var. Yıldızın parlaklığı zirvedeyken, Satürn‘s. Yaklaşık 180 gün boyunca çıplak gözle görülebildi, ta ki giderek görüş alanından kaybolana kadar. SN 1181 patlamasının kalıntıları artık çok eski, bu yüzden karanlık ve bulunması zor,” diye açıkladı baş yazar Takatoshi Ko, Tokyo Üniversitesi Astronomi Bölümü’nde doktora öğrencisi.
Bu çizim, karbon-oksijen bazlı beyaz cüce ve oksijen-neon beyaz cücenin birleşmesiyle oluşan SNR 1181 kalıntısının evrimini, iki şok bölgesinin oluşumuna kadar göstermektedir. Kaynak: 2024 T. Ko
SNR 1181’in Keşfi ve Analizi
Süpernova kalıntısı (SNR) 1181 olarak adlandırılan bu konuk yıldızın kalıntısının, iki aşırı yoğun, Dünya büyüklüğündeki yıldızın, yani beyaz cücelerin çarpışmasıyla oluştuğu bulundu. Bu, arkasında tek, parlak ve hızlı dönen bir beyaz cüce bırakan, Tip Iax süpernovası adı verilen nadir bir süpernova türü yarattı. Tarihi belgede belirtilen konumuyla ilgili gözlemlerin yardımıyla, modern astrofizikçiler nihayet 2021’de Cassiopeia takımyıldızına doğru bir bulutsuda yerini belirlediler.
Nadir doğası ve galaksimizdeki konumu nedeniyle SNR 1181 çok sayıda gözlemsel araştırmanın konusu olmuştur. Bu, SNR 1181’in iki şok bölgesinden, bir dış bölgeden ve bir iç bölgeden oluştuğunu ileri sürmüştür. Bu yeni çalışmada, araştırma grubu bu gözlemleri açıklamak için en son X-ışını verilerini analiz ederek teorik bir bilgisayar modeli oluşturmuş ve bu süpernova kalıntısının daha önce açıklanamayan yapısını yeniden oluşturmuştur.
Süpernova Özelliklerini Anlamadaki Zorluklar
Asıl zorluk, geleneksel anlayışa göre, iki beyaz cücenin bu şekilde çarpıştığında patlayıp yok olması gerektiğiydi. Ancak bu birleşme geride bir beyaz cüce bıraktı. Dönen beyaz cücenin, oluşumundan hemen sonra bir yıldız rüzgarı (hızlı akan bir parçacık akışı) yaratması bekleniyordu. Ancak araştırmacıların bulduğu şey başka bir şeydi.
Ko, “Rüzgar SNR 1181’in oluşumundan hemen sonra esmeye başlasaydı, iç şok bölgesinin gözlemlenen boyutunu yeniden üretemezdik,” dedi. “Ancak, rüzgarın başlangıç zamanını değişken olarak ele alarak, SNR 1181’in gözlemlenen tüm özelliklerini doğru bir şekilde açıklamayı ve bu yüksek hızlı rüzgarın gizemli özelliklerini çözmeyi başardık. Ayrıca, sayısal hesaplamalar kullanarak her şok bölgesinin zaman evrimini aynı anda izleyebildik.”
Gelecekteki Araştırmalar ve Disiplinlerarası Katkılar
Ekip, hesaplamalarına göre rüzgarın çok yakın bir zamanda, son 20-30 yıl içinde esmeye başlamış olabileceğini bulduğunda çok şaşırdı. Bunun, beyaz cücenin tekrar yanmaya başladığını, muhtemelen 1181’de görülen patlamadan çıkan bazı maddelerin yüzeyine geri düşerek yoğunluğunu ve sıcaklığını yeniden yanma eşiğinin üzerine çıkardığını gösteriyor olabileceğini öne sürüyorlar.
Bilgisayar modellerini doğrulamak için ekip, ABD’nin New Mexico eyaletinin merkezinde bulunan Çok Büyük Dizi (VLA) radyo teleskopunu ve ABD’nin Hawaii eyaletindeki 8,2 metre sınıfındaki Subaru Teleskobu’nu kullanarak SNR 1181’i daha fazla gözlemlemeye hazırlanıyor.
Ko, “Süpernova kalıntılarının yaşını veya patlama anındaki parlaklığını arkeolojik perspektiflerden belirleme yeteneği, modern astronomi için nadir ve paha biçilmez bir varlıktır,” dedi. “Bu tür disiplinlerarası araştırmalar hem heyecan vericidir hem de astronomik fenomenlerin yeni boyutlarını ortaya çıkarmak için çeşitli alanları birleştirmenin muazzam potansiyelini vurgular.”
Referans: “IRAS 00500+6713 için Dinamik Bir Model: Çift Dejenerasyonlu Birleşme Ürünü WD J005311’i Barındıran Bir Tip Iax Süpernova SN 1181’in Kalıntısı” Takatoshi Ko, Hiromasa Suzuki, Kazumi Kashiyama, Hiroyuki Uchida, Takaaki Tanaka, Daichi Tsuna, Kotaro Fujisawa, Aya Bamba ve Toshikazu Shigeyama tarafından, 5 Temmuz 2024, The Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad4d99
Finansman: Bu araştırmada, Astrofizik Bilimi Bölümünün bir hizmeti olan Yüksek Enerji Astrofiziği Bilim Arşivi Araştırma Merkezi (HEASARC) tarafından sağlanan verilerden ve yazılımlardan yararlanılmıştır. NASA/GSFC. Bu çalışma Japonya Bilim Teşvik Derneği Bilimsel Araştırma Destek Hibeleri (KAKENHI) tarafından finansal olarak desteklenmiştir. Hibe Numaraları JP24KJ0672(TK), JP21J00031 (HS), JP24K00668 (KK), JP20K04010 (KK), JP20H01904 (KK), JP22H00130 (KK), JP22H01265 (HU), JP19H01936 (TT), JP21H04493 (TT), JP20K14512 (KF), JP23H01211 (AB), JP22K03688 (TS), JP22K03671 (TS) ve JP20H05639 (TS). DT, California Teknoloji Enstitüsü’ndeki Sherman Fairchild Doktora Sonrası Bursu tarafından desteklenmektedir. TK, RIKEN Junior Araştırma Ortağı Programı tarafından desteklenmektedir.