SETI Enstitüsü, James Webb Uzay Teleskobu’ndan (JWST) süpernova püskürmesindeki moleküllerin ve tozun oluşumu ve yok oluşuna ışık tutan yeni sonuçları duyurdu. Bu gözlemler, Dünya’dan yaklaşık 11.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunan, Samanyolu’ndaki bilinen en genç çekirdek çöküşü süpernovası olan süpernova kalıntısı Cassiopeia A’dan (Cas A) alınmıştır.
Yeni JWST verileri, erken Evren’deki, özellikle de Büyük Patlama’dan 300 milyon yıl sonra teleskopla keşfedilen galaksilerdeki toz oluşumuna ilişkin anlayışı değiştiriyor. Daha önce tozun, modern galaksilerdeki asimptotik dev dal (AGB) üzerindeki orta kütleli yıldızlardan oluştuğu düşünülüyordu. Ancak çalışmanın bulguları, Cas A’yı oluşturan süpernovanın uzak, yüksek kırmızıya kayma galaksilerindeki önemli toz kaynakları olabileceğini gösteriyor.
Çalışmayı yöneten SETI Enstitüsü araştırmacılarından Dr. Jeohghee Rho şunları söyledi: “JWST’nin yakın kızılötesi spektroskopisinde emisyonun ne kadar parlak tespit edildiğini görmek şaşırtıcı, temel CO çizgilerinin birkaç düzine sinüzoidal desenini gösteriyor. Desenler sanki yapay olarak yaratılmış gibi görünüyor.”
Çalışma, moleküler CO oluşumunun açıklığa kavuşturulmasına yardımcı oldu: veriler, dış katmanlarda argon gazından daha fazla CO gazı olduğunu gösteriyor, bu da arka dalgadan sonra CO moleküllerinin yeniden oluştuğunu gösteriyor. Bu veriler bir süpernova patlamasından sonra soğuma ve toz oluşumu süreçlerini anlamak için önemlidir. JWST verileri, CO moleküllerinin parlamanın ardından yeniden oluştuğunu ve hatta emisyondaki tozun yok edilmesini önleyebileceğini gösteriyor.
Cas A’daki iki önemli bölgenin NIRSpec-IFU spektrumları aracılığıyla yapılan ayrıntılı spektroskopi, element oluşumundaki farklılıkları ortaya koymaktadır. Her iki alan da güçlü CO gazı sinyallerine sahiptir ve argon, silikon, kalsiyum ve magnezyum gibi çeşitli iyonize elementler içerir.
Ayrıca CO gazı emisyonlarına dayanan bir çalışma, incelenen bölgelerin sıcaklığının yaklaşık 1080 K olduğunu gösteriyor. Bu, süpernovalarda tozun, moleküllerin ve yüksek iyonize gazın nasıl etkileşime girdiğinin anlaşılmasına yardımcı oluyor. Ancak yazarlar aynı zamanda daha sıcak (4800 K) bir sıcaklık bileşeninin varlığını gösteren, CO’nun aynı anda oluştuğunu ve dönüştüğünü ima eden çizgiler de buldular. Bu kadar yüksek seviyelerdeki CO, yeni JWST spektroskopisi kullanılarak Cas A’da ilk kez tespit edildi.
Virginia Tech’ten yardımcı doçent Chris Ashall şunları söyledi: “Süpernova kalıntısında bu kadar sıcak CO2’nin gözlemlenmesi gerçekten şaşırtıcı ve CO oluşumunun patlamadan binlerce yıl sonra hala meydana geldiğini gösteriyor.”
Gözlemler, JWST’nin Yakın Kızılötesi Kamerası (NIRCam) ve Orta Kızılötesi Enstrüman (MIRI) cihazlarının yanı sıra Yakın Kızılötesi Spektrograftan (NIRSpec) ayrıntılı spektroskopi kullanılarak yapıldı.
Ekip, Cas A’nın içindeki karmaşık emisyon modellerini, argon açısından zengin emisyonları ve karbon monoksit (CO) moleküllerini haritalandırdı. Bu gözlemler, süpernova kalıntılarının yok edilmesiyle tetiklenen karmaşık süreçleri vurguluyor. CO molekülleri doğrudan toz oluşumuna yol açmasa da, sonuçta toz yoğunlaşmasına yol açan soğutma işlemlerinin ve kimyasal süreçlerin önemli göstergeleridir.
Bu çalışma mevcut teorilere yeni bakış açıları sunarken, süpernovaların erken Evren’deki toz oluşumuna ne ölçüde katkıda bulunduğuna dair tartışmalar devam ediyor. Araştırmacılar, kozmik tozun ve moleküler oluşumun doğasını daha iyi anlamak için gelecekteki gözlemler ve çalışmalar yoluyla bu olayları incelemeye devam edecekler.