Çift tepeli süpernovalar, süpernova öncesi patlamalara dair ipuçları sunuyor

Yeni araştırmalar, büyük kütleli yıldızların evrimini ve son aşamalarını, ikili etkileşimlerin rolünü ve kütle kaybının ardındaki mekanizmaları anlamaya yardımcı olur; bu da sonuçta ortaya çıkan süpernovanın ve onun kalıntılarının özelliklerini etkiler. Bu çalışma ayrıca farklı öncül kütleler ve farklı kütle kaybı türlerine yol açabilecek senaryolar hakkında fikir vererek büyük kütleli yıldızların yaşam döngülerini yöneten karmaşık süreçlere ışık tutar.

Araştırmacı grubu, bu öncüllerin fiziksel özellikleri üzerinde kısıtlamalar sunuyor ve olası kütle kaybı mekanizmalarını öne sürerek yıldız evrimi ve süpernova çeşitliliğinin anlaşılmasını artırıyor.

SUNY Politeknik Enstitüsü’nde Fizik Yardımcı Doçenti olan Dr. Shing-Chi Leung, Zwicky Transient Facility (ZTF) ekibiyle ortak bir araştırma projesinde “Probing Presupernova Mass Loss in Double-peaked Type Ibc Supernovae from the Zwicky Transient Facility” başlıklı makalenin yazarlarından biriydi. ZTF, Palomar, California’da inşa edilmiş bir teleskop olup, öncelikli olarak California Teknoloji Enstitüsü’ndeki (CalTech) araştırmacılar tarafından bakımı yapılmaktadır.

Makale şu şekildedir: yayınlandı içinde Astrofizik Dergisive proje CalTech lisansüstü öğrencisi Kaustav K. Das tarafından yönetildi.

Süpernovalar yıldızların patlamasıdır. Atalarına bağlı olarak, parlaklıkları patlamadan sonraki 20-100 gün içinde tam parlaklığına ulaşabilir ve sonra karanlık gökyüzünde tekrar sönebilir.

Geleneksel olarak, gökbilimciler gece gökyüzü görüntüsünü bir referans görüntüyle karşılaştırmalı ve süpernova adayı olabilecek açıklanamayan parlak noktaları aramalıdır. Daha sonra gökbilimciler süpernova optik sinyallerinin ayrıntılı evrimini kaydetmek için takip gözlemleri gerçekleştirir. Süreç otomatik olmadığı için yavaş olabilir ve uzun tepki süresi hızlı evrimleşen nesneleri gözden kaçırabilir.

Zwicky Transient Factory, bu zorluğu otomatik gerçek zamanlı veri indirgeme hattı, özel bir fotometrik takip teleskopu ve tespit edilen tüm astronomik kaynakların tam bir arşivi ile çözmek üzere tasarlanmıştır. Bu, gökyüzündeki geçici olayların yakalanması, sınıflandırılması ve analizinin sürekli olarak yapılmasını sağlar. 2017’de ZTF’nin fırlatılmasından bu yana teleskop yaklaşık 9.000 süpernova tespit etti.

Yeni keşfedilen çok sayıda süpernova ile yeni bir süpernova sınıfı ortaya çıktı. Bu süpernovalar, ejecta’da hidrojen veya silikon içermez (diğer adıyla Tip Ib/c süpernovaları) ve parlaklığında belirgin bir çift tepe özelliği vardır, burada ilk tepe patlamadan yaklaşık 10 gün sonra hemen ortaya çıkar.

Normal süpernovalar, tüm patlama boyunca parlaklıklarında çoğunlukla bir tepe gösterir. Çift tepe, yıldızın son patlamasından önce bir patlama evresi geçirdiğini gösterir. Patlama, yıldızın dış çevresindeki bir miktar maddeyi dışarı atan bir “mini patlama” gibidir. Patlamadan sonra, son patlama meydana gelir ve yüksek hızlı madde, daha önce dışarı atılan bu maddeyle etkileşime girerek gözlemlenen çift tepe sinyallerini oluşturur.

“Geçmişte, bu tür süpernovaların çok nadiren var olduğunu biliyorduk ancak bunların tek seferlik olaylar olup olmadığını veya bu süpernovaların arkasında sistematik bir resim olup olmadığını bilmiyorduk,” diye açıkladı Dr. Leung. “ZTF tarafından desteklenen istatistiklerle, bu tür patlamaların arkasında sağlam bir mekanizma olduğuna inanabiliriz. O zaman soru şu oluyor: Sıradan süpernovaları açıklayabiliyorken bu patlamaları açıklamak için tutarlı bir resmimiz var mı?”

Bu projede Dr. Leung, süpernova öncesi patlamanın tahmin edildiği önceki modellerini inceledi. Patlama parametresinin, Pulsational Pair-Instability Supernovae olarak bilinen daha az yaygın bir süpernova sınıfıyla tutarlı olabileceğini buldular. Ancak, bu süpernova sınıfının nadir olduğu da bilinmektedir. Dolayısıyla, bunun olay sayısıyla birlikte bu alışılmadık alt sınıfın tam açıklaması olup olmadığı tartışma konusudur.

Dr. Leung, “Sonuç henüz belirsiz olsa da, süpernovaların bir zamanlar düşündüğümüzden daha kafa karıştırıcı olabileceğini bilmek heyecan verici” dedi.

“Ve çok daha fazla veri bekliyoruz [to be] bu on yılın sonlarında kullanıma sunulacak. Rubin Gözlemevi (eski adıyla Büyük Sinoptik Araştırma Teleskobu) 2025’te konuşlandırılacak ve topluluk yaklaşık 10 kat daha fazla süpernova tespit etmeyi bekliyor. Bu kadar önemli miktarda yeni veri, süpernova fiziği ve bu tuhaf nesneler hakkında daha az bilinen tarafı ortaya çıkarmak için kesinlikle yeni fikirler sağlayacaktır.”