Gökbilimciler karahindiba şeklindeki süpernovaya ve zombi yıldızına yakından bakıyor

1181’de yeni bir yıldız, kaybolmadan önce altı ay boyunca Cassiopeia takımyıldızının yakınında parladı. Yaklaşık bin yıl önce Çinli ve Japon gözlemciler tarafından “konuk yıldız” olarak kaydedilen bu olay, yüzyıllar boyunca gökbilimcilerin kafasını karıştırdı. Teleskopların icadından önce belgelenmesi gereken birkaç süpernovadan biridir. Ayrıca en uzun süre “yetim” olarak kaldı, bu da bugün görülen gök cisimlerinin hiçbirinin ona atanamayacağı anlamına geliyor.

Artık SN 1181 süpernovası olarak bilinen kalıntının izi, 2013 yılında amatör gökbilimci Dana Patchick tarafından bir yurttaş bilim insanı projesi kapsamında WISE teleskopundan alınan görüntülerin arşivini incelerken bulunan Pa 30 Bulutsusu’na kadar ancak 2021 yılında izlenebildi.

Ancak bu bulutsu tipik bir süpernova kalıntısı değil. Aslına bakılırsa, gökbilimciler, merkezin içinde hayatta kalan bir “zombi yıldızı”, yani kalıntının içinde bir kalıntı bulmaya ilgi duymuşlardı. 1181 süpernovasının, beyaz cüce adı verilen yoğun, ölü bir yıldızda termonükleer bir patlama tetiklendiğinde meydana geldiği düşünülüyor. Tipik olarak, bu tür bir patlamada beyaz cüce tamamen yok olur, ancak bu durumda yıldızın bir kısmı hayatta kaldı ve arkasında bir tür “zombi yıldız” bıraktı.

Bu tür kısmi patlamaya Tip Iax süpernova adı verilir. Daha da ilginci, bu zombi yıldızından karahindiba çiçeğinin yapraklarını andıran garip iplikçikler yayılıyordu. Şimdi, ISTA Yardımcı Doçenti Ilaria Caiazzo ve Harvard & Smithsonian Astrofizik Merkezi’nde NASA Hubble Üyesi olan başyazar Tim Cunningham, bu garip filamentlerin benzeri görülmemiş bir yakından görüntüsünü elde etti.

Bulguları belli olmak içinde Astrofizik Günlük Mektupları.

Balistik olarak genişleyen bir patlamanın 3 boyutlu modeli

Cunningham ve Caiazzo çevresindeki ekip, Caltech’in Keck Kozmik Web Görüntüleyicisi (KCWI) sayesinde bu garip süpernova kalıntısını ayrıntılı olarak inceleyebildi. KCWI, Hawaii’deki WM Keck Gözlemevi’nde, Hawaii’nin en yüksek zirvesi olan Mauna Kea yanardağının zirvesi yakınında, 4.000 metrenin üzerinde bulunan bir spektrograftır.

Adından da anlaşılacağı gibi KCWI, topluca “kozmik ağ” olarak adlandırılan, evrendeki en sönük ve en karanlık ışık kaynaklarından bazılarını tespit etmek için tasarlandı. Ayrıca KCWI o kadar hassas ve akıllıca tasarlanmış ki, görüntüdeki her piksele ilişkin spektral bilgiyi yakalayabiliyor. Aynı zamanda bir yıldız patlamasındaki maddenin hareketini de ölçerek bir süpernovanın 3 boyutlu filmine benzer bir şey yaratabiliyor. KCWI bunu, ışığın bize yaklaşırken veya uzaklaşırken nasıl değiştiğini inceleyerek yapıyor; bu, ambulans geçerken melodisini değiştiren sirenlerden bildiğimiz tanıdık Doppler kaymasına benzer bir fiziksel süreç.

Böylece, süpernova gözlemlerinde yaygın olan bir havai fişek gösterisinin yalnızca tipik statik görüntüsünü görmek yerine, araştırmacılar nebulanın ve tuhaf filamentlerinin ayrıntılı bir 3 boyutlu haritasını oluşturabildiler. Ayrıca filamentlerdeki malzemenin saniyede yaklaşık 1000 kilometre hızla balistik olarak hareket ettiğini gösterebildiler.

Cunningham, “Bu, fırlatılan malzemenin patlamadan bu yana yavaşlamadığı veya hızlanmadığı anlamına geliyor” diyor. “Böylece, ölçülen hızlardan geçmişe bakmak, patlamanın neredeyse tam olarak 1181 yılına ait olduğunu tespit etmemizi sağladı.”

Alışılmadık bir asimetrinin kanıtı

Karahindiba şeklindeki iplikçiklerin ve bunların balistik genişlemesinin ötesinde, süpernovanın genel şekli son derece sıra dışıdır. Ekip, ejektanın (filamentlerin içindeki malzemenin patlama bölgesinden uzağa fırlatılmasının) alışılmadık derecede asimetrik olduğunu gösterebildi. Bu, asimetrinin ilk patlamanın kendisinden kaynaklandığını gösteriyor. Ayrıca filamentlerin, zombi yıldızını çevreleyen bir iç “boşluğu” gösteren keskin bir iç kenara sahip olduğu görülüyor.

“Bir süpernova kalıntısının hızına ve uzaysal yapısına ilişkin ilk ayrıntılı 3 boyutlu karakterizasyonumuz, atalarımızın yüzyıllar önce gözlemlediği benzersiz bir kozmik olay hakkında bize çok şey anlatıyor. Ama aynı zamanda yeni soruları gündeme getiriyor ve gökbilimcilerin bir sonraki aşamada ele almaları gereken yeni zorluklar ortaya koyuyor.” Caiazzo. Bu yılın mayıs ayında ISTA’ya katılmadan önce ABD Caltech’te teorik astrofizik alanında Burke-Sherman Fairchild Doktora Sonrası Araştırmacısı olarak bu proje üzerinde çalışmaya başladı.