Bu süpernova iki kez mi patladı?

Tüm süpernovalar patlayan yıldızlardır. Ancak bir süpernova patlamasının doğası oldukça değişkendir. Tip 1a süpernova adı verilen bir tür, çiftlerden birinin beyaz cüce olduğu ikili bir yıldız içerir. Her tür süpernova genellikle tek bir patlamayı içerse de, gökbilimciler bu kalıbı kıran bir şey buldular: İki kez patlamış olabilecek bir Tip 1a süpernova.

Tip 1A süpernovaları, bir yıldızın beyaz cüce olduğu ve diğer yıldızın büyük bir yıldızdan başka bir beyaz cüceye kadar herhangi bir şey olduğu ikili yıldızlarda meydana gelir. Birincil beyaz cüce, ikincil yoldaşından malzeme çekerken, sonunda yeterli kütleyi toplar ve Chandrasekhar sınırını aşar. Bu gerçekleştiğinde, felaket niteliğinde bir patlama tetiklenir.

Ancak SN 2022joj adlı Tip 1a süpernovası bazı tuhaf davranışlar sergiliyor. Bu, yeni bir makalenin yazarlarının süpernovanın iki kez patlamış olabileceğini düşünmesine yol açtı. Üstelik patlamak için Chandrasekhar sınırını aşması gerekmiyordu.

Makalenin başlığı “SN 2022joj: İnce Helyum Kabuğuyla Potansiyel Çifte Patlama.” Henüz yayınlanmadı ve ön baskı sunucusunda mevcut arXiv. Baş yazar, UC Santa Barbara Fizik Bölümü ve Las Cumbres Gözlemevi’nden Estefania Padilla Gonzalez’dir.

Çift patlamalı yıldızlar nadirdir ancak duyulmamış değildir. Bunlar, beyaz cücenin tutuşan bir helyum tabakası biriktirmesiyle meydana gelir. Bu tür patlamalarda beyaz cüce Chandrasekhar sınırını geçmiyor ve patlama nispeten sönük oluyor. Bu tür iki kez patlayan süpernovalara alt-parlak süpernovalar denir.

Ancak çift patlamalı bir süpernovanın sinyalini veren yalnızca loşluk değildir. Kırmızı ışığın maksimum parlaklığından 11 gün önce ortaya çıktığı alışılmadık bir ışık eğrisine sahiptir. Bu zirveden sonra daha tipik bir Tip 1a süpernovasına benzemektedir. Bu, spektroskopinin diğer yönleriyle birleştiğinde, yeni makalenin yazarlarının Sn 2202joj’un çifte patlamaya maruz kalmış olabileceğini düşünmesine yol açtı.

Evrimlerinin farklı aşamalarında, farklı yıldız türleri farklı kimyasal elementlerden oluşan katmanlara veya kabuklara sahip olabilir. Beyaz cüceler de farklı değildir ve helyum veya hidrojenden oluşan dış kabuklara sahip olabilirler. Beyaz cücelerin büyük çoğunluğu bir hidrojen kabuğuna veya atmosferine sahiptir.

Bu çalışmanın yazarları, Sn 2202joj’un helyumdan oluşan bir dış kabuğuna sahip olduğunu öne sürüyor. Bu durumda, beyaz cücenin yoldaş yıldızının dış helyum kabuğu vardır ve 2202joj, kendi helyum kabuğunu oluşturmak için bu helyumun bir kısmını çekmiştir. Bu, yıldızın iyi bilinen Chandrasekhar sınırını aşmamasına rağmen bir helyum patlamasını tetikleyebilir. Önemli bir nokta, bu helyum patlamasının başka bir element yaratmasıdır: 56Ni adı verilen bir Nikel izotopu. Bu nikelin tamamı yıldızın spektrometresinde görülebilmektedir.

Helyum kabuğu patladığında sadece 56Ni sentezlemekle kalmıyor. Beyaz cüceye güçlü bir şok dalgası gönderiyor. Bu şok yıldızın içinde başka bir patlamayı tetikleyebilir ve doğa bu şekilde çift patlamalı bir süpernova yaratır.

Yazarlara göre süpernovadan elde edilen spektroskopi bu açıklamayı destekliyor. “Spektroskopik olarak, SN 2022joj ile beyaz cüce kütleleri yaklaşık 1 M olan çift patlamalı modeller arasında güçlü bir uyum buluyoruz_⊙ ve 0,01 ile 0,02 M arasında ince He-kabuk_⊙,” Onlar yazar.

Işık eğrileri astrofizikçilere bir yıldızda neler olup bittiği hakkında çok şey anlatır. Bu da farklı değil ve SN 2202joj’un ışık eğrisi, onu inceleyen gökbilimcilerden oluşan ekibe pek çok şeyi ortaya çıkardı. Tipik olarak Tip 1a süpernovanın ışık eğrisi şuna benzer.

Ancak SN 2202joj’un ışık eğrisi normal Tip 1a SN’den farklıdır. İki ayrı zirvesi var ve ilki aşırı derecede kırmızı, ardından hızla düşüyor ve maviye doğru kayıyor.

Aşağıdaki görüntü, SN 2202joj’un ışık eğrisini diğer SNe’nin ışık eğrileriyle ve farklı çift patlamalı SNe modelleriyle karşılaştırmaktadır. Bu görüntüde çok fazla veri var ama bakmaya değer.

Araştırmacılar bunun çift patlamalı bir SN olduğundan %100 emin değiller. İlk kırmızı renkler iki patlamanın meydana geldiğini gösteriyordu, ancak diğer kanıtlar aynı fikirde değil. “Ancak SN 2022joj’daki bulutsu spektrum bileşimi, çift patlama beklentilerinden sapıyor” diye yazıyorlar. Bulutsu spektrumları, çift patlamanın açıklayamayacağı kadar güçlü Fe III emisyonları içeriyor.

“Çift patlama modellerinin bulutsu spektrumunu açıklayıp açıklayamayacağını test etmek için görüş açısı efektleri dahil olmak üzere daha ayrıntılı modelleme gereklidir” sonucuna vardılar.

Süpernovalar nadir de olsa doğada önemli bir rol oynarlar. Metalleri sentezlerler ve patladıklarında bunları uzaya yayarlar. Onlar olmasaydı bizimki gibi kayalık gezegenler olmazdı. Tip 1a süpernovaları evrende oynadıkları spesifik rolden dolayı önemlidir. Bilim insanları titanyumdan çinkoya kadar demir grubundaki elementlerin büyük çoğunluğunu sentezlediklerini düşünüyor.

Doğa, uzayda her türlü büyüleyici şeyi yaratır ve patlayan yıldızlar en hayranlık uyandıranlardan bazılarıdır. Yıldızlar muazzam miktarda madde içerir ve biri patladığında süpernova kısa sürede çok büyük miktarda enerji açığa çıkarır. Bu nesnelerin dikkatimizi çekmesi çok doğal.