Yıldız sayımında 10.000’den fazla süpernova sayıldı

Kaliforniya’daki Palomar Gözlemevi merkezli uluslararası bir astronomi işbirliği olan Zwicky Geçici Tesisi, 2018’den beri her iki ila üç gecede bir tüm gökyüzünü taradı. Bu görevin bir parçası olarak, ZTF’nin Parlak Geçici Araştırması süpernovaları, yani muhteşem patlamalarda ölen yıldızların habercisi olan gökyüzündeki ışık parlamalarını sayıyor ve katalogluyor.

4 Aralık’ta, aralarında Washington Üniversitesi’ndeki gökbilimcilerin de bulunduğu ZTF araştırmacıları, bu yıldız olaylarından 10.000’den fazlasını tespit ettiklerini açıkladılar; bu sayı, bugüne kadar bir astronomik araştırma tarafından tespit edilen en büyük sayıdır.

Caltech’ten gökbilimci Christoffer Fremling, “Evrende trilyonlarca yıldız var ve yaklaşık her saniye bunlardan biri patlıyor” dedi. Parlak Geçici Araştırma. “ZTF, her gece bu patlamalardan yüzlercesini tespit ediyor ve bir avuç kadarının süpernova olduğu doğrulanıyor. Bunu yedi yıl boyunca sistematik olarak yapmak, bugüne kadar onaylanmış süpernovaların en eksiksiz kaydına yol açtı.”

Parlak Geçici Araştırma, şu anda dünyadaki kozmik flaşlar (aynı zamanda astronomik geçici olaylar olarak da bilinir) için birincil keşif hattıdır. ZTF, hangi geçici olayların süpernova olduğunu belirlemek için, dünya çapındaki diğer teleskopların aday geçici olaylara ilişkin takip gözlemleri yapabilmesi için daha geniş astronomi topluluğuyla gece geçici olay tespitlerini paylaşıyor.

Bu, gözlemevi teleskoplarındaki aletlerin, geçici bir nesneden gelen ışığı Dünya’dan ve diğer özelliklerden uzaklığını ortaya çıkarmak için kendi renklerine böldüğü bir spektral analizin yürütülmesini içerir.

UW’nin DiRAC Enstitüsü’nde astronomi alanında araştırma doçenti ve bilim adamı olan ZTF ekip üyesi Eric Bellm, “10.000 süpernovanın sınıflandırılması muazzam bir başarıdır ve patlayıcı geçici olaylara ilişkin benzeri görülmemiş bilimsel çalışmalara olanak sağlayacaktır” dedi. “Bu dönüm noktasına ulaşmak, ZTF keşif görüntülerinin planlanması ve işlenmesi, uyarıların insan ve makine tarafından incelenmesi ve takip spektrumlarının zamanında elde edilmesi konusunda dikkatli bir teknik çalışmayı gerektiriyordu.”

Parlak Geçici Araştırma için, Palomar’ın Samuel Oschin teleskopuna monte edilen 60 megapiksellik geniş alanlı bir kamera, her iki gecede bir görünür gökyüzünün tamamını taradı. Yeni astronomik olayları tespit etmek için gökbilimciler, gökyüzünün aynı bölümünün görüntülerini sonraki taramalardan çıkardılar. Daha sonra ZTF ekibinin üyeleri, çıkarılan görüntüleri inceledi ve Palomar’daki veya diğer gözlemevlerindeki ikinci bir teleskopla takip spektral gözlemlerini tetikledi.

Bellm, UW araştırma bilimcisi Melissa Graham ve UW astronomi profesörü ve DiRAC Enstitüsü yöneticisi Mario Jurić, Bright Transient Survey’e katkıda bulundular. Bellm, araştırma için yeni geçici olaylara ilişkin uyarıları ve planlanmış görüntülemeyi yönetti. Jurić, dünya çapındaki ekip üyelerini yeni geçici olaylar konusunda uyarmak için ZTF’nin otomatik sisteminin kurulmasına yardımcı oldu.

Daha güçlü görüntüleme teknolojileri ve yeni nesil gözlemevleri astronomiyi bir “büyük veri” çabasına dönüştürmeye devam ettiğinden, otomatik analiz hatları ve uyarı sistemlerinin geliştirilmesi bu alan için kritik öneme sahiptir. “Süpernova” terimini ilk kez ortaya atan 20. yüzyıl gökbilimcisi Fritz Zwicky, 52 yılda 120 süpernova tespit etti. ZTF’nin (adını Zwicky’den alan) yaptığı Parlak Geçici Araştırma, bu sürenin çok küçük bir bölümünde 10.000’i buldu.

Bellm, “Parlak Geçici Araştırma programı, Vera C. Rubin Gözlemevi ile yakın gelecekte yapmayı umduğumuz bilim türleri için bir örnek teşkil ediyor” dedi.

Şili’de inşaatı devam eden Vera C. Rubin Gözlemevi, her gece gökyüzünün derin görüntülerini çekecek ve ZTF’den daha fazla kozmik geçişleri tespit edecek bir görev olan Legacy Survey of Space and Time’ın (LSST) gelecekteki evi olacak. DiRAC Enstitüsü’ndeki UW bilim insanları, LSST’nin fırlatılmasına yönelik planlamaya yoğun bir şekilde dahil oldular. ZTF gibi işbirlikleri, LSST’de kullanıma yönelik yöntemlerin geliştirilmesi ve test edilmesi için bir kanıtlama alanı olmuştur.

Bright Geçici Araştırması için Graham, New Mexico’daki Apache Point Gözlemevi’nde geçici olayların takip spektral analizlerini gerçekleştirdi. Bu çabalar özellikle Palomar’da gözden kaçırılabilecek daha sönük, solan süpernovalardan bazılarını yakalamak açısından değerliydi.

Graham, “UW gökbilimcileri olarak araştırmamız için Apache Point Gözlemevi’ne erişebildiğimiz için çok şanslıyız” dedi. “Optik spektrum elde etmenin en etkili ve eğlenceli kısımlarından biri, süpernova fiziği hakkında yüzlerce sıradan nesneden daha fazlasını açığa çıkaran, tuhaf özelliklere sahip nadir geçici olaylar tarafından şaşırmaktır. Bu işin daha da büyük sayılarla nasıl yapılacağını bulmak. LSST süpernovalarının keşfi bir sonraki büyük zorluktur.”

Parlak Geçici Araştırmadaki geçici olayların çoğu, iki yaygın süpernova türünden biri olarak sınıflandırılır: Beyaz bir cücenin yakındaki başka bir yıldızdan çok fazla malzeme çalarak patladığı Tip Ia veya büyük yıldızların çöküp öldüğü Tip II. kendi yerçekimi. Bright Transient Survey’den elde edilen veriler sayesinde gökbilimciler artık yıldızların nasıl büyüyüp öldüğü ve karanlık enerjinin evrenin genişlemesine nasıl yol açtığı hakkındaki soruları yanıtlamak için daha donanımlılar.

Vera Rubin C. Gözlemevi’nin 2025’te hizmete girmesi beklenen milyonlarca süpernova daha keşfedilebilir.

Liverpool John Moores Üniversitesi’nden gökbilimci ZTF ekip üyesi Daniel Perley, “ZTF için geliştirdiğimiz makine öğrenimi ve yapay zeka araçları, Vera Rubin Gözlemevi faaliyete geçtiğinde vazgeçilmez hale gelecek” dedi. “Makine öğrenimi bilgimizi ve teknolojimizi aktarmak için Rubin ile yakın çalışmayı zaten planladık.”

ZTF önümüzdeki iki yıl boyunca gece gökyüzünü taramaya devam edecek.

Önümüzdeki iki yıl içinde ZTF’ye liderlik edecek olan Caltech astronomi profesörü Mansi Kasliwal, “ZTF ve Vera Rubin’in birlikte çalışabileceği 2025 ve 2026 dönemi, zaman alanı gökbilimcileri için harika bir haber” dedi. “Her iki gözlemevinden gelen verileri birleştiren gökbilimciler, süpernovaların neden patladığının fiziğini doğrudan ele alabilir ve yalnızca ZTF veya Rubin’in erişemeyeceği hızlı ve genç geçişleri keşfedebilirler. Gelecek konusunda heyecanlıyım.”