NASA’nın Fermi Gama-ışını Uzay Teleskobu’ndan gelen verileri inceleyen uluslararası bir ekip, misyonun nadir, alışılmadık derecede parlak bir süpernova tespit ettiği sonucuna vardı. Araştırmacılar, patlamayı tetikleyen yıldız çöküşünde doğan süper mıknatıslanmış bir nötron yıldızından güç aldığını söylüyor.
NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi
Fermi misyonu, insanlığın evrenin nasıl çalıştığını daha iyi anlamasına yardımcı olmak için değişen evreni izleyen NASA’nın gözlemevleri filosunun bir parçasıdır.
“Yaklaşık 20 yıldır gökbilimciler Fermi verilerini aradı Binlerce süpernovadan gelen gama ışını sinyallerini araştırdık ve birkaç ilgi çekici ipucu rapor edilmiş olsa da şimdiye kadar hiçbiri kesin değildi.” Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi (CNRS) ve Paris-Saclay Üniversitesi.
A kağıt Astronomi ve Astrofizik dergisinde Çarşamba günü yayınlanan bulguları anlatıyor.
Çekirdek çökmesi süpernovaları, bir yıldızın Güneş’in kütlesinden kat kat daha fazla enerji üreten merkezinin yakıtı bittiğinde, kendi ağırlığı altında çöktüğünde ve patladığında meydana gelir. Çökme sırasında şehir büyüklüğünde bir nötron yıldızı veya daha da küçük bir kara delik oluşabilir. Bir patlama dalgası, sıcak, yoğun bir iyonize gaz bulutu olarak hızla genişleyen yıldızın geri kalanını uçurur.
Son birkaç on yılda, yaklaşık 400 istisnai çekirdek çöküşü süpernovası tespit edildi. Süper parlak süpernova olarak adlandırılan bu olayların her biri, normalde görülen görünür ışık miktarının 10 veya daha fazlasını üretti.
2024 yılında, Çin’in Hefei kentindeki Anhui Üniversitesi’nden Li Shang liderliğindeki bir araştırma, Fermi’nin Geniş Alan Teleskobu’nun, yıllar önce meydana gelen süper parlak bir süpernovadan gelen gama ışınlarını (ışığın en enerjik biçimi) görmüş olabileceğini kaydetti.
SN 2017egm olarak adlandırılan bu aşırı yüklü patlama, Büyük Ayı takımyıldızında yaklaşık 440 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan NGC 3191 galaksisinde meydana geldi. Bu mesafede bile patlama, Dünya’da bize en yakın patlamalardan biri olmaya devam ediyor.
Daha önce araştırma ekibinden Guillem Martí-Devesa, “Fermi’nin görevinin ilk 16 yılı boyunca görülen en yakın altı süper parlak süpernovadan gelen gama ışınlarını araştırdık” dedi. Trieste Üniversitesi İtalya’da ve şimdi de bir arkadaş Uzay Bilimleri Enstitüsü İspanya’nın Barselona kentinde. “Yalnızca SN 2017egm, gama ışınlarına dair kanıt gösteriyor ve bazı süpernovaların gama ışınlarında da görünür ışıkta olduğu kadar parlak olabileceğine dair daha önceki ipuçlarını doğruluyor. Bu, bu büyüleyici olayları incelemek için yeni bir pencere açıyor.”
Teorisyenler bu patlamalara ekstra etki kazandıran olası enerji kaynaklarını tartıştılar. Listenin başında, tipik nötron yıldızlarının yoğunluğunun 1000 katına kadar, bilinen en güçlü manyetik alanlara sahip bir tür nötron yıldızı olan magnetarın oluşumu yer alıyor. Bu, buzdolabı mıknatısından 10 trilyon kat daha güçlü.
Ekip, farklı teorik modellerin bunları ne kadar iyi yeniden ürettiğini karşılaştırmak için süpernovanın gözlemlenen optik ve gama ışını özelliklerinin daha derin bir analizini üstlendi. Ortak yazarlar Indrek Vurm tarafından geliştirilen bir model Tartu Üniversitesi Estonya’da ve Brian Metzger’de Columbia Üniversitesi New York City’deki bir ekip, yeni doğmuş bir magnetarın ürettiği ışığın ve parçacıkların nasıl dışarıya doğru hareket edeceğini ve süpernovanın genişleyen enkazıyla nasıl etkileşime gireceğini izledi.
Bilim insanları yeni oluşan bir magnetarın saniyede birkaç yüz kez dönmesini bekliyor. Bu hızlı dönüş, enerjik parçacıklardan oluşan geniş bir bulut oluşturan, onların antimadde muadilleri olan elektronların ve pozitronların güçlü bir çıkışına neden olur.
Bu bulutun içinde – adı verilen magnetar rüzgar bulutsusu — çeşitli etkileşimler üretimi beslemek ve gama ışınlarının emilmesi. Örneğin, bir elektron ve bir pozitron yok olup bir çift gama ışını fotonuna dönüşebilir veya iki gama ışını çarpışıp parçacıkları oluşturabilir. Gama ışınları bu ve diğer yollarla süpernova kalıntılarıyla etkileşime girer. Doğrudan kaçamadıkları için yeniden işlenirler ve süpernovaya ekstra parlaklık artışı sağlayan daha düşük enerjili görünür ışığa dönüşürler.
Acero, “Çöküşten yaklaşık üç ay sonra, süpernova kalıntıları genişleyip soğudukça, gama ışınları dışarı sızmaya başlayabilir” dedi. “Bu magnetar modeli, süpernovanın parlaklığını ve gama ışınlarının varış süresini ilk aylarda en iyi şekilde yeniden üretiyor, ancak görünür ışığın oldukça düzensiz bir şekilde azaldığı daha sonraki zamanlarda iyileştirme için yer olduğunu görüyoruz.”
Acero ve meslektaşları, SN 2017egm’nin uzun süren sönüşü sırasında ek süreçlerin muhtemelen katkıda bulunan rol oynadığını öne sürüyor. Bunlar arasında magnetarın üzerine düşen döküntüler ve patlama dalgası ile yıldızın ölümünden yüzyıllar önce fırlattığı madde arasındaki etkileşimler yer alıyor.
Ekip ayrıca yer tabanlı yeni bir gama ışını tesisinin ne kadar iyi olduğunu da inceledi. Cerenkov Teleskop Dizisi GözlemeviSN 2017egm gibi olayları algılayabilir. Yaklaşık 50 saatlik gözlem süresiyle, benzer bir süpernovanın yaklaşık 500 milyon ışıkyılı uzaklıkta tespit edilebileceğini söylüyorlar. SN 2017egm gibi fenomenlere ilişkin anlayışımız, bu tür tesisler ile NASA’nın evrendeki hızlı değişiklikleri izleyen uzay tabanlı gözlemevleri filosu arasındaki işbirliği sayesinde gelişecektir.
Proje bilimcisi yardımcısı Judy Racusin, “Bu makalede tartışılan magnetar merkezi motor mekanizması, magnetarlarda son 20 yılda elde edilen birçok gözlemsel ve teorik ilerlemeye dayanmaktadır” dedi. Fermi misyonu en NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi Greenbelt, Maryland’de. “Süpernovalardan gelen gama ışınlarını gözlemlemek bize onların iç işleyişini keşfetmemiz için yeni bir yol sağlayacak.”
İle Francis Reddy
NASA’nın Goddard Uzay Uçuş MerkeziGreenbelt, Md.
Medya İletişimi:
Claire Andreali
301-286-1940
[email protected]
NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi, Greenbelt, MD.
Source link
