NASA-JAXA XRISM Süpernova Kalıntısında Elementsel Ödül Buldu

Bilim insanları ilk kez Japonya liderliğindeki XRISM (X-ışını Görüntüleme ve Spektroskopi Misyonu) uzay aracından elde edilen verileri kullanarak bir yıldızın enkazındaki klor ve potasyumun net bir X-ışını tespitini gerçekleştirdi.

Çöz gemideki alet XRISM"Kriz" olarak telaffuz edilen bu elementler, kısaca Cassiopeia A veya Cas A olarak adlandırılan bir süpernova kalıntısında keşfedildi. Genişleyen enkaz bulutu, kuzey takımyıldızı Cassiopeia'da yaklaşık 11.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunuyor.

Astrofizikçi Toshiki Sato, "Bu keşif, yıldızların ve Dünya'daki yaşamın ölümlerinin temel olarak nasıl bağlantılı olduğunu göstermeye yardımcı oluyor" dedi. Meiji Üniversitesi Tokyo'da. "Yıldızlar gece gökyüzünde sessizce parlıyor gibi görünüyor, ancak aktif olarak gezegenleri oluşturan ve bildiğimiz şekliyle yaşamı mümkün kılan malzemeleri üretiyorlar. Artık XRISM sayesinde, yıldızların ne zaman ve nasıl önemli ancak bulunması zor elementleri oluşturabileceği konusunda daha iyi bir fikrimiz var."

A kağıt 4 Aralık'ta Nature Astronomy'de yayınlanan sonuç hakkında. Sato, çalışmayı Kai Matsunaga ve Hiroyuki Uchida ile birlikte yönetti. Kyoto Üniversitesi Japonya'da. JAXA (Japonya Havacılık ve Uzay Araştırma Ajansı) XRISM'i NASA ile işbirliği içinde ve katkılarıyla birlikte yönetiyor ESA (Avrupa Uzay Ajansı). NASA ve JAXA ayrıca Resolve cihazını da ortak olarak geliştirdi.

Yıldızlar, evrendeki hidrojen ve helyumdan daha ağır olan elementlerin hemen hemen tamamını nükleer reaksiyonlar yoluyla üretirler. Isı ve basınç, karbon gibi daha hafif olanları neon gibi giderek daha ağır olanlara dönüştürerek yıldızların iç kısımlarında soğan benzeri malzeme katmanları oluşturur.

Nükleer reaksiyonlar aynı zamanda patlayıcı olaylar sırasında da meydana gelir. süpernovaYıldızların yakıtı bittiğinde, çöktüğünde ve patladığında meydana gelir. Enkazdaki element bolluğu ve yerleri, yüzlerce veya binlerce yıl sonra bile bilim insanlarına yıldız ve onun patlaması hakkında bilgi verebilir.

Oksijen, karbon ve neon gibi bazı elementler diğerlerinden daha yaygındır ve tespit edilmesi ve yıldızın yaşamının belirli bir bölümüne kadar izlenmesi daha kolaydır.

Klor ve potasyum gibi diğer elementler ise bulunması daha zor. Bilim adamlarının onlar hakkında daha az verisi olduğundan yıldızın neresinde oluştuklarını modellemek daha zor. Bu daha nadir elementler Dünya'daki yaşamda hâlâ önemli roller oynuyor. Potasyumörneğin vücudumuzdaki hücrelerin ve kasların çalışmasına yardımcı olur, bu nedenle gökbilimciler onun kozmik kökenlerinin izini sürmekle ilgileniyorlar.

Kabaca dairesel olan Cas A süpernova kalıntısı, yaklaşık 10 ışıkyılı genişliktedir, 340 yaşın üzerindedir ve merkezinde, orijinal yıldızın çekirdeğinin kalıntıları olan süper yoğun bir nötron yıldızı vardır. NASA'nın teknolojisini kullanan bilim insanları Chandra X-ışını Gözlemevi daha önce vardı tanımlanmış Cas A'da demir, silikon, kükürt ve diğer elementlerin izleri.

Ekip, diğer elementleri ararken kalıntıya Aralık 2023'te iki kez bakmak için XRISM gemisindeki Resolve cihazını kullandı. Araştırmacılar, kalıntının beklenenden çok daha yüksek oranlar içerdiğini belirleyerek klor ve potasyum izlerini seçebildiler. Resolve ayrıca daha önce olası bir fosfor belirtisi de tespit etti. keşfedildi Cas A'da kızılötesi görevlerle.

NASA'nın XRISM proje bilimcisi Brian Williams, "Resolve'nin yüksek çözünürlüğü ve hassasiyeti bu tür ölçümleri mümkün kılıyor" dedi. Goddard Uzay Uçuş Merkezi Greenbelt, Maryland'de. "XRISM'in yeteneklerini diğer görevlerin yetenekleriyle birleştirmek, bilim adamlarının evrendeki yaşamın oluşumu için çok kritik olan bu nadir elementleri tespit etmesine ve ölçmesine olanak tanıyor."

Gökbilimciler yıldız aktivitesinin yıldız patlamadan önce yıldızın içindeki nükleer füzyon katmanlarını bozmuş olabileceğini düşünüyor. Bu tür bir karışıklık, yıldızın içinde klor ve potasyumun bol miktarda oluştuğu koşulları yaratan kalıcı, büyük ölçekli malzemenin çalkalanmasına yol açmış olabilir.

Bilim insanları ayrıca Resolve gözlemlerini Chandra tarafından çekilen Cas A görüntüsü üzerine eşleştirdiler ve elementlerin kalıntının güneydoğu ve kuzey kısımlarında yoğunlaştığını gösterdiler.

Chandra'nın verilerine göre, bu orantısız dağılım yıldızın patlamadan önce altta yatan asimetrilere sahip olduğu anlamına gelebilir. belirtilen Bu yılın başlarında Sato'nun önderlik ettiği bir çalışmada.

Araştırmanın ortak yazarlarından astrofizikçi Paul Plucinsky, "Bu daha nadir elementlerin iyi bir istatistiksel hassasiyetle ölçümlerini yapabilmek, süpernova öncesi ve sırasında yıldızlarda meydana gelen nükleer füzyonu anlamamıza gerçekten yardımcı oluyor" dedi. Astrofizik Merkezi | Harvard ve Smithsonian Cambridge, Massachusetts'te. "Önemli bir parçanın asimetri olabileceğinden şüpheleniyorduk ve artık durumun böyle olduğuna dair daha fazla kanıtımız var. Ancak yıldızların nasıl patladığı ve tüm bu unsurları kozmosa nasıl dağıttığı konusunda hâlâ anlamadığımız çok şey var."

İle Jeanette Kazmierczak
NASA'nın Goddard Uzay Uçuş MerkeziGreenbelt, Md.

Medya İletişimi:
Claire Andreali
301-286-1940
NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi, Greenbelt, MD.