Chandra X-ışın Gözlemevi, 27 kez süpernova taklidi yapmış ve bu sayı artmaya devam eden kozmik bir sahtekarın aslında vampir bir kara delik veya nötron yıldızı tarafından beslenen sıcak, parlak ve kesinlikle kararsız bir yıldız olduğunu keşfetti.

Dev bir yıldız ömrünün sonuna ulaştığında ve çekirdeğindeki füzyon reaksiyonlarını besleyecek nükleer yakıtı tükendiğinde, süpernova patlamasıyla yok olur.

Gökbilimciler Ocak 2012’de, yaklaşık 25 milyon ışık yılı uzaklıktaki Coma Berenices takımyıldızında bulunan sarmal galaksi NGC 4559’un dış kısımlarında süpernova gibi görünen bir olayı gözlemlediklerinde tam olarak bunu bulduklarını düşündüler.

Ancak bu ‘süpernova’ taklidi cismin ışığı söndüğünde bile yıldız hâlâ oradaydı ve her 113 günde bir yeniden ışık saçmaya devam ediyordu.

Virginia Üniversitesi’nden Mojgan Aghakhanloo, “gökbilimciler 15 yıldır bu yıldızın düzenli olarak önce çok parlaklaştığını, sonra tekrar sönükleştiğini gözlemliyorlar” dedi.

Son yıllarda birkaç süpernova taklitçisi cisimler de gözlendi. Fakat, bu yıldızların tekrar tekrar sahtekarlık yapmasına neyin sebep olduğu bilinmiyordu. Chandra’nın X-ışın görüşü sayesinde, Aghakhanloo liderliğindeki gökbilimci ekibi, artık bir açıklama bulduklarını düşünüyorlar. 

Kozmik bir vampir süpernova kılığında nasıl saklandı?

Süpernova taklidi yapan yıldızın adı AT 2016blu ve bu yıldız, ‘parlak mavi değişken’ veya LBV olarak adlandırdığımız bir tür yıldızdır.

Bunlar evrendeki en büyük ve en parlak yıldızlardır ve aşırı özellikleri nedeniyle oldukça kararsızdırlar; dış katmanlarından çevre uzaya madde fırlatırken aralıklı olarak kütle kaybı yaşarlar.

Ancak, süpernovayı taklit etmek onların tipik davranışlarının bir parçası değildi, bu nedenle AT 2016blu’ya yeni bir bakış açısı gerekiyordu.

Virginia Üniversitesi’nden Núria Torres-Albà, “bu patlamaların nedenini anlamak için, yıldızın patlama anındayken gözlemleyebileceğimiz şekilde zamanlanmış X-ışın verilerine ihtiyacımız olduğunu fark ettik” dedi.

 Aghakhanloo’nun ekibine, AT 2016blu’nun en kısa sürede ortaya çıkmasını hedeflemek için Chandra’yı kullanma fırsatı verildi. Bu fırsat Mart 2026’da ortaya çıktı.

Üstte 2001-02 ve 2026 yıllarına ait Chandra görüntüleri, altta ise süpernova taklitçisi patlamaları ve bunlarla ilişkili X-ışınlarını gösteren optik ışık görüntüleri karşılaştırılmıştır.

Chandra daha önce, tesadüfen 2001 ve 2002 yıllarında NGC 4559 yönüne bakmış ve o zamanlar olağandışı bir şey fark etmemişti. Ancak bu sefer, bir başka sahte süpernova patlamasıyla aynı zamana denk gelen güçlü bir X-ışın patlaması yakaladı.

X-ışın tespiti, Aghakhanloo ve ekibinin neler olup bittiğine dair bir tablo oluşturmasına olanak sağladı. “Chandra verilerini doğru zamanda elde edene kadar, bunun neden olduğunu anlayamıyorduk” dedi.

Chandra’nın X-ışın gözlemleri, AT 2016blu’nun görünmeyen bir yoldaşı olduğunu, bu yoldaşın ya bir nötron yıldızı ya da parlak mavi değişkenin etrafında 113 günlük eliptik bir yörüngede bulunan yıldız kütleli bir kara delik olabileceğini gösterdi.

Nötron yıldızları ve yıldız kütleli kara delikler, gerçek anlamda süpernova patlaması geçirmiş dev yıldızların çekirdek kalıntılarıdır; yani AT 2016blu bir zamanlar ikili bir yıldız sistemiydi.

Mavi yıldız kozmik bir vampirin kurbanı oldu.

Bu kompakt cisim, yörüngesinde parlak mavi değişken yıldıza en yakın noktaya her ulaştığında, güçlü yerçekimiyle kararsız yıldızdan madde çekmeyi başarır. Bu da, göz kamaştırıcı patlamalarla sonuçlanan bir olaylar zincirini başlatır.

Çalınan yıldız maddesi yaralı yıldızdan uzaklaştırılıp kompakt cisme doğru sürüklenirken, nötron yıldızı veya kara deliğin etrafında o kadar hızlı dönen ve ısınan bir birikim diski oluşturur ki, X ışınları yayar. Chandra’nın gördüğü X ışınları işte bunlardı.

X ışınları muazzam büyüklükte olup, yıllar önce parlak mavi değişken yıldız tarafından fırlatılan çevredeki madde bulutunu enerjiyle doldurur. Bulut ısınır ve görünür ışıkta son derece parlak bir şekilde parlayarak bir süpernova izlenimi yaratır.

Arizona Üniversitesi’nden Nathan Smith “optik dalga boylarında tekrarlayan parlak flaşların aslında periyodik yüksek enerjili X-ışın patlamalarıyla beslendiğinden şüpheleniyorduk. Sistemi çevreleyen yoğun gaz, X-ışınları tarafından ısıtılıyor ve ardından optik bölgede parlıyor” dedi.

Bu çizimde kara deliğin bir yıldızı yuttuğu gösteriliyor.

Hesaplamalar, bu kompakt cisim tarafından her yıl en az yaklaşık 200 milyar kg malzemenin çalındığını ve muhtemelen bunun iki katı daha fazla miktarda malzemenin çalındığını gösteriyor.

Bu çok büyük bir miktardır, ancak güneşin kütlesinin sadece 800 milyonda biri kadardır. Oysa AT 2016blu’nun parlak mavi değişken yıldızının kütlesi güneşin kütlesinin en az 33 katıdır.

Bununla birlikte, bu oran, bir nötron yıldızının güvenli bir şekilde biriktirebileceği maksimum madde oranından (Eddington limiti) çok daha yüksektir.

Bu nedenle, kompakt cisim üzerine gerçekleşen madde birikiminin bu kadar aşırı enerjileri açığa çıkarması şaşırtıcı değildir.

AT 2016blu, aynı zamanda gizemli ve nadir bir astrofizik fenomeni olan ultra parlak X-ışını (ULX) kaynaklarıyla da bağlantılıdır.

ULX’leri besleyen şeyin kimliği belirsizliğini koruyor, ancak kara delikler ve nötron yıldızları gibi kompakt cisimlerin rolü listenin başında yer alır.

AT 2016blu, bir ULX olarak kabul edilebilecek kadar parlaktır; peki, süpernova taklitçilerini ULX’lerle birbirine bağlayan bir Rosetta taşı görevi görebilir mi?

Bunu söylemek için henüz çok erken; şimdiye kadar sadece bir başka süpernova taklitçisinin, bir yıldızdan çalınan ve kompakt bir cisme biriken maddeye özgü X-ışın emisyonuna sahip olduğu bulundu.

Bu da SN 2010da’dır; ancak bu durumda, eşlik eden cismin kompakt bir cisimden ziyade başka bir büyük yıldız, kırmızı bir süper dev olduğu biliniyor.