Uluslararası bir araştırmacı ekibi, alışılmadık bir süpernovaya dair yeni gözlemler yaparak, şimdiye kadar gözlemlenmiş  metal bolluğu bakımından en fakiri yıldız patlamasını buldu.

2023ufx olarak adlandırılan bu nadir süpernova, yakındaki bir cüce galaksinin eteklerinde patlayan kırmızı bir süper dev yıldızın çekirdek çöküşünden kaynaklanmıştır.

Çalışmanın sonuçları, hem bu süpernovanın hem de keşfedildiği galaksinin gözlemlerinin düşük metalliğe sahip olduğunu, yani hidrojen veya helyumdan daha ağır elementlerden yoksun olduklarını göstermiştir.

Grubun lideri Ohio Üniversitesi’nden Michael Tucker, süpernovalar içinde üretilen metallerin yıldızların nasıl evrimleştiği ve öldüğü gibi özelliklerini belirlediğini söyledi.

Dolayısıyla bu metallerin oluşumu hakkında daha fazla bilgi edinmenin gökbilimcilere evrenin başlangıcındaki durumu hakkında çok şey söyleyebileceğini, özellikle de evrenin doğumu sırasında etrafta esasen hiçbir metalin bulunmadığını ekledi.

Tucker, “Samanyolu’nun nasıl oluştuğunu tahmin etmek isteyen biriyseniz, ilk patlayan yıldızların bir sonraki nesli nasıl tohumladığına dair iyi bir fikre sahip olmak istersiniz. Bunu anlamak, bilim insanlarına bu ilk nesnelerin çevrelerini nasıl etkilediğine dair harika bir örnek sunuyor.”

Özellikle cüce galaksiler, bilim insanlarının erken evrende görmeyi bekleyebilecekleri koşulların yararlı yerel analoglarıdır. Tucker, onlar sayesinde gökbilimcilerin ilk galaksilerin metal açısından fakir olmasına rağmen Samanyolu yakınlarındaki tüm büyük, parlak galaksilerin yıldızların patlaması ve metal içeriğinin miktarını artırması için bolca zamana sahip olduğunu bildiklerini söyledi.

Bir süpernovanın sahip olduğu metal miktarı, sahip olabileceği nükleer reaksiyon sayısı veya patlamasının ne kadar süre parlak kalacağı gibi hususları da etkiler. Ayrıca, birçok düşük kütleli yıldızın zaman zaman kara deliklere çökme riskiyle karşılaşmasının nedenlerinden biridir.

Tucker, ekibi tarafından gözlemlenen olayın düşük metalliğe sahip bulunan ikinci süpernova olduğunu, ancak bu süpernovanın en sıra dışı özelliğinin Samanyolu’na göre konumu olduğunu söyledi.

Temsili bir süper nova patlaması

Tipik olarak, gökbilimcilerin bulmayı bekleyeceği herhangi bir metal fakiri süpernova, ne kadar uzakta oldukları nedeniyle galaksimizden görülemeyecek kadar sönük olurdu.

Şimdi, James Webb Uzay Teleskobu (JWST) gibi daha güçlü araçların ortaya çıkması nedeniyle, uzak metal fakiri galaksileri tespit etmek kat kat daha kolay hale geldi. Tucker, “Yakın evrende metal açısından çok az yer var ve JWST’den önce bunları bulmak zordu” dedi.

Ancak 2023ufx’in görülmesi araştırmacılar için mutlu bir kaza sonucu oldu. Bu özel süpernovanın yeni bulunan gözlemleri, özelliklerinin ve davranışlarının çoğunun yakın galaksilerdeki diğer süpernovalardan belirgin şekilde farklı olduğunu ortaya koydu.

Örneğin, bu süpernovanın parlaklığı yaklaşık 20 gün boyunca sabit kaldı ve sonra azaldı, oysa metal açısından zengin benzerlerinin parlaklığı genellikle yaklaşık 100 gün sürerdi. Çalışma ayrıca patlama sırasında büyük miktarda hızlı hareket eden malzemenin dışarı atıldığını gösterdi, bu da patladığında çok hızlı dönmüş olması gerektiğini düşündürdü.

Tucker, bu sonucun, evrenin ilk günlerinde hızla dönen metal fakiri yıldızların nispeten yaygın olması gerektiği anlamına geldiğini söyledi.

Bu animasyonda kırmızı süper dev bir yıldızın 2023ufx benzeri bir süpernovaya dönüşmesi görülüyor.

Ekibinin teorisi, süpernovanın muhtemelen zayıf yıldız rüzgarlarına sahip olduğudur – yıldızın atmosferinden yayılan parçacık akımları – ve bu da onun bu kadar çok enerjiyi yetiştirmesine ve salmasına yol açmıştır.

Genel olarak, gözlemleri gökbilimcilerin metal açısından fakir yıldızların farklı kozmik ortamlarda nasıl hayatta kaldıklarını daha iyi araştırmaları için temel oluşturuyor ve hatta bazı teorisyenlerin süpernovaların erken evrende nasıl davrandığını daha doğru bir şekilde modellemelerine yardımcı olabilir.

Tucker, “Galaksilerin nasıl oluştuğunu ve evrimleştiğini tahmin etmek isteyen biriyseniz, isteyeceğiniz ilk şey ilk patlayan yıldızların yerel bölgelerini nasıl etkilediğine dair iyi bir fikre sahip olmaktır” dedi.

Gelecekteki araştırmalar, süpernovanın bir noktada daha büyük olup olmadığını, sadece süper kütleli bir yıldız olması nedeniyle mi yoksa henüz keşfedilmemiş bir ikili yıldız tarafından malzemelerinin mi sıyrılıp sıyrılmadığını belirlemeyi amaçlayabilir.

O zamana kadar araştırmacılar daha fazla verinin mevcut olmasını beklemeleri gerekecek. Tucker, “JWST döneminin çok başlarındayız ve galaksiler hakkında hâlâ anlamadığımız birçok şey buluyoruz. Uzun vadeli umut, bu çalışmanın benzer keşifler için bir ölçüt işlevi görmesidir.”