100 milyon Güneş gücündeki Süpernova 1987a’nın 30 yıllık dönüşümü

Okuma süresi: 4 dakika

Tarihler 23 Şubat 1987’yi gösterdiğinde, gökbilimciler son 400 yılda tanık olmadıkları derecede büyük bir süpernova tespit etti. ‘Titanik süpernova’ olarak adlandırılan Süpernova 1987a (SN 1987A), keşfedildiği günü izleyen aylarda Güneş’in 100 milyon katı bir kütle saçtı. Ortaya saçtığı göz alıcı ışıkların etkisinde kalan gökbilimciler, Büyük Macellan Bulutu’nun yakınında kalan süpernovayı dikkatle incelemeye başladı.

SN 1987A’nın keşfedildiği gün ile bugün kullanılan yer ve uzay teleskopları arasındaki farklı dile getirmeye sanırım hiç gerek yok. SN 1987A gökyüzünü aydınlattığında Hubble Uzay Teleskobu bile henüz hazırlanma aşamasındaydı. Bugün Hubble’ın yanı sıra kızılötesi ve X-ray teleskopları uzayda gezinirken, 66 antenli ALMA telekop dizini gibi dev tesisler kozmik yapıları tüm detaylarıyla incelemek için kullanılıyor. Sonuç olarak, bir neslin büyümesine tanıklık etmiş olan SN1987A’nın bu süreçte nasıl değiştiğini de çok net görme şansı yakaladık.

Yeni yıldız sistemlerinin doğumunu tetikleyebilir

Gökbilimciler kendilerine on yıllardır ışık tutan 1987A’nın 30’uncu yaşını kutlamak için dünyanın dört bir yanındaki teleskoplarla elde edilen görüntülerini bir araya getirdi. Palermo Astronomi Gözlemevi’nden Salvatore Orlando’nun başını çektiği çalışmada, Hubble Uzay Teleskobu, Chandra X-ray Gözlemevi ve ALMA teleskop ağı ile yapılan gözlemler hızlandırılmış video ve animasyonlarda dönüştürüldü.

Hubble, yörüngeye gönderildiği 1990’dan bu yana SN 1987A’yı düzenli olarak gözlemledi. Chandra ise göreve başladığı 1999 yılında süpernovayı gözlem listesine eklemişti. 66 teleskobu ile tam kapasiteli gözlemlere Mart 2013’te başlayan ALMA radyo anten dizini de o tarihten bu yana SN 1987A’nın görüntülerini elde ediyor. Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi’nden Robert Kirshner’e göre ’30 yıl’ çok büyük bir önem taşıyor. SN 1987A sayesinde ‘yıldız evriminin en son basamakları ilk kez bu kadar detaylı takip edilebiliyor.’

Yer ve uzay teleskoplarından elde edilen en son veriler, SN 1987A’nın kritik bir eşiği geride bıraktığına işaret etti. Süpernova şok dalgası, yıldızın süpernova haline geçmeden önce oluşturduğu kalın gaz halkasının ötesine geçmeye başladı. Gaz halkasının oluşumu, yıldızda kopan bir fırtınanın, yıldızın kırmızı dev safhasında iken oluşturduğu daha yavaş bir fırtına ile çarpışmasıyla ortaya çıktı. Gaz halkasının ötesine ne yattığı henüz bilinmese de, yıldızın kırmızı dev olduğu zamana ait daha fazla bilgi edilmesiyle anlaşılabilecek.

https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/sn1987amodel.gif

SN 1987A’nın Chandra verilerini inceleyen ekibin başında yer alan Penn State Üniversitesi’nden Kari Frank, “Yıldızın kırmızı dev safhasından yaşadığı dönüşüm, yıldızın ölümüne uzanan hayatını daha iyi anlamamızı sağlayacak” ifadesini kullandı.

SN 1987A gibi güçlü süpernovalar, etraflarındaki kozmik materyali karıştırarak yeni yıldız ve gezegenlerin oluşumunu tetikleyebiliyor. Yeni yıldız ve gezegenlerin oluşumunda kullanılan gazlar, karbon, oksijen, nitrojen ve demir bakımından zengin oluyor. Kısaca, yaşamın oluşması için temel bileşenleri sunuyorlar. Tüm bu elementler, yıldız süpernova aşamasına gelmeden ve süpernova patlaması esnasında oluşuyor. Süpernova kalıtılarının zamanla yayılması, ölü yıldızın yakınlarındaki galaksilere yeni yıldız sistemlerinin materyallerini saçıyor. SN 1987A üzerinde devam eden incelemeler, enkazının nasıl yayıldığına dair detaylı bilgiler sunacak.

Hubble Uzay Teleskobu tarafından 1994 ile 2016 arasında çekilen fotoğraflar SN 1987A’nın gaz halkasındaki değişimi gösteriyor. [NASA]

Bugüne kadar neler öğrendik?

SN 1987A üzerinde yapılan Hubble, Chandra ve ALMA gözlemlerinde elde edilen temel bilgilerden bazıları şu şekilde:

  • Hubble gözlemleri, süpernovayı saran kalın gaz halkanın optik ışık altında parladığını gösterdi. Halkanın çapı ise yaklaşık yarım ışık yılı. Halka, yıldızın patlamasından en az 20,000 yıl önce oluşmuştu. Süpernova ile ortaya çıkan güçlü morötesi ışınlar halkaya enerji verdi ve onlarca yıldız parlamasını sağladı.
  • Hubble görüntülerinde halkanın içinde yer alan merkezi yapı, bugüne dek yaklaşık yarım ışık yılı çapına ulaştı. Süpernova kalıntısının merkezinde yer alan iki parça, birbirlerinden saatte tam 32 milyon kilometre hızla uzaklaşıyor.
  • Chandra gözlemleri, süpernovadan yayılan X-ray yayılımının 1999-2003 yılları arasında arttığını gösterdi. Bunun sebebi, süpernova patlamasında ortaya çıkan enerjinin halkayı yüklü parçacıklarla bombardımana tutması ve X-ray yayılımını tetiklemesi.
    SN 1987A’nın farklı dalgaboylarındaki gözlemlerine ait fotoğraflar. [NASA/ESA]
  • Son yıllar içinde gaz halkasının X-ray yayılımında azalma yaşandı. Şubat 2013 ile Chandra’nın en son gözlem gerçekleştirdiği Eylül 2015’e kadar düşük enerjili X-ışınlarının miktarı sabit kaldı. Aynı zamanda, gaz halkasının sol alt kısmı sönükleşmeye başladı. Bu bilgiler, süpernova şok dalgasının halkanın ötesine geçerek daha az gaz kütlesi bulunan bir bölgeye ulaştığına işaret ediyor. Kısaca, SN 1987A için bir devrin sonu gelmiş durumda.
  • 2012’den bu yana, ALMA gözlemlerinde süpernovanın parlayan kalıntıları incelendi ve kalıntıların nasıl yoğun kütleli toz yığınlarını bir araya getirdiği incelendi. Yaşam için gereken elementleri içeren dev toz kalıntılarının bir kısmı bir gün yıldızlararası uzaya ulaşacak ve yeni yıldız ile gezegenlerin oluşmasını sağlayacak.

SN 1987A gözlemleri, Evren’in ilk dönemlerindeki toz kütlelerinin benzer süpernova patlamaları ile ortaya çıktığını savunuyor.

Hubble Uzay Teleskobu kamerasından Büyük Macellen Bulutu yakınındaki SN 1987A’nın görünümü. [NASA]

Orada saklanan birileri var mı?

Gökbilimciler, SN 1987A’nın görkemli tablosunun bir yerlerinde bir karadelik veya nötron yıldızı saklandığını düşünüyor. Sebebi, SN 1987A’nın patlama esnasında nötrinolara ait parlamalar oluşturması. Bu tespit, yıldızın merkezi çökerken yoğun bir cismin oluştuğuna; bir karadelik veya nötron yıldızının ortaya çıkmış olabileceğine işaret ediyor. Ancak şu ana kadar ne Hubble, ne Chandra ne de ALMA bu cisimlere ait bir delil elde etmedi.

SN 1987A süpernovasına ait en son gözlemlerin yer aldığı araştırmalara aşağıdaki bağlantılardan ulaşabilirsiniz:

Palermo Astronomi Gözlemevi – https://arxiv.org/abs/1508.02275
Chandra X-Ray Teleskobu çalışması – http://lanl.arxiv.org/abs/1608.02160
ALMA gözlemlerinin sonuçları – https://arxiv.org/abs/1312.4086