Astronomi dünyasında heyecan verici bir gelişme yaşandı. Bilim insanları, sönmekte olan bir yıldızın yüzeyini parçalayarak dışarı çıkan bir süpernovanın şok dalgasının şeklini ilk kez belirlemeyi başardı.
Nisan 2024'te, yaklaşık 23.6 milyon ışık yılı uzaklıktan olağanüstü erken bir zamanda gözlemlenen SN 2024ggi süpernovası, kısa süreliğine zeytin şeklinde oval bir görünüm sergiledi. Bu gözlem, süpernova oluşumunun en erken evreleri hakkındaki bazı bilinmezleri aydınlatıyor.
Eğer bu olay bir gün sonra yakalansaydı, bu detayların fark edilmesi mümkün olmayacaktı. Bu durum, süpernovaların erken tespitinin bilimsel değerini, gözlemleri anında ilgili kaynağa yönlendirebilmenin çevikliğini ve farklı gözlem tekniklerinin önemini bir kez daha ortaya koyuyor.
Yeni keşfi detaylandıran makalenin baş yazarı, bir süpernova patlamasının geometrisinin yıldız evrimi ve bu kozmik gösterilere yol açan fiziksel süreçler hakkında temel bilgiler sağladığını belirtti. Bu karmaşık süreç, devasa bir yıldızın ömrünün sonuna geldiğinde, çekirdeğindeki yakıtın tükenmesiyle başlar. Yıldızlar, çekirdeklerindeki hafif atomları birleştirerek daha ağır elementler oluşturur. Bu füzyonun ürünleri, ilk elementlerden daha düşük bir kütleye sahip olduğundan, fazladan kütle yıldızı dengede tutan dış basınca enerji olarak dönüşür.
Belirli bir kütlenin üzerindeki yıldızlarda, hafif elementlerin daha ağır olanlara dönüşümü milyonlarca yıl sürer ve çekirdeklerini demirle doldurur. Demir, füzyonun son noktasıdır. Çünkü demirden daha ağır elementler oluşturmak, salınan enerjiden daha fazla enerji tüketir. Bu durum, yıldızın dengesini sağlayan dış basıncı artık üretememesine yol açar ve bu da süpernovanın tetikleyicisidir.
Sonrasında ise her şey çok hızlı gelişir. Yıldız içe doğru çökmeye başlar ve bir şok dalgası oluşturur. Bu dalga, çekirdeğe doğru ilerler, orada geri seker ve yıldızın dış yüzeyini delen bir şekilde dışarı doğru patlar.
Bu dışarı doğru yayılan şok dalgasının, yıldızın ölmeden önceki yüzyıllarda dışarı attığı daha yavaş hareket eden gazla çarpışmasından önceki çok kısa bir zaman dilimi vardır.
Bu kısa pencere, şokun yıldız yüzeyinden geçtiği an olan şok kırılma aşamasıdır. Bu anı, saatler içinde solup giden bir ışık parlaması takip eder.
Gökbilimciler yıllar içinde bu anı farklı detay seviyelerinde birkaç kez yakalamışlardır. SN 2024ggi hakkındaki yeni gözlemleri özel kılan şey ise, Avrupa Güney Gözlemevi'nin Çok Büyük Teleskopu (Very Large Telescope) kullanılarak yapılan ve farklı dalga boylarındaki ışığın polarizasyonunu ölçen bir teknik olan spektropolarimetri yöntemidir.
Spektropolarimetri, diğer gözlem türlerinin sağlayamadığı, patlamanın geometrisi hakkında bilgi sunar, çünkü açısal ölçekler çok küçüktür. Araştırmacılar, SN 2024ggi'nin evriminin spektropolarimetrik gözlemlerine, tespit edilmesinden sadece 26 saat sonra başladılar ve bu gözlemlere günler boyunca devam ettiler. Dikkat çekici bir şekilde, gözlemleri kırılma aşamasını yakalayarak, küresel olmayan, belirli bir eksen boyunca zeytin veya futbol topu gibi şekillendirilmiş bir şok dalgası ortaya koydu.
Araştırmacılar, ilk VLT gözlemlerinin, yıldızın merkezine yakın patlama tarafından hızlandırılan maddenin, yıldızın yüzeyinden fırladığı aşamayı yakaladığını belirtti. Birkaç saat boyunca, yıldızın ve patlamasının geometrisi birlikte gözlemlenebildi ve gözlemlendi.
Süpernova gelişimine devam ettikçe, astronomlar genişleyen hidrojen açısından zengin maddede bu şekli tekrar gördüler. Bu durum, kırılma aşamasının şeklinin rastgele olmadığını, erken evrelerden sonraki evrim boyunca tanımlanmış tercihli ekseni koruyan büyük ölçekli bir mekanizma tarafından yönlendirildiğini düşündürüyor.
Ancak, şok dalgası süpernovadan önceki yüzyıllarda yıldız tarafından daha önce atılmış olan malzemeye yayıldıkça, tercihli eksen kaydı. Bu, çevredeki malzemenin patlamanın kendi ekseninden farklı bir yönelime sahip olduğunu gösteriyor.
Bu durumun ne anlama geldiği tam olarak belirsizliğini koruyor, ancak bir olasılık, yıldızın çekimsel etkisinin ölümünü şekillendirmiş olabilecek bir ikili yoldaşa (binary companion) sahip olması veya olmuş olmasıdır.
23.6 milyon ışık yılı uzaklıktan bu bilgileri çıkarabilmek oldukça etkileyici bir başarıdır.
Bu araştırma, Science Advances dergisinde yayımlandı.
