Andromeda Gökadası'ndaki en parlak yıldızlardan biri, görkemli bir süpernova şöleni yaşatmadan sessizce bir kara deliğe dönüştü. Bu şaşırtıcı keşfi daha da dikkat çekici kılan, dönüşümün ilk belirtilerinin 2014 yılında kaydedilmiş olması. Bu veri, dev bir yıldızın ölümünün ardından kara deliklerin oluşabileceği farklı yolları anlamak için kritik öneme sahip.
Araştırmayı yöneten gökbilimci Kishalay De, "Bu, muhtemelen hayatımdaki en şaşırtıcı keşif oldu" diyor. "Yıldızın kaybolduğuna dair kanıtlar kamuya açık arşiv verilerinde duruyordu ve biz bulana kadar yıllarca kimse fark etmedi."
Güneş'ten birçok kat daha büyük kütleli devasa bir yıldız öldüğünde, sessizce gitmesi beklenmez. Yıldızın çekirdeğindeki nükleer füzyon, artık yerçekiminin içeri doğru çekişine karşı yeterli dış basıncı üretemediğinde, çekirdek çöker.
Bu durum, yıldızın dışına doğru büyük bir şok dalgası göndererek bir süpernova patlamasını tetikleyebilir. Bu patlama, yıldızın dış katmanlarını uzaya fırlatırken, çekirdek ya bir nötron yıldızına ya da bir kara deliğe dönüşür.
Ancak, bu dönüşümün tek yolu bu değil. Bazı senaryolarda, dışa doğru giden şok durur. Yıldızı parçalamak yerine, patlama sönük kalır ve malzeme yeni oluşan kara deliğin üzerine geri düşer. Bu, süpernovadan çok daha az dramatik bir süreç olduğundan, bunun net kanıtları nispeten nadirdir.
De, "Süpernovaları bulmak kolaydır çünkü süpernova birkaç hafta boyunca tüm galaksisini gölgede bırakır. Ancak patlama üretmeden kaybolan tekil yıldızları bulmak inanılmaz derecede zordur" diye açıklıyor.
Daha önce yalnızca bir benzer olay belgelenmişti: Yaklaşık 2010 yılında 22 milyon ışık yılı uzaklıktaki bir galakside kaybolduğu kaydedilen bir yıldız. Şimdi, Andromeda Gökadası'nın arşiv gözlemlerini dikkatle inceleyen De ve meslektaşları, bir tane daha buldular ve bu, önceki örneğe göre daha da net.
M31-2014-DS1, Güneş'in kütlesinin yaklaşık 13 katı kütleyle başlayan ve Samanyolu ile Andromeda arasındaki 2,5 milyon ışık yılı mesafeden bile parlak bir şekilde parlayan dev bir süperdev yıldızdı.
Ardından, 2014 yılında, NASA'nın NEOWISE teleskobu, yıldızın yaklaşık iki yıl boyunca parlaklığını yaklaşık yüzde 50 artırarak kızılötesi ışıktaki parlaklığını aniden artırdığını kaydetti.
Ardından, 2016 ile 2022 yılları arasında, optik dalga boylarında tamamen görünmez hale geldiği 2023 yılına kadar dramatik bir şekilde soldu.
Ancak sadece görünür ışık solmadı: Yıldızın tüm spektrumdaki toplam parlaklığı en az 10 kat azaldı. Bugün, sadece orta kızılötesi ışıkta tespit edilebilir durumda ve eski kızılötesi parlaklığının yaklaşık onda biri kadar parlıyor.
De, "Bu yıldız bir zamanlar Andromeda Gökadası'nın en parlak yıldızlarından biriydi ve şimdi hiçbir yerde görünmüyordu. Betelgeuse'un aniden ortadan kaybolduğunu hayal edin. Herkes çıldırırdı! Andromeda Gökadası'ndaki bu yıldızla da aynı türden bir şey oluyordu." diyor.
Ekibin detaylı analizi, olaylar dizisinin başarısız bir süpernovayla tutarlı olduğunu gösteriyor. İlk olarak, kızılötesi parlaklık artışı, ölen yıldızdan atılan tozun uzaya püskürtülmek yerine çevresindeki bir kozada birikmesiyle uyumludur.
Ardından, tüm spektrumdaki dramatik solma, ışık seviyelerinin tozlardan dolayı düşmediğini gösteriyor. Eğer suçlu sadece toz olsaydı, kızılötesi parlaklık düşmezdi, çünkü kızılötesi ışık toz bulutlarını delebilir.
Tüm spektrumdaki solma, yıldızın toplam enerji çıktısının azaldığını gösteriyor, bu da füzyonun durmasıyla tutarlıdır.
De, "Bu yıldızın dramatik ve sürekli solması çok sıra dışı ve bir süpernovanın gerçekleşmediğini, bunun da yıldızın çekirdeğinin doğrudan bir kara deliğe çökmesine yol açtığını gösteriyor" diyor.
"Bu kütledeki yıldızların her zaman süpernovalar olarak patlayacağı uzun zamandır varsayılıyordu. Bunun olmaması, aynı kütledeki yıldızların, muhtemelen ölen yıldızın içinde yerçekimi, gaz basıncı ve güçlü şok dalgalarının birbiriyle kaotik şekillerde etkileşime girmesi nedeniyle başarılı bir şekilde patlayıp patlamayabileceğini öne sürüyor."
Araştırmacılar, sonuçta ortaya çıkan nesnenin, yaklaşık 30 kilometre çapında bir olay ufkuna sahip, Güneş'in yaklaşık beş katı kütleye sahip bir kara delik olacağını hesapladılar.
Bu olaylar o kadar sessizce gerçekleştiği için, gökbilimcilerin sadece birkaç yıl arayla ikisini bulmuş olması iki heyecan verici şeyi akla getiriyor. Birincisi, evrenin ince detaylarını bile görme yeteneğimizin geliştiği. İkincisi ise, bu başarısız süpernovaların düşündüğümüzden daha yaygın bir yol olabileceği.
De, "Patlama olmadan devasa bir yıldızın temel olarak ortadan kaybolduğunu (ve öldüğünü) ve beş yıldan fazla kimsenin bunu fark etmediğini bilmek şok edici. Evrendeki devasa yıldız ölümlerinin envanteri hakkındaki anlayışımızı gerçekten etkiliyor. Bu tür şeylerin dışarıda sessizce olabileceğini ve kolayca fark edilmeden geçebileceğini söylüyor" diyor.
