Evrendeki kalsiyumun yarısına yakınının (kemiklerimiz ve dişlerimiz de dahil), patlayan yıldızlardan geldiği düşünülüyor. Şimdiyse araştırmacılar, kalsiyum bakımından zengin ve son derece nadir olan bu süpernovaların yaşamlarına eşi görülmemiş türden bir bakış atmışlar.
Bu yıldız patlamalarının o kadar çok kalsiyumu nasıl çıkardığına yönelik yapılan ve daha önce hiç görülmemiş türden olan bu gözlem, uzayın derinliklerinin X-ışını ve kızılötesiyle görüntülenmesiyle elde edilmiş. Yeni detaylar, bu süreç hakkındaki bilimsel bilgi boşluğunu da epeyce dolduruyor.
15 ülkeden 67 bilim insanının katkılarını bir araya getiren son çalışma, kalsiyum bakımından zengin süpernovaların yoğun yıldızlar şeklinde yola çıktığını ve yaşamlarının sonunda hızla kütle kaybederek, gazdan oluşan bir dış katman meydana getirdiğini ileri sürüyor. Bu gaz katmanı, daha sonra patlayan malzemelerle çarpışıyor.
Northwestern Üniversitesi’nde çalışan astrofizikçi Wynn Jacobson-Galan, “Bu olaylar sayı bakımından o kadar azlar ki, kalsiyum yönünden zengin süpernovaların nasıl meydana geldiğini hiç bilmiyorduk” diyor.
“Yıldızın kritik ve gürültülü sona ulaşmadan bir ay önce neler yaptığını gözlemleyerek, daha önce keşfedilmemiş bir alanı inceledik ve kısa süreli olguların bilimi dahilinde yeni çalışma alanları ortaya çıkardık.”
SN 2019ehk adı verilen bu süpernovayı, ilk olarak amatör gökbilimci Joel Shepherd Dünya’dan yaklaşık 55 milyon ışık yılı uzaktaki Messier 100 (M100) sarmal galaksisinde tespit etmiş. Keşif yapıldıktan çok kısa süre sonra, Dünya’daki önemli teleskopların çoğu onu izliyormuş. Bu gibi kısa süreli olaylarda hız çok büyük önem taşıyor.
SN 2019ehk’nin yaydığı X-ışını ışığının parlaklığı, gökbilimciler için beklenmedik türden olmuş. Bilim insanları hemen, yıldızdan akan ve gazın dış tabakasına çarpan yüksek enerjili bir X-ışını yağmuruna baktıklarını fark etmişler. Bu durum, yıldızın döktüğü maddelere ve ne kadar madde bulunduğuna dair önemli ipuçları sağlamış.
Yaşamının sonuna gelen yıldızdan elde edilen okumalar, bilim insanlarının neler olduğunu çözmesine yardımcı olmuş: Dışarı atılan maddeler ile dıştaki gaz çemberi arasında gerçekleşen etkileşimler, yüksek miktarda sıcaklık ile basınç oluşturuyor. Yıldız ısı ve enerjisini mümkün olduğu kadar hızlı şekilde atmaya çalıştıkça, kalsiyum üreten bir nükleer tepkime meydana geliyor.
ABD’deki Ulusal Optik-Kızılötesi Gökbilim Araştırma Laboratuvarı’nda (NOIRLab) çalışan gökbilimci Regis Cartier, şöyle söylüyor: “Dev yıldızların çoğu, hayatları boyunca ufak miktarlarda kalsiyum oluşturur. Fakat SN 2019ehk gibi olaylar, görünüşe göre dev miktarlarda kalsiyum üretiyor ve bu kalsiyumu, patlama sürecinde galaksilerin içerisindeki yıldızlararası alana dağıtıyor”
“Nihayetinde bu kalsiyum, gezegensel sistemlerin oluşumuna katılıyor; Dünya’da ise bizim vücutlarımıza!”
Kalsiyum oluşumunda çok önemli oldukları için, bilim insanları bu yıldızlara bakmayı çok istemiş. Fakat bunu yapmak epey zor olmuş; hatta Hubble bile SN 2019ehk’yi ıskalamış. Yeni çalışmanın merkezinde yer alan patlama, yalnızca bir astrofizik olayında şimdiye dek yayıldığı görülen en yüksek kalsiyumu içeriyor.
Bu süpernova çeşidinin iç işleyişlerini görebilmek, yeni araştırma alanları meydana getirecek ve kemiklerimiz ile dişlerimizdeki (ve evrenin her yerindeki) kalsiyumun nasıl oluştuğunu daha iyi anlamayı sağlayacak.
Çalışma ayrıca, uluslararası bilim camiasının beraber çalışarak, çok büyük önem taşıyan bir şeyi yakalayıp kayıt altına almasını gösteren harika bir örnek niteliğinde. Joel Shepherd’in gökyüzünde tespit ettiği ilk parlak patlamadan yalnızca 10 saat sonra, elimizdeki en iyi teleskoplardan bazıları, olacakları kaydetmek üzere hazır durumdaymış.
Northwestern Üniversitesi’nde astrofizikçi olan Rafaella Margutti, “Bu olaydan önce, kalsiyum yönünden zengin süpernovaların ne olabileceği ve ne olamayacakları konusunda dolaylı bilgilerimiz vardı” diyor. “Şimdiyse, birkaç ihtimali kendimizden emin bir şekilde eleyebiliyoruz.”
Araştırma, Astrophysical Journal bülteninde yayımlandı.
Yazar: David Nield/ScienceAlert. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
