Karahindiba Şeklindeki Süpernova ve Zombi Yıldızın Sırrı Nedir?

Gök meraklıları, 1181 yılında Cassiopeia takımyıldızının yakınlarında altı ay boyunca parlayıp ardından kaybolan yeni bir yıldız gözlemledi. Yaklaşık bin yıl önce Çinli ve Japon gözlemciler tarafından "konuk yıldız" (İng: "guest star") olarak kaydedilen bu olay, yüzyıllardır astronomların kafasında soru işaretleri bırakıyordu.

Teleskopların icadından önce belgelenen az sayıdaki süpernovadan biri olan bu yıldız, çok uzun bir süre "yetim" kaldı. Bugün gördüğümüz gök cisimlerinden hiçbiri onunla ilişkilendirilemedi.

Araştırmacılar, SN 1181 süpernovası olarak bilinen bu yıldızın kalıntısını ancak 2021 yılında Pa 30 bulutsusuna kadar izleyebildi. Bulutsu, bir vatandaş bilimi projesinin parçası olarak WISE teleskobundan alınan görüntü arşivini incelerken fark edilmişti. Astronomlar, 2013 yılında amatör astronom Dana Patchick tarafından keşfedilen Pa 30 bulutsusunun SN 1181 süpernovasının kalıntısı olduğunu düşünüyordu.

Ancak bu bulutsu, sıradan bir süpernova kalıntısı değildi. Bulutsunun merkezinde hayatta kalmış bir "zombi yıldız" (İng: "zombie star") keşfetmeleri astronomları oldukça şaşırttı. Yani tam anlamıyla kalıntının içinde bir kalıntı daha vardı.

Uzmanlar 1181 süpernovasının beyaz cüce adı verilen yoğun ve ölü bir yıldızda meydana gelen termonükleer bir patlama sonucu oluştuğunu düşünüyor. Genellikle bu tür bir patlamada beyaz cüce tamamen yok olur. Ancak bu sefer yıldızın bir kısmı hayatta kalarak geriye bir çeşit "zombi yıldız" bıraktı. Bu tür kısmi patlamalara Iax tipi süpernova (İng: "type Iax supernova") denir. Daha da ilginç olan zombi yıldızdan karahindiba çiçeğinin yapraklarına benzeyen tuhaf filamentlerin yayılmasıdır.

Patlamanın 3D Modeli Nasıl Oluşturuldu?

Araştırmacılar bu tuhaf süpernova kalıntısını ayrıntılı olarak incelemek için Hawaii'deki Mauna Kea yanardağının zirvesine yakın, 4.000 metre yükseklikte bulunan W. M. Keck Gözlemevi'nde yer alan Keck Kozmik Ağ Görüntüleyicisi (İng: "Keck Cosmic Web Imager", KCWI) isimli bir spektrograftan yararlandı.

Adından da anlaşılacağı gibi, KCWI evrendeki en soluk ve karanlık ışık kaynaklarını, topluca "kozmik ağ" olarak adlandırılan yapıları tespit etmek için tasarlandı ve bir görüntüdeki her piksel için spektral bilgi yakalayabilir. Cihaz, bu sayede bir yıldız patlamasında maddenin hareketini ölçerek süpernovanın 3 boyutlu filme benzer görüntüsünü oluşturabiliyor. Bu süreç aslında bir ambulansın yanından hızla geçerken sirenlerin tonunun değişmesiyle aynı prensip olan Doppler kaymasını kullanarak işliyor. KCWI görüntüyü oluşturmak için ışığın Dünya'ya doğru veya Dünya'dan uzaklaşırken nasıl kaydığını inceliyor.

Araştırmacılar böylece süpernova gözlemlerinde sıkça karşılaşılan statik havai fişek görüntüleri yerine araştırmacılar bulutsunun ve tuhaf filamentlerinin ayrıntılı bir 3D haritasını oluşturmayı başardı. Araştırmacılar ayrıca, filamentlerdeki malzemenin yaklaşık saniyede 1.000 kilometre hızla balistik olarak hareket ettiğini de ortaya koydu. Cunningham şöyle açıklıyor:

Bu, fırlayan malzemenin patlamadan bu yana ne yavaşladığı ne de hızlandığı anlamına geliyor. Dolayısıyla, ölçülen hızlardan geriye doğru baktığımızda patlamayı neredeyse tam olarak 1181 yılına tarihlendirebildik.

Olağandışı Asimetri Nasıl Tespit Edildi?

Ekip, patlama bölgesinden dışarıya doğru yayılan filamentlerdeki malzemenin alışılmadık derecede asimetrik olduğunu ortaya çıkardı. Bu durum, asimetrinin doğrudan ilk patlamadan kaynaklandığını gösteriyor. Ayrıca ekip, filamentlerin keskin bir iç kenara sahip olduğunu ve zombi yıldızın çevresinde bir "boşluk" oluşturduğunu da tespit etti. Caiazzo şöyle açıklıyor:

Süpernova kalıntısının hız ve uzaysal yapısını ilk kez ayrıntılı bir şekilde boyutlu olarak ortaya koyan çalışmamız, atalarımızın yüzyıllar önce gözlemlediği bu benzersiz kozmik olay hakkında bize pek çok bilgi sağlıyor. Ancak bu keşif, yeni soruları da beraberinde getiriyor ve astronomlar için çözülmesi gereken yeni zorluklar ortaya çıkarıyor.