Süpernova'dan Yayılan 'Fosil' Ateş Topları

Süpernova’dan Yayılan ‘Fosil’ Ateş Topları

Japonya ve Amerika’nın ortak kullandığı Suzaku Gözlemevi’nde yapılan iki süpernova kalıntısıyla ilgili çalışmalar, patlamaların hemen ardından ortaya çıkan yüksek sıcaklıktaki ateş toplarının daha önce hiç görülmemiş taraflarını gözler önüne serdi.  Patlamadan binlerce yıl sonra bile, bu yıldız enkazlarının içindeki gaz, Güneş yüzeyinden 10.000 kat daha sıcak kalacak.

Süpernova'dan Yayılan 'Fosil' Ateş Topları

W49B süpernova kalıntısı içerisinde, Suzaku başka bir fosil ateş topu buldu. Bunlar, İyonize olmuş demir atomlarının tekrar bir elektron bulduklarında yaydıkları X ışınları ile tespit edilmiştir. Fotoğraf, Dünya’dan alınan kızılötesi görüntüler (kırmızı ve yeşil) ile Chandra X ışını Teleskopu tarafından tespit edilen X-ışınlarının (mavi) birleştirilmiş hali.

Telif Hakkı: JAXA/NASA/Suzaku, Tom Bash and John Fox/Adam Block/NOAO/AURA/NSF

“Bu, patlamanın hemen ardından ısınmaya başlayan yeni bir tip süpernova kalıntısına kanıttır.” diyor Japonya’daki Fiziksel ve Kimyasal Araştırma Enstitüsü’nden (Institute of Physical and Chemical Research) Hiroya Yamaguchi.

Bir süpernova kalıntısı genellikle hızlı bir şekilde genişlediği için patlama sonrasında soğur. Ardından binlerce yıl boyunca çok ince yıldızlararası gazı süpürürken, tekrar yavaş yavaş ısınmaya başlar.

Yamaguchi’nin ve Kyoto Üniversitesi’nde yüksek lisans öğrencisi olan Midori Ozawa’nın önderliğindeki takım,  Suzaku Uydusu’nun hassasiyetinden yararlanarak amatör astronomların Denizanası Bulutsusu (Jellyfish Nebula) olarak bildikleri IC (Index Catalogue) 443’ün X-ışın tayfında olağandışı özellikler keşfettiler.

İkizler Takım Yıldızı’ndan yaklaşık 5.000 ışık yılı uzaklıkta yayılmış olan kalıntılar yaklaşık 4.000 yıl önce oluştu. X-ışın yayımı, bulutsunun görünen kuzey kısmında kabaca yuvarlak bir yapı oluşturdu.

Suzaku’nun X-ışın Görüntü Tayfölçeri, X-ışınlarını enerjilerine göre, bir prizmanın ışığı gökkuşağı renklerine ayırdığı gibi kullanarak ayırdı. Bu,  astronomlara üzerinde çalıştıkları bu ışınımı daha iyi araştırma fırsatı sundu.

Denizanası Bulutsusu’ndaki bazı X-ışın yayımları,  atomların çekirdeklerinin etrafında dolanan serbest elektronların hızlı hareketlerinden doğar. Aralarındaki çekim etkisi X-ışınlarından yayılan elektronların yönlerini değiştirir. Elektronlar yaklaşık 7 milyon oC karşılık gelen bir enerjiye sahiptirler.

Suzaku’nun tayfındaki bazı yapılar çok daha şaşırtıcıydı.  “Bu yapılar, bütün elektronlardan yayılan silikon ve sülfür atomlarının çok fazla miktarda olduğunu gösteriyor.” diyor Yamaguchi. Bu ‘çıplak’ çekirdek kaybettiği elektronları tekrar yakalarken X-ışınları yayar.

Fakat silikon atomundan bütün elektronları  atmak 17 milyon oC daha yüksek bir sıcaklık gerektirir, bu da sülfür atomlarında olduğundan daha sıcaktır. “Bu iyonlar bugünkü kalıntılarda oluşamazlar. Bunun yerine süpernovanın hemen ardından açığa çıkan çok yüksek sıcaklıklarla iyonların oluştuğunu görüyoruz.” diye açıklıyor Yamaguchi.

Ekip, süpernovanın nispeten yoğun bir ortamda, belki de yıldızın kendi yaptığı bir ‘kozalak’ta oluştuğunu düşünüyor.  Büyük bir yıldızın yaşlanması gibi, yıldızsal rüzgâr olarak adlandırılan malzeme yayımına başlar, gaz ve tozdan oluşan kozalaklar oluşturur.

Yıldız patladığında, şok dalgaları yoğun kozalaktan geçerken onu 55 milyon oC’ye (Güneş yüzeyinden 10.000 kat daha sıcak) kadar sıcaklığını arttırır.

Sonunda, şok dalgası gaz yoğunluğunun santimetre küp başına bir tek atomun düştüğü yoğunlukta olduğu (yaklaşık bir küp şekerin hacmi kadar) yıldızlararası uzaya doğru dağılır. Bu düşük yoğunluktaki ortam, genç süpernova kalıntısının hızla genişlemesine neden olur.

Genişleme elektronları soğutmaya başlar, ama aynı zamanda kalıntılar arasındaki gaz o kadar incelir ki parçacıklar arasındaki çarpışmalar çok az rastlanılan olaylar haline gelir. Çünkü bir atomun, bir elektronu ele geçirmesi binlerce yıl sürebilir. Bugün bile hala Denizanası Bulutsusu’ndaki en sıcak iyonlar bu durumdadır. Astronomlar bunu ‘The Astrophysical Journal’ın 1 Kasım’daki sayısında bildirmişlerdir.

“Suzaku Denizanası’nın sıcak kalbini görür.” diye ekliyor Ozawa.

Ekip, 35.000 ışık yılı uzaklıkta yer alan ve Kartal Takım Yıldızı içinde bulunan W49B olarak bilinen süpernova kalıntısında başka bir fosil ateş topu belirlemiştir. ‘The Astrophysical Journal’ın 20 Kasım’da yayınlanan sayısında, Yamaguchi, Ozawa ve meslektaşları, neredeyse tüm elektronları kopmuş iyon atomlarından yayılan X-ışın yayımını rapor ettiler. Bu iyonların oluşması için 30 milyon oC’den de daha fazla sıcaklık (ki bu kalıntılardaki elektronların sıcaklığının neredeyse iki katı) gerekiyor.

10 Temmuz 2005 tarihinde fırlatılan Suzaku, NASA ve diğer Japon ve Amerikan enstitülerin de işbirliği ile Japonya Uzay Keşif Ajansı’nın  (Japan Aerospace Exploration Agency- JAXA) bir bölümü olan Japon Uzay ve Uzay Bilimleri Enstitüsü (Japanese Institute of Space and Astronautical Science-ISAS)  tarafından geliştirildi.

Kaynak: ScienceDaily

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*