NASA’nın Fermi Gamma Işını Uzay Teleskobu, evrendeki en parlak yıldız patlamalarından bazılarının nasıl enerji kazandığını nihayet ortaya koymuş olabilir. Yıllarca süren veri analizlerinin ardından uluslararası bir ekip, nadir görülen bir süper parlak süpernovanın, yıldızın çöküşü sırasında oluşan aşırı manyetik bir nötron yıldızı tarafından beslenmiş olduğuna dair güçlü kanıtlar buldu. Bu keşif, süpernovaların temel enerji kaynağı hakkındaki uzun süredir devam eden tartışmalara yeni bir kapı aralıyor.
Fermi misyonu, NASA’nın evrenin değişen olaylarını izlemek ve kozmik fenomenlerin çalışma prensiplerini anlamak için geliştirilmiş gözlem ağına dahil. Yaklaşık 20 yıldır astronomlar, Fermi’nin kayıtları içinde binlerce süpernovadan gelen gama ışını sinyallerini aradı, ancak bugüne kadar kesin bir sonuç elde edilemedi. Fransız Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi (CNRS) ve Paris-Saclay Üniversitesi’nden Fabio Acero liderliğinde yürütülen çalışma ise bu sessiz aramaya güçlü bir yanıt getirdi.
Çekirdeği çöken devasa yıldızların oluşturduğu süpernovalar, enerji kaynakları tükendiğinde çekirdeğin yerçekimi etkisiyle aniden içe çökmesiyle gerçekleşir. Bu süreç sonunda ya bir nötron yıldızı ya da bir kara delik ortaya çıkar. Dış katmanları ise yüksek sıcaklıkta ve genişleyen gaz bulutları olarak uzaya fırlatılır. Normal süpernovalardan yaklaşık 10 kat daha parlak parlayan ve “süper parlak süpernovalar” adı verilen bu nadir patlamalar, kozmik ölçekte göz kamaştırıcı ışık gösterileri sunar.
2024 yılında Çin’in Hefei kentindeki Anhui Üniversitesi’nden Li Shang ve ekibi, Fermi’nin Geniş Alan Teleskobu’nun, bu tür süpernovalardan birinden yıllar sonra gama ışını tespit etmiş olabileceğini öne sürdü. SN 2017egm adı verilen bu nesne, yaklaşık 440 milyon ışık yılı uzaklıktaki NGC 3191 galaksisinde Ursa Major takımyıldızında keşfedildi ve Dünya’dan gözlemlenen en yakın süper parlak süpernovalardan biri olarak kabul ediliyor.
Barcelona Uzay Bilimleri Enstitüsü’nden Guillem Martí-Devesa’nın açıklamasına göre, Fermi’nin ilk 16 yılı içinde görülen altı en yakın süper parlak süpernovaya yönelik yapılan aramalarda sadece SN 2017egm’den gama ışını geldiğine dair kanıt bulundu. Bu, süpernovaların sadece görünür ışıkta değil, gama ışını dalga boyunda da etkileyici parlaklık gösterebileceğini kanıtladı. Böylelikle astronomlar, bu çarpıcı kozmik olayları incelemek için yeni bir pencere açmış oldu.
Bilim dünyasında süper parlak süpernovaların bu aşırı ışığını neyin sağladığı uzun süredir tartışılıyor. Önde gelen açıklamalardan biri, evrendeki en güçlü manyetik alanlara sahip olan magnetarlar üzerine yoğunlaşıyor. Magnetarlar, normal bir nötron yıldızından yaklaşık 1000 kat daha güçlü manyetik alanlara, yani sıradan bir buzdolabı mıknatısının on trilyon katı daha kuvvetli alana sahip olabilir. Araştırmacılar, SN 2017egm’den gelen ışınları ve gama ışınlarını analiz ederek magnetarların bu tür süpernovaları nasıl beslediğini modellemeye odaklandı.
Estonya’daki Tartu Üniversitesi ve ABD’deki Columbia Üniversitesi’nden bilim insanları tarafından geliştirilen modele göre, yeni doğan bir magnetar saniyede yüzlerce kez dönebiliyor. Bu olağanüstü hız, elektronlar ve antimadde parçacıkları olan pozitronların yoğun bir akışını ortaya çıkarıyor. Ortaya çıkan bu yüksek enerjili parçacık bulutu, magnetar rüzgar nebulası olarak adlandırılıyor. Burada gerçekleşen parçacık etkileşimleri, gama ışınlarının oluşmasını sağlıyor. Gama ışınları ve parçacıkların birbirleriyle çarpışmaları enerji dönüşümlerine yol açarak, patlama molozları arasında kalmış enerji sonunda görünür ışığa dönüşüyor ve patlamanın gözlemlenen aşırı parlaklığına katkıda bulunuyor.
Fermi araştırmalarına göre, patlamadan yaklaşık üç ay sonra supernova molozları genişleyip soğurken, içeri hapsolmuş gama ışınları dışarı sızmaya başlıyor. Acero, “Magnetar modeli, patlamanın parlaklık ve gama ışını geliş zamanını ilk aylarda başarılı şekilde açıklıyor, ancak görünür ışığın düzensiz azalması ilerleyen süreçte başka etkilerin de rol oynadığını gösteriyor,” diyor. Bu etkiler, molozların magnetara geri düşmesi ya da patlamadan çok önce yıldıza ait materyallerle çarpışması gibi süreçler olabilir.
Elde edilen bu bulgular, süpernovaların doğasından çok daha kapsamlı bilgi edinmek için ileriye dönük önemli bir adım olarak görülüyor. Yaklaşan Cerenkov Teleskop Dizisi Gözlemevi gibi yeni nesil teleskoplar, SN 2017egm gibi süpernovaları 500 milyon ışık yılı mesafeden tespit edebilecek donanıma sahip olacak. Böylece bilim insanları, hem uzay tabanlı hem de yer tabanlı gözlemevleriyle iş birliği içinde evrendeki en şiddetli patlamaların ardındaki fiziksel mekanizmaları daha ayrıntılı inceleyebilecek.
NASA’nın Fermi misyonundan Judy Racusin, magnetarların süper parlak süpernovaların merkezi motoru olarak anlaşılmasının, son 20 yıldaki teorik ve gözlemsel çalışmalara dayandığını belirtiyor. Gama ışınlarının süpernovalardan gözlemlenmesi, bu şiddetli kozmik olayların iç dinamiklerini keşfetmek için yeni ve heyecan verici bir yol sunuyor. Önümüzdeki yıllarda yapılacak araştırmalar, evrenin en büyüleyici patlamalarının sırlarını çözmek için önemli ipuçları vermeye devam edecek.
📎 Kaynak: sciencedaily.com
