Gökbilimciler ölmekte olan bir yıldızın iç yapısını “son derece soyulmuş süpernova” adı verilen nadir bir kozmik patlamada gördüler.
Bugün yayınlanan bir makalede DoğaAmerika Birleşik Devletleri ve meslektaşları Northwestern Üniversitesi’nden Steve Schulze, süpernova 2021YFJ ve onu çevreleyen kalın bir gaz kabuğunu anlatıyor.
Bulguları, yaşamlarının sonunda büyük yıldızların içinde neler olduğuna ve bugün gördüğümüz evrenin yapı taşlarını nasıl şekillendirdiklerine dair mevcut teorilerimizi desteklemektedir.
Yıldızlar nasıl öğeleri yapar?
Yıldızlar nükleer füzyonla güçlendirilir – daha hafif atomların birlikte daha ağır olanlara sıkıldığı ve enerjiyi serbest bıraktığı bir süreç.
Füzyon yıldızın hayatı boyunca aşamalarda olur. Bir dizi döngüde, ilk hidrojen (en hafif element) helyuma kaynaşır, ardından karbon gibi daha ağır elementlerin oluşumu izlenir. En büyük yıldızlar neon, oksijen, silikon ve son olarak demirlemeye devam eder.
Her yanma döngüsü öncekinden daha hızlıdır. Hidrojen döngüsü milyonlarca yıl sürebilirken, silikon döngüsü birkaç gün içinde sona erer.
Büyük bir yıldızın çekirdeği yanmaya devam ettikçe, çekirdek dışındaki gaz katmanlı bir yapı elde eder, burada birbirini izleyen katmanlar yanma döngülerinin ilerlemesinin bileşimini kaydeder.
Bütün bunlar yıldızın çekirdeğinde oynarken, yıldız aynı zamanda yüzeyinden gaz döküyor, yıldız rüzgar tarafından uzaya doğru yürütüyor. Her füzyon döngüsü, farklı bir element karışımı içeren genişleyen bir gaz kabuğu oluşturur.
Çekirdek çöküş
Çekirdeği demir dolu olduğunda büyük bir yıldıza ne olur? Büyük basınç ve sıcaklık demir sigortayı yapacaktır, ancak daha hafif elementlerin kaynaşmasından farklı olarak, bu işlem onu serbest bırakmak yerine enerjiyi emer.
Enerjinin füzyondan salınması, yıldızı yerçekimi kuvvetine karşı tutan şeydir – bu yüzden şimdi demir çekirdek çökecek. Ne kadar başlamanın büyük olduğuna bağlı olarak, çökmüş çekirdek bir nötron yıldızı veya kara delik olacak.
Çökme süreci, enerji ve madde dışa doğru uçan bir “sıçrama” yaratır. Buna çekirdek collapse süpernova patlaması denir.
Patlama, daha önce yıldızdan dökülen gaz katmanlarını aydınlatır ve ne yapıldıklarını görmemize izin verir. Şimdiye kadar bilinen tüm süpernovalarda, bu malzeme ilk iki nükleer yakma döngüsünde üretilen hidrojen, helyum veya karbon tabakasıydı.
İç katmanlar (neon, oksijen ve silikon katmanlar), yıldız patlamadan sadece birkaç yüz yıl önce üretilir, yani yıldızdan uzaklaşmak için zamanları yoktur.
Patlayıcı bir gizem
Ama yeni süpernova SN2021YFJ’yi bu kadar ilginç kılan şey bu. Schulze ve meslektaşları, yıldızın dışındaki malzemenin, birkaç aylık bir zaman ölçeğinde oluşan demir çekirdeğin hemen üzerindeki son katman olan silikon tabakasından geldiğini buldular.
Yıldız rüzgarı, patlama meydana gelmeden önce tüm katmanları silikon olana atmış olmalıdır. Gökbilimciler yıldız bir rüzgarın bunu yapacak kadar güçlü olabileceğini anlamıyorlar.
En makul senaryo, ikinci bir yıldızın dahil olmasıdır. Başka bir yıldız patlayanın etrafında dönüyor olsaydı, yerçekimi derin silikon tabakasını hızla çıkarmış olabilir.
Patlayan yıldızlar evreni bugün ne yaptı
Açıklama ne olursa olsun, yıldızın derinliklerinde bu görüş, büyük yıldızların içindeki nükleer füzyon döngüleri teorilerimizi doğruladı.
Bu neden önemli? Çünkü yıldızlar tüm unsurların geldiği yerdir.
Karbon ve azot öncelikle kendi güneşimize benzer şekilde alt kütle yıldızları tarafından üretilir. Altın gibi bazı ağır unsurlar, nötron yıldızlarının çarpışması ve birleştirilmesinin egzotik ortamlarında üretilir.
Bununla birlikte, oksijen ve neon, magnezyum ve kükürt gibi diğer elementler esas olarak çekirdek collapse süpernovalardan gelir.
Yıldızların iç işleyişinden dolayı biziz. Yıldızlardaki elementlerin sürekli üretimi, evrenin sürekli değişmesine neden olur. Daha sonra kurulan yıldızlar ve gezegenler, daha önceki zamanlarda oluşanlardan çok farklıdır.
Evren daha gençken, “ilginç” unsurlarda çok daha azdı. Her şey biraz farklı çalıştı: yıldızlar daha sıcak ve daha hızlı yandı ve gezegenler daha az, farklı veya hiç oluşmuş olabilir.
Ne kadar süpernova patlıyor ve sadece yıldızlararası alana attıkları şey, evrenimizin ve dünyamızın neden oldukları gibi olduğunu anlamada kritik bir sorudur.
