Samanyolu’nun bilinen tek helyum novasından saatte 20 milyon mil hızla çıkan gizemli gaz ‘kurşunları’ yarışı

Galaksimizdeki en nadir yıldız patlamasından fırlayan gizemli yüksek hızlı “mermiler” (muhtemelen saatte 20 milyon mil hıza ulaşan oksijen bakımından zengin gaz yığınları) keşfedildi.

Samanyolu’nun bilinen tek helyum novasını çevreleyen enkaz bulutu 20 yıldan fazla bir süre sonra nihayet temizlendikten sonra tespit edildiler; bu da olağanüstü patlamanın sorumlusunun alışılmadık bir yıldız sistemi olduğunu ortaya çıkardı.

Ancak “kurşunların” kökeni gökbilimcileri şaşkına çeviren bir muammadır; evrendeki diğer novalarda bu türden hiçbir şey gözlemlenmemiştir.

Warwick Üniversitesi’nde araştırmacı ve doktora öğrencisi olan John Mills, yirmi yıla yayılan çok sayıda teleskoptan elde edilen gözlemleri kullanarak, yüzyılın başında kendi enkaz bulutunun arkasında kaybolan V445 Puppis’in nadir bir helyum yıldızıyla beslenen bir beyaz cüceden oluştuğunu gösterdi.

Keşif, Samanyolu’nun şu anda onaylanmış tek helyum novasından sorumlu olan ikili sistemin doğasını ilk kez doğruluyor ve en nadir yıldız patlamalarından birini incelemek için benzeri görülmemiş bir fırsat sağlıyor.

Nadir bir nova odak noktasına geliyor

Araştırma bu hafta Kraliyet Astronomi Topluluğu’nun Birmingham’daki Ulusal Astronomi Toplantısında sunulacak.

Nova, ikili yıldız sisteminde ani, patlayıcı bir enerji patlamasıdır. Novalar, beyaz bir cücenin (güneş benzeri bir yıldız öldükten sonra geride kalan yoğun kalıntı) yakındaki yoldaş yıldızdan gaz çekmesiyle meydana gelir. Bu malzeme beyaz cücenin yüzeyinde biriktikçe artan sıcaklıklar ve basınçlar kontrolsüz bir termonükleer patlamayı tetikliyor.

Mills, “Patlamanın dışarı akışı artık kökenini araştırmamıza yetecek kadar azaldı, bu nedenle yıldız sisteminin gerçekten de helyum yıldızı adı verilen son derece nadir bir yıldız türünden gelen beyaz cüceyi yakalayan bir maddeden oluştuğunu doğrulayabiliriz” dedi.

Bilinen novaların neredeyse tamamı hidrojen açısından zengin maddelerle besleniyor. Helyum novaları farklıdır. Bunun yerine beyaz cüce, helyum açısından zengin, hidrojen açısından fakir bir gaz biriktiriyor ve bu patlamaları son derece nadir hale getiriyor ve yeterince anlaşılamıyor.

“V445 Puppis, tamamen hidrojen içermemesi nedeniyle uzun süredir novalar arasında öne çıkıyor. Böyle bir olay nasıl olur da evrende en bol bulunan elementten tamamen yoksun olabilir?” dedi Mills.

V445 Puppis, Samanyolu’nda bilinen tek helyum novasıdır ve bu da onu, bu olağandışı patlama sınıfını ayrıntılı olarak araştırmak için gökbilimcilerin mevcut tek fırsatı haline getirmektedir.

Dust sonunda sistemi ortaya çıkarıyor

2000 yılının sonlarında V445 Puppis patladığında, başlangıçta kızılötesi olarak gözlemlenen ve uzayda bir trilyon milden fazla yayılan devasa bir çift kutuplu akış başlattı. Patlama, yıldız sistemini tamamen gizleyen kalın bir toz diski yarattı. Yirmi yılı aşkın bir süre boyunca gökbilimciler genişleyen enkazı inceleyebildiler ancak onu ne tür yıldızların ürettiğini doğrudan belirleyemediler.

Sonunda toz örtüsü gizli sistemin ortaya çıkmasına yetecek kadar inceldi.

Avrupa Güney Gözlemevi’nin Çok Büyük Teleskobu’ndan alınan kızılötesi gözlemleri, Hubble Uzay Teleskobu’ndan alınan optik görüntülemeyi, Güney Afrika Büyük Teleskobu’ndan alınan uzun vadeli spektroskopiyi ve NASA’nın TESS misyonundan alınan fotometrik gözlemleri birleştiren Mills, ikili sistemi benzeri görülmemiş bir ayrıntıyla ortaya çıkarmayı başardı.

Gözlemler, beyaz cücenin bir helyum yıldızından (muhtemelen yoldaşıyla önceki etkileşimleri nedeniyle dış hidrojen zarfını kaybetmiş bir yıldız) malzeme biriktirdiğini gösteriyor. Helyum yıldızları son derece nadirdir: Samanyolu’ndaki yüz milyarlarca yıldız arasında yalnızca birkaç bin soyulmuş helyum yıldızının olduğu tahmin edilmektedir.

Ayrıca novanın dışarı doğru akan enkaz bulutunun içine, muhtemelen oksijen açısından zengin gazdan oluşan yüksek hızlı “kurşunlar” da gömülüydü.

Mills, “Bu ‘kurşunların’ kökeni bir gizem. Bunların patlama sonrası ortaya çıktığından şüpheleniyoruz, ancak bu türden ‘kurşunlar’ başka hiçbir novada gözlemlenmedi” dedi.

Ayrıca sistemin bir kez daha aktif olarak malzeme aktardığını da tespit etti ve bu da sistemin sonunda orijinal patlamaya yol açan süreci yeniden başlattığını gösterdi. Gözlemler, iki yıldızın birbirinin çevresinde her 3,7 günde bir, yani daha önce düşünülenden yaklaşık iki kat daha uzun bir yörüngede döndüğünü gösteriyor.

Süpernovaya giden olası bir yol

Helyum novalarını anlamanın geniş kapsamlı sonuçları olabilir.

Gökbilimciler, tekrarlanan helyum bakımından zengin patlamaların, evrendeki en parlak patlamalardan bazıları olan Tip Ia süpernovaların üretilmesine giden bir yolu temsil edebileceğinden şüpheleniyorlar.

Mills, “Bu süpernovalar dikkat çekici derecede tutarlı bir parlaklıkla parladıklarından, galaksilere olan mesafeleri ölçmek için kullanılan ‘standart mumlar’ olarak kullanımları açısından özeldirler” diye açıkladı.

Tip Ia süpernovalar, Nobel ödüllü araştırmalarda evrenin hızlandığını göstermek için kullanıldı.

Mills, “Bu galaktik patlamanın arkasındaki suçlular son 25 yılda kalıcı bir gizem olarak kaldı, bu nedenle bu helyum novasının bir helyum yıldızının beyaz bir cüceye birikmesinin sonucu olduğunu doğrulamak çok heyecan verici. Bu sonucun, ünlü Tip Ia süpernova gibi diğer benzer hidrojenden fakir astronomik patlamaların hangi güçlere sahip olduğunu ortaya çıkarmamıza nasıl yardımcı olabileceğini görmek için sabırsızlanıyorum” dedi.

Helyum novalarının sonuçta Tip Ia süpernova üretip üretemeyeceği konusunda pek çok soru kalmasına rağmen, V445 Puppis şu anda bu olasılığı test etmek için şimdiye kadarki en net laboratuvarı sağlıyor.