Northwestern Üniversitesi liderliğindeki gökbilimcilerden oluşan bir ekip, yok olmaya mahkum bir yıldızın patlamadan önce şimdiye kadarki en ayrıntılı görüntüsünü yakaladı. NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nu (JWST) kullanan uluslararası ekip, ilk kez orta kızılötesi dalga boylarında bir süpernovanın kaynak yıldızını veya öncülünü belirledi. Hubble Uzay Teleskobu’ndan alınan arşiv görüntüleri ile birleştirilen bu gözlemler, patlamanın beklenmedik bir toz örtüsüyle gizlenmiş devasa kırmızı bir süper dev yıldızdan geldiğini ortaya çıkardı.
Bu keşif, büyük kırmızı süperdevlerin neden nadiren patladığına dair onlarca yıllık gizemin çözülmesine yardımcı olabilir. Sonuçta teorik modeller, çekirdek çöken süpernovaların çoğunluğunu kırmızı süperdevlerin oluşturması gerektiğini öngörüyor. Yeni çalışma, bu yıldızların patladığını ancak kalın toz bulutları içerisinde gözden uzak bir yerde saklandıklarını gösteriyor. JWST’nin yeni yetenekleri sayesinde gökbilimciler sonunda tozu delip geçerek bu olayları tespit edebilecek ve teori ile gözlem arasındaki boşluğu kapatabilecekler.
Çalışma şurada görünüyor: Astrofizik Günlük Mektupları. Bu, JWST’nin bir süpernova öncülünü ilk kez tespit etmesine işaret ediyor.
Çalışmayı yöneten Northwestern’den Charlie Kilpatrick, “On yıllardır kırmızı süper dev yıldızların patlamalarının tam olarak neye benzediğini belirlemeye çalışıyoruz” dedi. “Ancak şimdi, JWST ile, patlayan kırmızı süperdevin tam türünü ve yakın çevresinin nasıl göründüğünü tam olarak söylememize olanak tanıyan veri kalitesine ve kızılötesi gözlemlere nihayet sahip olabiliyoruz. Bunun olmasını bekliyorduk; JWST’nin daha önce gözlemlediği bir galakside bir süpernovanın patlamasını bekliyorduk. Bu yıldızı ilk kez tamamen karakterize etmek için Hubble ve JWST veri setlerini birleştirdik.”
Büyük yıldızların yaşamları ve ölümleri konusunda uzman olan Kilpatrick, Northwestern Astrofizik Disiplinlerarası Araştırma ve Araştırma Merkezi’nde araştırma görevlisi profesördür. Northwestern Weinberg Sanat ve Bilim Koleji’nde fizik ve astronomi alanında yüksek lisans öğrencisi olan ve Kilpatrick’in araştırma grubunun üyesi olan Aswin Suresh, makalenin önemli ortak yazarlarından biridir.
Şimdiye kadar gözlemlenen en kırmızı, en tozlu ata
Gökbilimciler, All-Sky Otomatik Süpernova Araştırmasını kullanarak SN2025pht adı verilen süpernovayı ilk olarak 29 Haziran 2025’te tespit etti. Bu süpernovanın ışığı, Dünya’dan 40 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan NGC 1637 adlı yakın bir galaksiden geliyordu.
Kilpatrick, Suresh ve çalışma arkadaşları, yıldızın patlamasından önceki ve sonraki NGC 1637’nin Hubble ve JWST görüntülerini karşılaştırarak SN2025pht’nin öncü yıldızını buldu. Hemen dikkat çekiciydi; son derece parlak ve inanılmaz derecede kırmızıydı. Yıldız, güneşimizden yaklaşık 100.000 kat daha parlak olmasına rağmen, çevredeki toz bu ışığın çoğunu gizledi. Tozlu örtü o kadar kalındı ki, yıldız görünür ışıkta toz olmadan göründüğünden 100 kat daha sönük görünüyordu. Toz, ışığın daha kısa ve mavi dalga boylarını engellediği için yıldız da şaşırtıcı derecede kırmızı göründü.
Suresh, “Bu, bir süpernova olarak patladığını gördüğümüz en kırmızı, en tozlu kırmızı süperdevdir” dedi.
Yaşamlarının son evrelerindeki devasa yıldızlar olan kırmızı süperdevler, evrendeki en büyük yıldızlar arasındadır. Çekirdekleri çöktüğünde Tip II süpernova olarak patlarlar ve arkalarında ya bir nötron yıldızı ya da kara delik bırakırlar. Kırmızı süperdevlerin en bilinen örneği Orion takımyıldızının omuzundaki parlak kırmızımsı yıldız Betelgeuse’dir.
Kilpatrick, “SN2025pht şaşırtıcı çünkü süpernova olarak patladığını gördüğümüz hemen hemen tüm diğer kırmızı süperdevlerden çok daha kırmızı görünüyordu.” diye ekledi. “Bu bize önceki patlamaların düşündüğümüzden çok daha parlak olabileceğini gösteriyor çünkü JWST’nin şu anda sağlayabileceği aynı kalitede kızılötesi veriye sahip değildik.”
Tozun içinde gizlenmiş ipuçları
Toz seli, gökbilimcilerin neden kırmızı süperdev atalarını bulmakta zorlandıklarını açıklamaya yardımcı olabilir. Süpernova olarak patlayan büyük kütleli yıldızların çoğu, gökyüzündeki en parlak ve en parlak nesnelerdir. Yani teorik olarak patlamadan önce fark edilmeleri kolay olmalı. Ama durum böyle olmadı.
Gökbilimciler yaşlanan en büyük yıldızların aynı zamanda en tozlu yıldızlar olabileceğini öne sürüyor. Bu kalın toz örtüleri yıldızların ışığını tamamen tespit edilemeyecek kadar karartabilir. Yeni JWST gözlemleri bu hipotezi desteklemektedir.
Kilpatrick, “Ben de bu yorumu savunuyordum ama ben bile SN2025pht gibi aşırı bir örnek görmeyi beklemiyordum” dedi. “Bu daha büyük süperdevlerin neden eksik olduğunu açıklıyor çünkü daha tozlu olma eğilimindeler.”
Tozun varlığının yanı sıra bileşimi de şaşırtıcıydı. Kırmızı süperdevler oksijen açısından zengin silikat tozu üretme eğilimindeyken, bu yıldızın tozu karbon açısından zengin görünüyordu. Bu, yıldızın son yıllarındaki güçlü konveksiyonun, derinlerdeki karbonu tarayarak yüzeyini zenginleştirdiğini ve ürettiği toz türünü değiştirmiş olabileceğini gösteriyor.
Kilpatrick, “Gözlemlerimizin kızılötesi dalga boyları, bazı kırmızı süperdev spektrumlarının karakteristik özelliği olan önemli bir silikat tozu özelliği ile örtüşüyor” dedi. “Bu bize rüzgarın karbon açısından çok zengin, oksijen açısından ise daha az zengin olduğunu gösteriyor; bu da bu kütledeki kırmızı bir süperdev için biraz şaşırtıcıydı.”
Patlayan yıldızlar için yeni dönem
Yeni çalışma, gökbilimcilerin bir süpernova öncü yıldızını doğrudan tanımlamak için JWST’yi ilk kez kullandıklarını ve daha birçok keşfe kapı açtığını gösteriyor. JWST, yakın ve orta kızılötesi spektrumdaki ışığı yakalayarak gizli yıldızları ortaya çıkarabilir ve en büyük yıldızların nasıl yaşayıp öldüğüne dair eksik parçaları sağlayabilir.
Ekip şimdi gelecekte süpernova olarak patlayabilecek benzer kırmızı süper devleri arıyor. NASA’nın yaklaşmakta olan Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu tarafından yapılacak gözlemler bu aramaya yardımcı olabilir. Roman, bu yıldızları görebilecek ve yaşamlarının sonuna doğru büyük miktarlarda tozu dışarı atarken potansiyel olarak onların değişkenliğine tanıklık edebilecek çözünürlüğe, duyarlılığa ve kızılötesi dalga boyu kapsamına sahip olacak.
Kilpatrick, “JWST’nin lansmanı ve yaklaşmakta olan Roma lansmanı ile birlikte, büyük yıldızları ve süpernova öncülerini incelemek için heyecan verici bir zaman” dedi. “Verilerin kalitesi ve yapacağımız yeni bulgular, son 30 yılda gözlemlenen her şeyi aşacak.”
