Gök Bilimciler İlk Kez “10 Milyarda Bir” Beklenen Kilonova Keşfettiler

11.400 ışık yılı uzaklıktaki bir nötron yıldızı, eninde sonunda dev yoldaşıyla çarpışmaya mahkumdur. O zamana kadar dev de bir nötron yıldızı olacak ve kilonova olarak bilinen, galaksiyi binlerce ışık yılı boyunca değerli metallerle tohumlayacak bir patlamayı başlatacak.

Evrenin yapısı son derece nadir olaylara bağlıdır. Samanyolu kadar büyük galaksilerde yaklaşık yüzyılda bir meydana gelen süpernovalar, gelecekteki gezegenlerin temelini oluşturan metalleri yaratır ve dağıtır. Daha nadir metallerden bazıları daha egzotik bir şey gerektirir, ilk kez 2017'de kütleçekimsel dalgalar bizi astronomi tarihinin en önemli olaylarından biri konusunda uyardığında gözlemlenen, iki nötron yıldızının çarpışması.

Nötron yıldızları, kütleleri Güneş'in 10-25 katı olan yıldızların süpernovalarının sonucudur. Samanyolu'nda binlercesinin var olmasına rağmen, ikisi nadiren birbirinin yörüngesinde döner, bu nedenle, Nature'da duyurulan, Şili'deki SMARTS 1,5 metrelik Teleskop tarafından gelecekteki böyle bir çiftin keşfi çarpıcı bir başarıdır. Ortak yörüngelerdeki bazı nötron yıldızları bile, aralarındaki mesafe çok büyükse asla bir kilonova oluşturamaz. Dolayısıyla, CPD-29 2176 olarak bilinen sistemin sonunda çökecek kadar sıkı olduğunun keşfi, büyük bir keşfi gerçekten destansı bir şeye dönüştürüyor.

NASA'nın Neil Gehrels Swift Gözlemevi, 2019'da magnetar benzeri bir patlama gözlemlediğinde CPD-29 2176 ile ilgili ilginç bir şey olma olasılığını ilk kez gündeme getirdi. SMARTS kullanılarak yapılan takip gözlemleri, büyük bir anakol yıldızının yörüngesinde dönen bir nötron yıldızını ortaya çıkardı.

Nötron yıldızının atası, bir zamanlar iki yıldızın daha kütleli olanı olmasına rağmen, kütlesinin çoğunu birkaç milyon yıl önceki kırmızı dev evresi ve süpernova olayı sırasında yoldaşına aktardı.

En önemlisi, anakol yıldızı, sonunda kendisi bir nötron yıldızı olacak doğru kütleye sahip ve eninde sonunda ikisi çarpışacak.

CPD-29 2176'nın evrimi. 1. İki büyük mavi yıldız bir ikili yıldız sisteminde oluşur. 2. Daha büyük yıldız sona yaklaşır. 3. Daha küçük yıldız, daha büyük, daha olgun yoldaşından madde çeker. 4. Daha büyük yıldız bir ultra-sıyrılmış süpernova oluşturur. 5. Şu anda, ortaya çıkan nötron yıldızı, yoldaşından madde çekiyor. 6. Yoldaş yıldız da bir ultra-sıyrılmış süpernova geçirir. 7. Bir çift nötron yıldızı kalır. 8. İki nötron yıldızı sarmal olarak birbirine doğru ilerler. 9. Bir kilonova, Evrenimizdeki ağır elementlerin kozmik fabrikası.

 

Ancak yakın zamanda bir şey beklemeyin. İlk olarak, hayatta kalan yıldızın bir süpernova olarak patlaması gerekiyor, bu en az bir milyon yıl. Daha sonra, enerji kütleçekimsel dalgalarda taşınırken, iki yörüngenin de buluşana kadar bozunması gerekir.

Kilonovaların bu kadar nadir olmasının bir nedeni, yıldızların sadece küçük bir azınlığının nötron yıldızı olmak için doğru boyutta olmasıdır. Ek olarak, birçok süpernova patlaması, yoldaş yıldızları o kadar güçlü bir şekilde uzaklaştırır ki, sonunda galaksi boyunca fırlarlar (bazen tamamen kaçarlar) ve herhangi bir çarpışmayı önlerler.

Bununla birlikte, ultra-sıyrılmış süpernova olarak bilinen bir patlama sınıfı, daha az patlayıcı güce sahiptir ve bu da iki yıldızın yörüngede kalmasına izin verir. Ultra-sıyrılmış süpernovalar, yıldızlar, patlamadan önce dış katmanların çekilip alınmasına yetecek kadar yakın yörüngede döndüklerinde meydana gelir. Bu, CPD-29 2176'nın nötron yıldızı ön patlamasının başına gelmiş olmalı, bu da onun yoldaşına bağlı kalmasına izin veriyor. Şimdi aynı şeyin tersinin gerçekleşmesi için koşullar uygun.

Mevcut uygarlığımızın CPD-29 2176 kilonovasını görecek kadar uzun süre hayatta kaldığını hayal etmek zor olabilir, ancak sistemi şu anki durumunda gözlemlemek bize yine de çok şey öğretebilir.

 

NOIRLab'den Dr. André-Nicolas Chené, bir açıklamada, "Gök bilimciler, uzun bir süre, sonunda bir kilonovaya yol açabilecek kesin koşullar hakkında spekülasyon yaptılar." dedi. "Bu yeni sonuçlar, en azından bazı durumlarda, iki kardeş nötron yıldızının, biri klasik bir süpernova patlaması olmadan oluşturulduğunda birleşebileceğini gösteriyor."

Sonunda çarpışacak olan çift nötron yıldızlarını oluşturmak için gereken koşulların kombinasyonu o kadar olası değildir ki, yazarlar CPD-29 2176'ya 10 milyarda bir sistem diyorlar. Yine de bu, kabaca galakside 10'a denk geliyor ki bu da önceki düşüncenin bir üstü. Chené, "Çalışmamızdan önce, Samanyolu gibi sarmal bir galakside bu tür yalnızca bir veya iki sistemin var olması gerektiği tahmin ediliyordu." dedi.

On, kıyaslandığında neredeyse yaygın geliyor. Şimdi görev diğer dokuzunu bulmak.

Makale Nature'da yayınlandı.

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.