Antimadde Süpernovası süperin de ötesinde!

Bilimciler, uzak bir galakside izlenen patlama Samanyolu’nda meydana gelecek olsa, “ayaklarımızdaki çorapları fırlatır” diyor; zaten yakınlarda bir aday var.

Antimadde Süpernovası süperin de ötesinde!

Notre Dame Üniversitesi gökbilimcileri, evren bugünkü yaşının yarısındayken meydana gelmiş çok şiddetli bir süpernovanın, bilinenlerden farklı bir mekanizmayla tetiklendiğini belirledi. 2007 Kasımında Balina (Cetus) Takımyıldızı bölgesinde Yeryüzündeki dev teleskoplarla gözlenen ve Y-155 adı verilen süpernova, 7 milyar yıl önce Güneş’in 200 katı kütlede bir yıldızın kısa ömrünü noktalamış. “Çift kararsızlığı” denen bir süreçle meydana gelen ve ötekilerden çok daha güçlü olan bu süpernova türünü, yıldızların merkezlerindeki hızlı amtimadde oluşumu tetikliyor.


DEVLERİN ÖLÜMÜ GÖRKEMLİ
Bilinen süpernovalar iki ayrı kategoride toplanıyor. Birinci grupta, Güneş’ten en az 8 kat kütleli yıldızların merkezlerinin çökmesiyle tetiklenen süpernovalar bulunuyor. Merkezdeki nükleer tepkimeler, hidrojenin helyuma dönüşmesiyle başlayarak giderek daha ağır elementlerin senteziyle sürüyor ve sonunda merkez tümüyle demirle dolduğunda duruyor ve birkaç Güneş kütlesindeki merkez dış katmanların ağırlığına dayanamayarak çöküyor. Çökme sonunda yaklaşık 20 km çaplı bir “nötron yıldızı” oluşuyor, ya da çöküş bu noktada da duramıyor ve bir karadelik meydana geliyor. Çöküşün yarattığı şok dalgası dış katmanları çok şiddetli bir patlamayla uzaya saçıyor. Bu “merkez çöküşlü” süpernovaların da üç türü bulunuyor. Eğer yıldız, merkezi çökmeden önce rüzgarıyla dış hidrojen katmanını uzaya püskürtmüşse, süpernova tayfında hidrojen çizgilerine rastlanmıyor ve bunlar bazı başka ayrıntılara göre Tip 1b ve Tip 1c süpernovalar olarak tanımlanıyor. Hidrojen zarfını korumuş yıldızların merkezlerinin çöküşüyle oluşan süpernovalar ise Tip II olarak sınıflanıyor.

CÜCE DEDİYSEK
Bilinen ikinci kategoriyse Tip Ia olarak adlandırılıyor ve çok farklı bir mekanizmayla oluşuyor. Bu tip süpernovaları oluşturan, dev kütleli olanlar değil, Güneş benzeri kütlede olan yıldızlar. Güneş benzeri yıldızlar, merkezleri hidrojen çekirdeklerinin birleşmesiyle oluşan helyumla dolduktan sonra kararlı olmaktan çıkıyorlar. Helyumla dolan merkezin dışındaki bir katmanda hidrojen “yanmaya” (helyum sentezi yapmaya) başlıyor ve ısınan dış katmanların şişmesiyle yıldızın çapı yüzlerce kez artarak bir “kırmızı dev” oluşuyor. Merkezdeki sıcaklık da yeteri kadar artınca helyum yanması (helyum çekirdeklerinin birleşmesi) başlıyor. Merkez, bu yanmanın ürünü olan karbon ve oksijenle dolunca yıldız dış katmanlarını yavaşça uzaya salıyor ve ısınmış, Dünya boyutlarına kadar sıkışmış olan ve artık nükleer tepkime oluşturamayan merkez bir “beyaz cüce” olarak ortaya çıkıyor.

Bu beyaz cüce, Samanyolu’ndaki yıldızların büyük çoğunluğunun olduğu gibi ikili bir yıldız sisteminde bulunuyorsa ve eşyıldızlar birbirine yeterince yakınsa, beyaz cüce eşinin dış katmanlarından gaz çalmaya başlıyor ve kütlesi artıyor. Kütle, sınır değer olan 1,4 Güneş kütlesi civarına ulaştığında beyaz cüce, bu ağırlığa dayanamıyor ve zincirleme bir nükleer tepkimeyle yıldız tümüyle yok oluyor. Patlama ürünü olarak ortaya çıkan radyoaktif kobalt izotopları önce radyoaktif nikel izotoplarına, bunlar da kararlı (radyoaktif olmayan) demire dönüşüyor. Tip Ia süpernovaların çok uzak gökadalarda bile görülen parlaklığına bu bozunumun ortaya çıkardığı ışınım yol açıyor.

Antimadde Süpernovası süperin de ötesinde! - 1

SÜPERİN DE SÜPERİ VAR!
Y-155 adlı süpernovanın oluşum süreci ve sonuçları ise tümüyle farklı. 200 Güneş kütlesiyle doğmuş olan yıldızın, patlamanın doruğunda Güneş’inkinin 100 milyar katı enerji ürettiği hesaplanıyor. Bu ışıma gücü için patlamanın 6-8 Güneş kütlesinde radyoaktif nikel sentezlemiş olması gerekiyor. Normal bir Tip Ia süpernovanın ürettiği radyoaktif nikel miktarıysa, bunun onda biri kadar. Y-155’i keşfeden ekibi yöneten Peter Garnavich’e göre “Eğer Y-155 Samanyolu’nda patlasaydı, patlama ayaklarımızdan çoraplarımızı uçururdu!”

“Çift kararsızlığı süpernovaları” denen bu yeni tür, Güneş’ten 150-300 kat daha büyük kütlede olan ve daha önceki kuşak yıldızlarda sentezlenen “metallerce” (gökbilim dilinde hidrojen ve helyumdan daha ağır tüm elementler) kirletilmemiş devasa yıldızların ömrünü noktalıyor.

Böyle yıldızların merkezindeki nükleer tepkimeler, iki elektronun duragan kütleleri toplamından daha yüksek enerjide (kütle –enerji eşlenikliği) gama ışınları üretebiliyor. Bu gama ışınları, yıldızdaki atom çekirdeklerinin elektromanyetik alanlarıyla etkileşerek elektron ve pozitronlardan oluşan parçacık-antiparçacık çiftlerine dönüşüyor. Bu, yıldızın merkezindeki gama ışınlarının erişim mesafesini daha da kısaltıyor ve merkezdeki ısının yükselmesine yol açıyor. Bu da gama ışınlarının daha büyük bölümünün madde-antimadde çiftleri oluşturacak enerjiye yükselmelerine neden oluyor. Böylece, merkezdeki nükleer tepkimelerle oluşan enerji, giderek daha büyük oranlarda kaynağının yakınlarında soğuruluyor. Merkezde üretilen ve yıldızın muazzam kütlesinin basıncını dengeleyen enerji giderek merkezin en iç bölümlerinde yoğunlaştıkça, dış katmanlar içe doğru düşmeye başlıyor ve merkezi sıkıştırıyor. Sıkışma ve bunun yol açtığı muazzam ısı, merkezde yalnızca birkaç saniye süren bir termonükleer reaksiyonla, yıldızın geride bir karadelik bile bırakmadan tümüyle parçalanmasına yol açıyor.

YAKINIMIZDA YANMAYI BEKLEYEN GECE LAMBASI
Gökbilimciler, Samanyolu’nda Dünya’dan 7500 ışıkyılı uzaklıktaki Eta Carinae adlı “hiperdev” yıldızın, daha önce gözlenen bir “çift kararsızlığı süpernovası” üreten yıldızlarla benzer kütlede olduğunu ve aynı süreçle yok olabileceğini belirtiyorlar. Eğer Eta Carinae gerçekten antimadde tetikli bir patlamayla yok olursa, patlamanın ışığının Dünyamızın gecelerini gazete okunabilecek kadar aydınlatacağı, ve gündüzleri bile izleneceği düşünülüyor. Astrofizikçi Mario Livi’ye göre daha önce büyük patlamalarla çevresine muazzam gaz ve toz bulutları püskürtmüş olan Eta Carinae’nin her an patlayabileceğini, ancak Dünyamızdaki yaşam için tehlike yaratma olasılığının düşük olduğunu söylüyor.

Sayfa Yükleniyor...