Güçlendirilmiş Süpernovalar, Evrenin Ağır Elementlerinin Çoğunu Üretebilir
Fotoğraf: Büyük ve manyetize edilmiş yıldızların patlamaları (gösterilene benzer), evrenin ağır elementlerinin çoğunun kaynağı olabilir
Eski bir yıldızın analizi, uranyum ve gümüş gibi elementler için yeni bir doğum yeri olduğunu gösteriyor. Devasa ve manyetize edilmiş yıldızların şiddetli patlamaları, gümüş ve uranyum gibi evrenin ağır elementlerinin çoğunu oluşturabilir. Demirden daha ağır tüm elementlerin yarısını içeren bu r-proses elementleri, nötron yıldızları birleştiğinde de üretilir. Ancak bu ölü yıldızların çarpışmaları, evrende görülen tüm r-süreci öğelerini tek başına oluşturamaz. Şimdi, bilim adamları, bu elementlerin bir başka potansiyel doğum yeri olarak manyeto-dönüşümlü hipernova adı verilen bir tür enerjik süpernovayı saptadılar. 7 Temmuz’da Nature’da açıklanan sonuçlar, Samanyolu’nun halesinde muhtemelen 13 milyar yaşında olan yaşlı bir kırmızı dev yıldızın keşfinden kaynaklanıyor. Gökbilimciler, yıldızın temel yapısını analiz ederek, yıldızın aile tarihine baktılar.
Canberra’daki Avustralya Ulusal Üniversitesi’nden astronom David Yong, yıldızda görülen kırk dört farklı elementin, yıldızın “Büyük Patlama’dan hemen sonra büyük bir yıldızın özel bir patlamasıyla” arta kalan malzemeden oluştuğunu ileri sürdüğünü söylüyor. Yong ve meslektaşları, antik yıldızın unsurlarının bir nötron yıldızı birleşmesinin kalıntılarından olmadığını söylüyor. Toryum ve uranyum gibi belirli ağır elementlerin bolluğu, bir nötron yıldızı birleşmesinden beklenenden daha yüksekti. Ayrıca yıldız, çinko ve azot gibi bu birleşmelerle üretilemeyen daha hafif elementler de içerir. Yıldız, birçok yıldızın doğumu ve ölümü üzerine biriken bir element olan demir bakımından aşırı derecede eksik olduğu için, bilim adamları kırmızı devin, ağır elementlerinin tümü bir önceki süpernova tipi olaydan gelen ikinci nesil bir yıldız olduğunu düşünüyorlar. Simülasyonlar, olayın, güneş kütlesinin en az 25 katı hızla dönen, yüksek oranda manyetize olmuş bir yıldızın ölümüyle yaratılan bir manyeto-dönüşümlü hipernova olduğunu gösteriyor. Bu yıldızlar hayatlarının sonunda bir süpernova türü olarak patladığında, ağır elementler oluşturmak için gereken enerjik, nötron açısından zengin ortamlara sahip olabilirler. Manyeto-dönüşümlü hipernovalar, patlamak yerine kara deliklere dönüşen devasa, dönen yıldızlar olan çöken yıldızlara benzer olabilir. Collapsar’lar daha önce r-süreç öğelerinin doğum yerleri olarak önerildi.
Araştırmacılar, manyetorotasyonel hipernovaların nadir olduğunu ve 1000 süpernovadan sadece 1’ini oluşturduğunu düşünüyor. Öyle olsa bile, bu tür patlamalar bugün nötron yıldızı birleşmelerinden 10 kat daha yaygın olacak ve olay başına benzer miktarlarda ağır elementler üretecektir.
İngiltere, Hatfield’deki Hertfordshire Üniversitesi’nden bir astrofizikçi olan ortak yazar Chiaki Kobayashi’nin daha önce hesapladığı gibi, manyetorotasyonel süpernovalar olarak adlandırılan daha az enerjili meslektaşlarıyla birlikte, bu hipernovalar tüm r-proses öğelerinin yüzde 90’ını oluşturmaktan sorumlu olabilir. Erken evrende, büyük kütleli, hızlı dönen yıldızlar daha yaygınken, bu tür patlamalar daha da etkili olabilirdi. Yeni çalışmada yer almayan California Üniversitesi’nden astrofizikçi Stan Woosley, gözlemlerin etkileyici olduğunu söylüyor. Ancak “bu metal eksikliği olan yıldızdaki [elementsel] bollukların tek bir olayda oluştuğuna dair bir kanıt yok. Bu olaylardan birinin bir nötron yıldızı birleşmesi bile olabileceğini söylüyor” dedi. Bilim adamları, manyetorotasyonel hipernovaların ne sıklıkta olduğunu ortaya çıkarabilecek yaşlı kırmızı dev gibi daha fazla yıldız bulmayı umuyorlar. Yong, şimdilik, yeni analiz edilen yıldız “inanılmaz derecede nadir ve bu tür nesneleri bulmak için büyük araştırmalara ihtiyaç olduğunu gösteriyor” diyor.
Kaynak: sciencenews.org
