On Milyarda Bir Rastlanan İkili Yıldız Sistemi

İlhan VARDAR

1.5-metrelik bir Teleskoptan gelen verileri kullanan gökbilimciler, bir gün bir kilonova oluşturacak bir yıldız sistemini tespit ettiler. Kilonova patlaması  nötron yıldızlarının birleşmesiyle yaratılan ultra güçlü, altın üreten patlamadır. Bu sistemler o kadar olağanüstü ve nadirdir ki, tüm Samanyolu’nda sadece 10 tane böyle sistemin var olduğu düşünülmektedir.

Şili’deki SMARTS 1.5-metrelik Teleskobu’nu kullanan gökbilimciler, sonunda bir kilonovayı tetiklemek için tüm doğru koşullara sahip olağanüstü nadir bir ikili yıldız sistemi türünün ilk örneğini ortaya çıkardılar. Böyle bir sistem o kadar nadirdir ki, tüm Samanyolu Galaksisi’nde sadece 10 kadar var olduğu düşünülmektedir.

CPD-29 2176 olarak bilinen bu sıra dışı sistem, Dünya’dan yaklaşık 11.400 ışıkyılı uzaklıkta bulunuyor. Sistem İlk olarak NASA’nın Neil Gehrels Swift Gözlemevi tarafından tespit edildi.  SMARTS 1.5-metre Teleskobu ile yapılan daha sonraki gözlemler, gökbilimcilerin bu sistemi oluşturan yıldızların yörüngesel özelliklerini ve türlerini çıkarmasına izin verdi

Ultra soyulmuş bir süpernova, dış atmosferinin çoğunun eşlik eden bir yıldız tarafından çekilmiş olan büyük kütleli bir yıldızın yaşam sonu patlamasıdır. Bu süpernova sınıfı, geleneksel bir süpernovanın patlayıcı gücünden yoksundur, aksi takdirde yakındaki bir yoldaş yıldızı sistemden “atar”.

“Mevcut nötron yıldızı, yoldaşını sistemden çıkarmadan oluşmalıdır. Ultra soyulmuş bir süpernova, bu yoldaş yıldızların neden bu kadar dar bir yörüngede olduklarının en iyi açıklamasıdır, “diyor Embry-Riddle Havacılık Üniversitesi’nden Noel D. Richardson ve makalenin baş yazarı. “Bir gün bir kilonova yaratmak için, diğer yıldızın da ultra soyulmuş bir süpernova olarak patlaması gerekecek, böylece iki nötron yıldızı sonunda çarpışabilir ve birleşebilir.”

İnanılmaz derecede nadir bir kozmik tuhaflığın keşfini temsil etmenin yanı sıra, bunun gibi kilonova sistemlerini bulmak ve incelemek, gökbilimcilerin kilonovaların nasıl oluştuğunun gizemini çözmelerine yardımcı olabilir ve Evrendeki en ağır elementlerin kökenine ışık tutabilir.

“Oldukça uzun bir süredir, gökbilimciler sonunda bir kilonovaya yol açabilecek kesin koşullar hakkında bilgi sahibi oldular.” diyor NOIRLab astronomu ve ortak yazar André-Nicolas Chené. “Bu yeni sonuçlar, en azından bazı durumlarda, iki kardeş nötron yıldızının, biri klasik bir süpernova patlaması olmadan yaratıldığında birleşebileceğini gösteriyor.”

Bununla birlikte, böyle sıra dışı bir sistem üretmek, uzun ve olası olmayan bir süreçtir. “Samanyolu’nun en az 100 milyar yıldız ve muhtemelen yüz milyarlarca daha fazla yıldız içerdiğini biliyoruz. Bu olağanüstü ikili sistem aslında on milyarda bir olan sistemdir, “dedi Chené. “Çalışmamızdan önce, tahmin, Samanyolu gibi sarmal bir galakside sadece bir veya iki sistemin bulunması gerektiğiydi.”

Bu sistem sonunda bir kilonova oluşturmak için tüm doğru şeylere sahip olsa da, bu olayı incelemek gelecekteki gökbilimcilere bağlı olacaktır. Büyük kütleli yıldızın bir süpernova patlaması olarak yaşamını sona erdirmesi ve arkasında ikinci bir nötron yıldızı bırakması en az bir milyon yıl sürecek. Bu yeni yıldız kalıntısı ve önceden var olan nötron yıldızının daha sonra kozmik bir balede yavaş yavaş bir araya gelmesi ve yerçekimi radyasyonu olarak yörünge enerjilerini yavaşça kaybetmesi gerekecek.

Sonunda birleştiklerinde, ortaya çıkan kilonova patlaması çok daha güçlü yerçekimi dalgaları üretecek ve ardından gümüş ve altın da dahil olmak üzere çok miktarda ağır element bırakacaktır.

“Bu sistem, bazı nötron yıldızlarının sadece küçük bir süpernova vuruşuyla oluştuğunu ortaya koyuyor,” diye sonlandırdı Richardson. “CPD-29 2176 gibi sistemlerin artan nüfusunu anladıkça, bazı yıldız ölümlerinin ne kadar sakin olabileceği ve bu yıldızların geleneksel süpernovalar olmadan ölüp ölemeyeceği konusunda fikir edineceğiz.”

Kaynak: NSF NOIRLab

Bu bilgi grafiği, ilk doğrulanmış kilonova atası olan CPD-29 2176 yıldız sisteminin evrimini göstermektedir. Aşama 1, iki büyük kütleli mavi yıldız bir ikili yıldız sisteminde oluşur. Aşama 2, iki yıldızdan daha büyüğü ömrünün sonuna yaklaşıyor. Aşama 3, iki yıldızdan daha küçüğü, daha büyük, daha olgun arkadaşından gelen malzemeyi sifonlayarak dış atmosferinin çoğundan sıyırır. Aşama 4, daha büyük yıldız ultra soyulmuş bir süpernova oluşturur, kısacası yıldızın yaşam sonu patlaması. Aşama 5, şu anda gökbilimciler tarafından gözlemlendiği gibi, daha önceki süpernovadan ortaya çıkan nötron yıldızı, ikili çiftteki tabloları çevirerek, arkadaşından gelen malzemeyi sifonlamaya başlar. Aşama 6, dış atmosferinin çoğunu kaybettiğinde, eşlik eden yıldız da ultra soyulmuş bir süpernovaya maruz kalır. Bu aşama yaklaşık bir milyon yıl içinde gerçekleşecek. Aşama 7, yakın karşılıklı yörüngedeki bir çift nötron yıldızı şimdi bir zamanlar iki büyük kütleli yıldızın olduğu yerde kalıyor. Aşama 8, iki nötron yıldızı birbirlerine doğru spirallenir ve yörünge enerjilerini sönük yerçekimi radyasyonu olarak bırakırlar. Aşama 9, her iki nötron yıldızı çarpışırken bu sistemin son aşaması, Evrenimizdeki ağır elementlerin kozmik fabrikası olan güçlü bir kilonova üretir.

Kaynak: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld