Fermi Teleskobu Süper Parlak Süpernovaların Gizemini Çözdü

NASA'nın Fermi Uzay Teleskobu'ndan elde edilen yeni gama ışını gözlemleri, "magnetar" olarak adlandırılan ultra-manyetik nötron yıldızlarının, standart çekirdek çökmesi süpernovalarından 10 ila 100 kat daha parlak olan "süperlüminoz" (aşırı parlak) süpernovaların enerji kaynağı olabileceğini ortaya koydu.

Çekirdek çökmesi süpernovaları, Güneş'ten kat kat büyük yıldızların yakıtlarının tükenip kendi ağırlıkları altında çökmesi ve ardından devasa bir patlama gerçekleştirmesiyle oluşur. Bu süreçte merkezde şehir büyüklüğünde bir nötron yıldızı veya daha küçük bir kara delik meydana gelirken, geri kalan yıldız kütlesi iyonize gaz bulutu şeklinde uzaya yayılır. Son yirmi yılda, normalden en az 10 kat daha fazla görünür ışık yayan yaklaşık 400 adet süperlüminoz süpernova tespit edildi.

Yeni bir araştırmaya göre, Fermi'nin Geniş Alan Teleskobu, Büyük Ayı takımyıldızında, yaklaşık 440 milyon ışık yılı uzaklıktaki NGC 3191 çubuklu spiral galaksisinde meydana gelen SN 2017egm adlı süpernovadan gelen gama ışınlarını tespit etmiş olabilir. Barselona Uzay Bilimleri Enstitüsü'nden Dr. Guillem Martí-Devesa, Fermi'nin 16 yıllık görevi boyunca gözlemlenen en yakın altı süperlüminoz süpernovayı incelediklerini, ancak yalnızca SN 2017egm'nin gama ışını kanıtları sunduğunu belirtti. Bu durum, bazı süpernovaların gama ışınları spektrumunda da görünür ışık kadar parlak olabildiğini kanıtlayarak bu olayların incelenmesi için yeni bir pencere açıyor.

Bilim insanları, bu patlamalara olağanüstü gücü veren enerji kaynağını uzun süredir tartışıyordu. Teorilerin başında, tipik nötron yıldızlarından 1.000 kat daha güçlü manyetik alanlara sahip olan magnetarlar geliyor. Astronomlar, SN 2017egm'nin optik ve gama ışını özelliklerini analiz ederek farklı teorik modellerle karşılaştırdı. Yeni doğmuş bir magnetarın ürettiği ışık ve parçacıkların, süpernovanın genişleyen kalıntılarıyla nasıl etkileşime girdiğini inceleyen model, çarpıcı sonuçlar verdi.

Saniyede yüzlerce kez dönen yeni bir magnetarın, elektronlar ve bunların antimadde karşılığı olan pozitronlardan oluşan güçlü bir akış yarattığı öngörülüyor. "Magnetar rüzgar nebulası" adı verilen bu devasa enerjik parçacık bulutu içinde gerçekleşen etkileşimler, gama ışınlarının üretimini ve emilimini tetikliyor. Örneğin, bir elektron ve bir pozitronun birbirini yok etmesiyle gama ışını foton çiftleri oluşuyor ve bu süreç süpernovanın aşırı parlaklığının temelini oluşturuyor.