Supernova partlayışı başlanğıcından saatlar sonra görüntüləndi

Supernova Sirləri Yeni Müşahidələrlə Açıqlanır: Ulduz Partlayışının Əsl Forması Məlum Oldu

Kainatın ən dramatik hadisələrindən biri olan supernova partlayışının detalları hələ də sirlərlə doludur və intensiv elmi müzakirələrə səbəb olur. Bu nəhəng ulduzlar partlayarkən dəqiq olaraq nə baş verir? Hansı əsas mexanizmlər işə düşür? Avropa Cənub Rəsədxanasının (ESO) Çox Böyük Teleskopu (VLT) ilə aparılan yeni müşahidələr bu sirlərdən bəzilərini aradan qaldırır.

Güclü teleskop supernova partlayışı başladıqdan cəmi 26 saat sonra bir supernovanı müşahidə etdi. Astrofiziklər ilk dəfə olaraq partlayan ulduz haqqında partlayışın ən erkən mərhələsindən müşahidə məlumatları əldə ediblər. Müşahidələr partlayışı ulduzun xarici səthinə çıxarkən qeydə alaraq onun əsl formasını üzə çıxardı.

SN 2024ggi: Tədqiqatın Fokusunda

Söhbət Type II növlü SN 2024ggi adlanan supernovadan gedir. Bu ulduz partlayışı təxminən 22 milyon işıq ili uzaqlıqda yerləşən NGC 3621 spiral qalaktikasında baş verib. Müşahidələr "An axisymmetric shock breakout indicated by prompt polarized emission from the type II supernova 2024ggi" başlıqlı yeni tədqiqat məqaləsində təqdim olunub. "Science Advances" jurnalında dərc olunan məqalənin baş müəllifi Pekin Tsinxua Universitetinin Fizika Departamentindən Yi Yanqdır.

Bir supernova partlayışı bir neçə mərhələdən keçir, lakin əsas hərəkət nüvənin çöküşü ilə başlayır. Bu zaman ulduzun nüvəsinin daxilində dəmir yaranır və bu maddə sintez yolu ilə enerji buraxa bilmir. Nüvə Çandrasekar limitinə çatdıqda, ulduzun xaricə doğru şüalanması onun öz cazibə qüvvəsinə qarşı dayana bilmir və nüvə içəriyə doğru çökür. Bu, nüvənin çöküş mərhələsidir.

Nüvə Sıçraması və Şok Dalğası Sirləri

Sonrakı mərhələ nüvənin sıçraması və şok dalğasının yaranmasıdır. Ulduzun daxilə doğru çökmüş xarici nüvəsi sıx daxili nüvəyə dəyir, ondan sıçrayır və güclü bir xarici şok dalğası yaradır. Bu mərhələ ilə bağlı hələ də cavabsız suallar mövcuddur.

Tədqiqatın müəllifləri məqalələrində qeyd edirlər: "Nəhəng ulduzların ölümü çökmə nəticəsində yaranan sıçrayış şoku ilə tetiklenir və bu şok ulduzu dağıdır. Belə bir şokun necə yaranıb ulduzda yayılması onilliklərdir davam edən bir tapmacadır." Şok dalğasının səthə çıxması ilə bağlı bu yeni məlumat həmin tapmacanın həllində mühüm rol oynayır. Baş müəllif Yanq mətbuat açıqlamasında deyib: "Bir supernova partlayışının həndəsəsi ulduz təkamülü və bu kosmik fişənglərin yaranmasına səbəb olan fiziki proseslər haqqında fundamental məlumatlar verir."

VLT Müşahidələrinin Bənzərsizliyi

SN 2024ggi ilk dəfə 2024-cü il aprelin 10-da ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System) tərəfindən aşkar edilib. Bir neçə saat sonra Yanq VLT-dən supernovanı müşahidə etməyi xahiş edib. Tədqiqatın həmmüəllifi, Almaniyada ESO astronomu Ditrix Baade bildirib: "İlk VLT müşahidələri ulduzun mərkəzi yaxınlığında partlayış nəticəsində sürətlənən maddənin ulduzun səthindən çıxdığı mərhələni qeydə aldı. Bir neçə saat ərzində ulduzun və onun partlayışının həndəsəsi müşahidə edilə bildi."

Supernova partlayışının sələf ulduzu klassik bir nüvə-çöküş supernovasının nümunəsi idi. Bu, 12-15 günəş kütləsi arasında olan qırmızı nəhəng ulduz idi. SN partlayışının dəqiq mexanizmləri hələ də qeyri-müəyyəndir və bu, astrofizikada bu fundamental məsələyə aydınlıq gətirmək üçün bir fürsət idi.

Şok Dalğası və Onun Formasının Aşkarlanması

Şok dalğasının səthi yarması əksər insanların supernova dedikdə təsəvvür etdiyi mənzərədir. Bu, böyük miqdarda enerji buraxır və supernovanın parlaqlaşdığı andır. Məhz bu zaman o, uzaq bir qalaktikadan belə müşahidə edilə bilir. Supernovaların altı ay ərzində səmanı işıqlandırdığı məlumdur.

Şok dalğasının səthə çıxmasının başlanğıcında qısa bir müddət ərzində onun forması görünür. Çox keçmədən şok dalğası ətrafdakı qazla toqquşaraq formasını dəyişir. VLT bu qısa müddəti ilk dəfə spekropolyarimetriya vasitəsilə müşahidə edib. Bu üsul işığın polyarizasiyasını müxtəlif dalğa uzunluqlarında ölçərək supernovanın maqnit sahələri, temperaturları və xüsusilə də forması, yəni həndəsəsi haqqında məlumat verir. Texas A&M Universitetinin professoru, həmmüəllif Lifan Vanq bildirib: "Spekropolyarimetriya partlayışın həndəsəsi haqqında digər müşahidə növlərinin təmin edə bilmədiyi məlumatları verir, çünki bu, çox kiçik bucaq miqyasındadır."

Partlayış Mexanizmlərinə Yeni Baxış

Məlumatlar ilkin material partlayışının zeytun formalı olduğunu göstərdi. Partlayış xaricə doğru yayıldıqca və ulduzun ətrafındakı maddəyə dəydikcə, forma yastılaşdı. Lakin atılan maddənin simmetriya oxu dəyişməz qaldı. Bu, partlayış mexanizmləri üçün mühüm bir ipucudur.

Dayanmış sıçrayış şokunun bütün ulduzun partlaması üçün kifayət qədər enerji toplaması üçün iki əsas rəqib model var. Bunlardan biri neytrino ilə idarə olunan, digəri isə reaktiv axınla (jetlə) idarə olunan mexanizmdir. Partlayışın həndəsəsi hansı mexanizmin işlədiyini müəyyən etməyə kömək edə bilər. Tədqiqatçılar məqalələrində yazırlar: "Şokun səthə çıxması ilə atılan maddənin genişlənməsini idarə edən partlayış mexanizmi arasındakı kritik əlaqə onların həndəsələrini müqayisə etməklə asanlaşdırıla bilər."

Neytrino ilə idarə olunan mexanizmdə şok dalğası, partlayan ulduzdan gələn neytrinoların dayanmış şokun arxasındakı maddəni qızdırması nəticəsində bərpa olunur. Modelləşdirməyə görə, bu, qeyri-bərabər qızdırma yaradır ki, bu da öz növbəsində konveksiyadakı qeyri-sabitliklər səbəbindən asferik bir ulduz partlayışına səbəb olur. Müəlliflər yazırlar: "Belə bir neytrino ilə idarə olunan partlayış sferik simmetriyanın pozulması ilə nəticələnərdi." Reaktiv axınla idarə olunan mexanizmdə ulduzun fırlanma oxu boyunca bipolyar axınlar buraxılır. Bu axınlar ulduz səthini deşir və modellər onların çox güclü ox simmetriyası olan partlayışlar yaratdığını göstərir. SN 2024ggi-nin VLT müşahidələri güclü simmetriya göstərdiyi üçün neytrino ilə idarə olunan mexanizmi dəstəkləmir.

Yanqın sözlərinə görə, "Bu tapıntılar bir çox nəhəng ulduzun partlayışını idarə edən ortaq fiziki mexanizmi, yaxşı müəyyən edilmiş ox simmetriyasını nümayiş etdirən və böyük miqyasda hərəkət edən bir mexanizmi göstərir." Bu, reaktiv axınla idarə olunan mexanizm, ya da bəlkə də daha nadir olan maqneto-fırlanma mexanizmləri ilə daha yaxşı izah olunur.

Supernova Modellerinin Təkmilləşdirilməsi

Bu tədqiqat supernova partlayışlarındakı nüvə sıçraması və şok dalğasının mümkün izahlarını daraltmağa kömək edir. O, həmçinin ulduz partlayışı modellərini təkmilləşdirmək üçün daha çox detallar əlavə edir.

Müəlliflər öz nəticələrində yazırlar: "SN 2024ggi-nin spekropolyarimetriyası, sürətli şokun səthə çıxması zamanı yayılan emissiya və SN-dən atılan maddələr tərəfindən paylaşilan, yaxşı müəyyən edilmiş simmetriya oxu nümayiş etdirən orta asferik bir partlayışı ortaya qoyur." Bu dəyişkənlik göstərir ki, kiçik miqyaslı qeyri-sabitliklərdən yaranan amorf/sferik quruluş əvəzinə, SN 2024ggi-nin nüvə çöküşü partlayışı, partlayışı ən erkən şokun səthə çıxmasından bütün atılan maddənin genişlənməsinə qədər formalaşdıran bir mexanizm tərəfindən idarə edilə bilər.

Həmmüəllif və ESO astronomu Ferdinando Patat bildirib: "Bu kəşf təkcə ulduz partlayışları haqqındakı anlayışımızı yenidən formalaşdırmır, həm də elmin sərhədləri aşaraq nələrə nail ola biləcəyini nümayiş etdirir. Bu, maraq, əməkdaşlıq və sürətli hərəkətin kainatımızı formalaşdıran fizika haqqında dərin anlayışlara yol aça biləcəyinin güclü bir xatırlatmasıdır."

24 saat