Bilim insanları, gezegenimizi, bedenlerimizi ve çevremizdeki hemen her şeyi oluşturan elementleri yıldızların nasıl ürettiğini anlamaya her zamankinden daha yakın. Yıldız patlamalarının bu süreçteki yeri de giderek daha netleşiyor.
İki ayrı makalede bildirilen yeni araştırmalar, yıldızların patlarken nasıl element ürettiğini ve süpernova patlamalarının bu elementlerin — ve yıldızların yaşamları boyunca ürettikleri diğer elementlerin — evrende nasıl yayıldığını inceliyor.
Astronomlar yüzyıllardır büyük kütleli yıldızların parlak süpernova ölümlerini inceliyor, ancak bu patlamaların nasıl ilerlediği hâlâ tam olarak anlaşılamıyor.
İlk makale süpernovaları araştırmak için bir yöntem ele alıyor. Bu yöntem, patlamalar sonucu oluşan ve süpernovalar solduktan uzun süre kalıcı olan radyoaktif bir element olan titanyum-44'ü kullanıyor. Araştırmacılar artık bir süpernovada ne kadar titanyum-44 oluştuğunu belirleyen deneysel kanıt topladı ve bu kozmik patlamaların bu elementten beklenenin %35 daha fazlasını ürettiğini buldu.
Bu bilgiyle bilim insanları artık süpernovaların sağlam bilgisayar modellerini geliştirebiliyor ve bu modelleri astronomik gözlemlerle karşılaştırabiliyor. Bu durum, patlamaların nasıl ilerlediğini anlamalarını çok daha yakına getirebilir.
"Alanının ne kadar ilerlediğini görmek heyecan verici," dedi Surrey Üniversitesi Nükleer Fizik Grubu'nda doktora sonrası araştırmacı Christopher Cousins bir açıklamada. "Bu tür bir ölçüm sadece birkaç on yıl önce ulaşılamaz addedilirdi, ancak şimdi astrofizikteki en büyük cevapsız sorulardan birine yeni bir bakış sağlıyor."
İkinci makale, Tip I süpernova adı verilen belirli bir yıldız patlaması türüne odaklandı. Bunlar, yoğun bir yıldız kalıntısı olan nötron yıldızının bir yoldaş yıldızdan madde çekmesiyle oluşur. Güneş'in bir ila iki katı kütlesini yaklaşık 12 mil (20 kilometre) genişliğinde bir cisme sıkıştıran bu yıldız cesedinin yoğun kütleçekimsel etkisi, çalınan yıldız maddesi yüzeyine çarptığında termonükleer bir patlamanın tetiklenmesine yol açar.
Bu patlamalar ağır elementler oluşturur ve X-ışını patlamaları şeklinde de ortaya çıkan inanılmaz miktarda enerji açığa çıkarır.
Michigan'daki Nadir İzotop Kirişleri Tesisi'nden (FRIB) gelen bu makalenin yazarları, X-ışını patlamalarını tetikleyen nükleer reaksiyonu daha önce mümkün olandan daha ayrıntılı inceledi.
Bu çalışma, süpernovalar sırasında nükleer maddenin geçici olarak hapsolması anlamına gelen sözde nikel-bakır döngüsünün uzun süredir tartışılan rolünü ortaya çıkardı. Bilim insanları daha önce X-ışını patlamaları sırasında maddenin nikel-bakır döngüsünde hapsolup hapsolmadığını bilmiyordu.
Araştırma bunun gerçekleştiğini, ancak yalnızca küçük oranlarda olduğunu gösteriyor. Bu durum bilim insanlarına Tip I süpernovaların nasıl ilerlediği konusunda daha net bir tablo sunuyor.
"Ondalıklarca yıllık araştırmaya rağmen, evrenin en spektaküler yıldız patlamalarından bazılarını besleyen nükleer reaksiyonları hâlâ tam olarak anlamıyoruz," dedi Surrey Üniversitesi'nden Gavin Lotay.
"Bu iki çalışma, bu patlamaların nasıl gerçekleştiğine dair çok daha net bir tablo sunuyor, modellerimizi astronomik gözlemlerle daha yakından karşılaştırmamıza olanak tanıyor ve kimyasal elementlerin nasıl yaratılıp evrende nasıl yayıldığının anlaşılmasına bizi yaklaştırıyor," diye ekledi.
İki makale, Physical Review Letters dergisinin Temmuz sayısında yayımlandı.
