Araştırmacılar, ikili yıldız sistemi CPD-29 2176’yı (burada gösterilmektedir) inceleyerek, yıldız tozu olarak en erken başlangıcımıza dair yeni ipuçlarını ortaya çıkarıyor. Bilim adamları, şu anda Galaksi’de muhtemelen sadece 10 kadar bu tür yıldız sistemi olduğunu tahmin ediyorlar. Kredi: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Uzay motoru/M. Zamani
Embry-Riddle Havacılık Üniversitesi Prescott, Arizona kampüsünde lisans öğrencisi olan Clarissa Pavao, dağlar kadar astronomik veriyi inceledikten sonra ön analizini sundu. Akıl hocasının yanıtı hızlıydı ve tamamı büyük harflerle yazılmıştı. “BİR Yörünge VAR!” yazdı.
Uzay Fiziği alanında kıdemli bir bölüm olan Pavao, büyük bir şeyin parçası olmak üzere olduğunu fark ettiğinde, hakemli Nature dergisinde yayınlanan, nadir bir ikili yıldız sistemini alışılmadık bir şekilde tanımlayan bir makale. özellikler.
1 Şubat 2023’te yayınlanan ve Embry-Riddle’da Fizik ve Astronomi alanında yardımcı doçent olan Dr. Noel D. Richardson ile birlikte yazılan Nature makalesinde, ikiz yıldız sistemi anlatılmaktadır. X-ışınları ile aydınlık ve kütle olarak yüksek. Tuhaf bir şekilde dairesel bir yörüngeye sahip olan (ikili dosyalar arasında bir tuhaflık) ikiz sistem, patlayan bir yıldızın veya süpernovanın, bozuk bir havai fişeğe benzer şekilde olağan patlama olmadan söndüğünde oluşmuş gibi görünüyor.
İkili sistemin yuvarlak yörüngesi bir anahtardı. araştırmacıların ikili sistemdeki ikinci yıldızı tükenmiş veya “ultra soyulmuş” bir süpernova olarak tanımlamasına yardımcı olan ipucu. Genellikle, bir yıldız nükleer yakıtının tamamını tükettikten sonra, bir süpernova olarak uzayda patlamadan önce çekirdeği çöker. Bu durumda Richardson, “Yıldız o kadar tükenmişti ki, patlamanın yörüngeyi benzer ikili dosyalarda görülen daha tipik eliptik şekle sokmaya yetecek kadar enerjisi bile yoktu.”
{9 }Bu infografik, ilk kilonova atası olan yıldız sistemi CPD-29 2176’nın evrimini göstermektedir. Aşama 1, ikili yıldız sisteminde iki büyük mavi yıldız oluşur. Aşama 2, iki yıldızdan daha büyüğü ömrünün sonuna yaklaşıyor. 3. Aşama, iki yıldızdan daha küçüğü, daha büyük, daha olgun arkadaşından materyali çeker ve onu dış atmosferinin çoğundan sıyırır. 4. Aşama, daha büyük yıldız, ultra-sıyrılmış bir süpernova oluşturur, bir yıldızın ömrünün sonuna doğru patlaması, daha normal bir süpernovadan daha az “tekme” ile gerçekleşir. Aşama 5, şu anda gökbilimciler tarafından gözlemlendiği gibi, önceki süpernovadan kaynaklanan nötron yıldızı, ikili çift üzerindeki tabloları çevirerek, arkadaşından malzeme çekmeye başlar. 7. Aşama, dış atmosferinin büyük bir kısmının kaybedilmesiyle birlikte, eşlik eden yıldız da ultra-sıyrılmış bir süpernovaya maruz kalır. Bu aşama yaklaşık bir milyon yıl içinde gerçekleşecek. Aşama 7, karşılıklı yakın yörüngede bulunan bir çift nötron yıldızı, bir zamanlar iki büyük yıldızın olduğu yerde şimdi duruyor. Aşama 8, iki nötron yıldızı birbirine doğru sarmal hareket ederek yörünge enerjilerini zayıf yerçekimi radyasyonu olarak bırakır. Aşama 9, bu sistemin son aşaması, her iki nötron yıldızı çarpışarak Evrenimizdeki ağır elementlerin kozmik fabrikası olan güçlü bir kilonova üretir. Kredi: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld
Biz Stardust’uz
İkili sistemin adı kulağa bir plaka gibi geliyor: CPD-29 2176. Araştırmacılar, şu anda Galaksi’de bu türden yalnızca 10 kadar yıldız sistemi olduğunu tahmin ediyor. Sunmak. Bunu inceleyerek, yıldız tozu gibi en eski başlangıçlarımıza dair yeni ipuçlarını ortaya çıkarıyorlar.
“Bu nesnelere baktığımızda, zamanda geriye doğru bakıyoruz,” diye açıkladı Pavao. “Evrenin kökenleri hakkında daha fazla bilgi sahibi oluyoruz, bu da bize güneş sistemimizin nereye gittiğini gösterecek. İnsanlar olarak, bu yıldızlarla aynı elementlerle yola çıktık.”
Richardson, CPD-29 2176 gibi ikili sistemler olmasaydı Dünya’daki yaşamın çok farklı olacağını ekledi. “Bunun gibi sistemlerin, sonunda birleşip evrene fırlatılan ağır elementleri oluşturan ikili nötron yıldızlarına dönüşmesi muhtemeldir” dedi. “Bu ağır elementler, yaptığımız gibi yaşamamıza izin veriyor. Örneğin, altının çoğu, incelediğimiz ikili sistemdeki süpernova kalıntısına veya nötron yıldızına benzer yıldızlar tarafından yaratılmıştır. Astronomi, dünya ve onun içindeki yerimiz hakkındaki anlayışımızı derinleştiriyor.”
İstikrar Kazandırır
Proje, Pavao’nun Richardson’ın ofisine uğramasıyla başladı. bir araştırma deneyimi puanlama umutları.Be yıldızı, gökyüzünde büyük bir X-ışını parlaması üreten başka bir yıldızla aynı konumda bulunuyordu. Muhtemelen “yumuşak gama tekrarlayıcı” olarak adlandırılan bir şey olan bu flaş, astronomların dikkatini çekmiş ve Richardson ve diğerlerinin teleskop verileri istemesine yol açmıştı.
Pavao, Be yıldızının tayfını çizdi, ancak önce temizlemesi gerekiyordu. verileri daha az gürültülü olacak şekilde yükseltin. “Teleskop bir yıldıza bakar ve bu yıldızı oluşturan unsurları görebilmeniz için tüm ışığı alır,” dedi, “ancak Be yıldızlarının etraflarında madde diskleri olma eğilimindedir. Tüm bu şeylerin içini doğrudan görmek zor.”
İsrar meyvesini verdi: Pavao, yıldız tayflarını analiz edebilmek için veri işleme ve bilgisayar kodlaması hakkında daha fazla şey öğrenmeyi başardı. O ve Richardson, yıldızdan gelen ve etrafındaki diskten etkilenmeyen basit bir çizgi buldular. Grafiğinin bir dağılım grafiği olduğunu düşündü. Richardson aksini düşündü ve tamamı büyük harfli e-postasını istedi. Pavao’nun verilerini hızlı bir şekilde özel bir bilgisayar programına sığdırdıktan sonra, yıldız için bir yörünge bulduklarını fark etti, ancak bu beklenenden farklıydı. Daha fazla veri işleme, bir yıldızın gerçekten de yaklaşık 60 günde bir diğerinin etrafında bir daire çizdiğini ortaya çıkardı.
Pavao, Richardson’ın “Bu sadece basit bir ikili sistem değil” dediğini hatırlıyor.
{3 }İşbirliği Önemlidir
Auckland Üniversitesi’nden Nature raporunun ortak yazarlarından ve ikili yıldız sistemlerini ve bunların evrimini anlama konusunda önde gelen bir uzman olan Jan J. Eldridge giriyor. Eldridge, Richardson’ın isteği üzerine binlerce ikili yıldız modelini inceledi ve kendisinin ve Pavao’nun üzerinde çalıştıklarına benzer yalnızca iki tane buldu.
Daha sonra Eldridge ve meslektaşları, iki ikili sistem yıldızının yaşam döngüsünü çizerek açıkladılar. Süpernova kalıntısının, o da birikmeye başlayana kadar Be yıldızının üzerine nasıl şişip kütle boşalttığını. Sonunda, süpernova patlayarak arkasında bir nötron yıldızı bırakan düşük kütleli bir helyum yıldızı oldu, ancak kütlesinin o kadar büyük bir kısmını Be yıldızına aktarmıştı ki, patlama cansızdı.
“Temel olarak, biz Pavao, ultra-sıyrılmış süpernovanın Be yıldızıyla nasıl etkileşime girdiğini ve bu tuhaf yaşam döngüsü aşamalarından nasıl geçtiğini öğrendik” dedi. “Gelecekte bir noktada, bu Be yıldızı aynı zamanda döngü devam ederken bir süpernova nötron yıldızı olacak. Bundan milyonlarca yıl sonra, iki nötron yıldızı içeren bir ikili sistem haline gelecek.”
İleriye Bakış
Belleville, Illinois’li olan Pavao, bilim odaklı bir ailede büyüdü. Babası bir bilgisayar bilimcisi ve annesi bir jeolog ve amatör gökbilimcidir.
Pavao, Embry-Riddle’daki lisans yıllarında SETI’de (Dünya Dışı Zeka Arayışı) bir lisans araştırma deneyimini tamamlama şansı buldu. “Contact” filminde aktris Jodi Foster’ın canlandırdığı Jill Tarter dahil olmak üzere bilim insanlarıyla tanıştığı Enstitü.
Pavao, “Hayatı değiştiren bir deneyimdi,” dedi. “Hayatımın ilerleyen zamanlarında, bu gözlemevine gittiğimi ve uzaydan gelen tekno-imzaları aradığımı söyleyebileceğim.” Pavao, araştırmasına rehberlik ettiği ve başarılı olması için ona güven verdiği için Richardson’a da itibar ediyor. Başlangıçta farklı bir ana dalda kayıtlı olan Pavao, Richardson’ın astronomi projesine dahil olana kadar “matematik ve bilimde berbat” olduğuna dair yanlış bir inanca sahipti. “Öğrencilerinin kağıt üzerinde olması için baskı yapıyor” dedi. “Bu benim için büyük bir fark yarattı.”
Önümüzdeki baharda mezuniyet yaklaşırken, Pavao lisansüstü okul seçeneklerini değerlendiriyor. Bir fizik odağı hakkında düşünüyor. “Süper bilgisayarlar kullanarak karanlık maddeyi incelemek ne kadar havalı olurdu?” diye soruyor.
Bu araştırma hakkında daha fazla bilgi için, Tanımlanan İlk Kilonova Progenitör Sistemine bakın.
Referans: “Ultra sıyrılmış bir süpernovadan türeyen yüksek kütleli bir X-ışını ikili dosyası”, Noel D . Richardson, Clarissa M. Pavao, Jan J. Eldridge, Herbert Pablo, André-Nicolas Chené, Peter Wysocki, Douglas R. Gies, George Younes ve Jeremy Hare, 1 Şubat 2023, Nature.
DOI: 10.1038 /s41586-022-05618-9
Richardson, Pavao ve Eldridge’e ek olarak, Nature yazısı, “Ultra şeritli bir süpernovadan türeyen yüksek kütleli bir X-ışın ikili dosyası” (20 Şubat 1 Ekim 2023), Amerikan Değişken Yıldız Gözlemcileri Derneği’nden Herbert Pablo’nun ortak yazarıdır; André-Nicolas Chené, İkizler Gözlemevi; Peter Wysocki ve Douglas R. Gies, CHARA ve Georgia Eyalet Üniversitesi; Georges Younes, George Washington Üniversitesi; ve Jeremy Hare, NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi.
Pavao’nun araştırması, Embry-Riddle Lisans Araştırma Enstitüsü ve Arizona Uzay Hibe programı tarafından desteklendi.Spektroskopi verileri, NOIR Lab programları 2018B-0137 ve 2020A-0054 aracılığıyla toplanmıştır.
.