Pa 30 bulutsusu: 1181'deki konuk yıldızın havai fişeğe benzeyen kalıntısı

İlk bakışta bir yılbaşı havai fişeğini andırıyor: merkezdeki parlak bir noktadan her yöne uzanan ince, ışıklı çizgiler. Oysa Hawai'i'deki Gemini North Teleskobu'nun görüntülediği bu yapı, yaklaşık 845 yıl önce gökyüzünde beliren bir yıldız patlamasının kalıntısı. Pa 30 adlı bulutsu, NASA'nın 7 Ekim tarihli Günün Astronomi Görüntüsü seçkisinde yer aldı ve gökbilimin en ilginç "eski dosyalarından" birini yeniden gündeme taşıdı.

Tarih kitaplarındaki konuk yıldız

1181 yılının Ağustos ayı başında Kraliçe (Cassiopeia) takımyıldızı yönünde, daha önce orada olmayan parlak bir yıldız belirdi. Çinli ve Japon gökbilimciler bu "konuk yıldızı" sekiz ayrı metinde kayda geçirdi; kaynaklara göre yıldız yaklaşık 185 gün boyunca, diğer yıldızlara göre hiç yer değiştirmeden görünür kaldı. Hareket etmemesi, bunun bir kuyruklu yıldız ya da gezegen değil, Samanyolu içindeki bir yıldız olayı olduğunu gösteriyordu. Bugün SN 1181 olarak bilinen bu olay, teleskop öncesi dönemde Samanyolu'nda güvenle tanımlanmış birkaç süpernovadan biri.

Ancak kalıntısını bulmak uzun sürdü. Onlarca yıl boyunca 3C 58 adlı süpernova kalıntısı bu patlamayla eşleştirildi. Daha sonraki ölçümler 3C 58'in birkaç bin yaşında olduğunu gösterince bu bağ zayıfladı ve SN 1181 yeniden "sahipsiz" kaldı.

Bir amatörün keşfi

Çözüm beklenmedik bir yerden geldi. Amerikalı amatör gökbilimci Dana Patchick, 2013'te NASA'nın WISE kızılötesi tarama uydusunun verilerinde gezegenimsi bulutsu ararken neredeyse yuvarlak, sönük bir bulutsu fark etti. Patchick'in taramalarında bulunan otuzuncu bulutsu olduğu için Pa 30 adını aldı. 2021'de yapılan çalışmalar, bulutsunun konumunun ve yaşının 1181 kayıtlarıyla örtüştüğünü ortaya koydu. Sonraki gözlemler bulutsunun yaklaşık 2,3 kiloparsek, yani yaklaşık 7.500 ışık yılı uzakta olduğunu gösterdi. 2024'te Keck Teleskobu ile yapılan genişleme ölçümleri de patlama tarihini hesaplayarak tarihî kayıtlarla uyumlu bir sonuç verdi.

Sıra dışı bir patlama türü

Pa 30'u özel kılan, onu yaratan patlamanın türü. Gökbilimciler bu olayı Tip Iax olarak sınıflandırıyor. Bu, sıradan süpernovalardan daha sönük ve yıldızın tamamen parçalanmadığı, ardında bir "artık" bıraktığı düşünülen nadir bir patlama türü. En güçlü açıklama, iki beyaz cücenin birleşmesi. Pa 30, Samanyolu'nda ayrıntılı incelenebilen tek Tip Iax kalıntısı olarak öne çıkıyor.

Merkezdeki yıldız da en az patlama kadar tuhaf. Yaklaşık 200.000 kelvin sıcaklığıyla bilinen en sıcak yıldızlar arasında yer alıyor ve büyük ölçüde karbon ile oksijenden oluşan, saniyede yaklaşık 16.000 kilometre hızla esen güçlü bir rüzgâr üretiyor. Bulutsunun kendisinde ise hidrojen ve helyum neredeyse hiç yok; buna karşın kükürt ve argon bakımından zengin.

İnci taneleri gibi düğümler

Görüntüdeki en dikkat çekici ayrıntı, merkezden dışarı doğru uzanan ışınsal filamanlar. Bu ince iplikler 2023'te kükürt ışığında belirgin biçimde fark edildi. 2024'te Keck Gözlemevi'ndeki bir tayf ölçeriyle yapılan gözlemler, filamanları ilk kez üç boyutlu olarak haritalayıp bir karahindiba çiçeğini andıran küresel bir yapı ortaya koydu. Filamanların büyük olasılıkla merkezdeki yıldızın güçlü rüzgârıyla biçimlendiği düşünülüyor. Yakından bakıldığında bu iplikler, inci gibi dizilmiş düğümlerden oluşuyor; her düğümün çapı yaklaşık 4 ışık günü, yani Güneş ile Neptün arasındaki uzaklığın birkaç katı.

Böyle düzenli, ışınsal bir yapı başka süpernova kalıntılarında görülmüyor. Filamanların ne zaman ve nasıl oluştuğu, neden bu kadar düz çizgiler halinde uzandığı henüz tam olarak açıklanabilmiş değil.

Neden önemli?

Beyaz cüce birleşmeleri, evrendeki ağır elementlerin bir bölümünün kaynağı olarak görülüyor ve bazı süpernova türlerinin arkasındaki mekanizma olabilir. Pa 30, böyle bir olayın sonrasını yalnızca birkaç yüz yıl sonra ve yakından inceleme olanağı sunuyor. Üstelik tarihî kayıtlar sayesinde patlamanın tarihi yaklaşık olarak bilindiğinden, kalıntının genişleme hızı ve yapısının gelişimi hassas biçimde hesaplanabiliyor.

Konunun bir de kozmolojik boyutu var. Beyaz cücelerin patlamasıyla oluşan Tip Ia süpernovaları, parlaklıkları birbirine çok benzediği için evrendeki uzaklıkları ölçmekte "standart mum" olarak kullanılıyor. Tip Iax olayları ise bu ailenin daha sönük, sıra dışı akrabaları. Bu tür patlamaların nasıl gerçekleştiğini anlamak, standart mumlarla yapılan ölçümlerin güvenilirliğini değerlendirmek açısından da önem taşıyor.

Kısaca

• Pa 30, 1181'de Çin ve Japon kayıtlarına geçen "konuk yıldız"ın kalıntısı.
• 2013'te bir amatör gökbilimci tarafından WISE verilerinde keşfedildi.
• Patlama, iki beyaz cücenin birleşmesiyle oluştuğu düşünülen nadir bir Tip Iax süpernovası.
• Merkezdeki yıldız yaklaşık 200.000 kelvin sıcaklığında; filamanlardaki düğümler 4 ışık günü çapında.