Bilim İnsanları Patlayan Yıldızların Davranışını Tanımlayan Bir Bilgisayar Programı Geliştirdi
A. R. Hill
Thomas J. Watson Research Center
P.O. Box 218
Yorktown Heights, NY 10598
En görkemli yıldız olaylarından biri, bir yıldızın patlamasından sonraki ilk 40 gün içinde meydana gelir. Süpernova olarak adlandırılan bu dev ölmekte olan yıldızlar, tüm bir galaksideki yıldızların toplam parlaklığını aşan bir ışınırlığa ulaşabilir. Bu inanılmaz derecede yoğun ışık, sonunda bir yıl veya daha uzun süre devam eden, daha zayıf bir ışık “kuyruğu”na dönüşür.
Belirli türdeki yıldızların yaşam döngüsünün birçok yönü üzerinde genel bir uzlaşı olmasına rağmen, süpernovalar ve bunların nedenlerine ilişkin açıklamalar hâlâ yoğun bilimsel tartışmaların konusudur. Şimdi bir grup bilim insanı, yıldızların patladıktan sonraki ilk 40 gün içindeki genel davranışını tanımlayan bir bilgisayar modeli geliştirmiştir. Yıldız evriminin anlaşılmasını ilerletmede büyük yarar potansiyeline sahip olan bu model, İtalyan gökbilimcilerden oluşan bir ekip tarafından başlangıçta toplanıp düzenlenen 38 Tip 1 süpernovanın gerçek gözlemleriyle karşılaştırıldığında “cesaret verici bir uyum” göstermiştir.
Tip 1 süpernova, patlayan yıldızın yaydığı ışığın spektrumunda hidrojenin varlığına dair hiçbir kanıt bulunmayan bir süpernovadır. Bunun ötesinde, hidrojen karakteristiği taşıyan ışık yayan süpernovaların tek bir tür olarak mı kabul edilmesi gerektiği yoksa dört türe mi ayrılması gerektiği bilimsel bir tartışma konusudur. Her hâlükârda, gözlemlenen tüm süpernovaların yaklaşık yarısı Tip 1 kategorisine girmektedir. Yılda yaklaşık 10 Tip 1 süpernova gözlemlenmektedir.
Süpernova davranış modeli, New York, Yorktown’daki IBM Thomas J. Watson Research Center’dan Gordon Lasher tarafından tasarlanmış ve Yorktown Center’da doktora sonrası görevlerde bulunan iki bilim insanı ile birlikte ayrıntılandırılmıştır: Maryland Üniversitesi’nden Alan Karp ve Princeton Üniversitesi’nden Kwing Lam Chan. Bu çalışmanın genel kavramı, Araştırma Merkezi’nde bulunan bir başka ziyaretçi olan Paris Üniversitesi’nden Charlotte Gordon’un çalışmalarına dayanmaktadır.
Lasher, “Model, bir yıldızın yaşamının sonunda nasıl bir durumda olduğuna dair nicel bir anlayışa doğru bir başlangıç sunuyor,” diyor. “Bu, evrenin nasıl evrildiğine ilişkin yapbozun bir parçası daha. Ancak denklemler, belirli bir yıldızın tam olarak ne zaman patlayacağını bize kesin olarak söylemiyor.”
Bir süpernovadaki olaylar dizisi o kadar karmaşık görünmektedir ki, olguları bilgisayar için matematiksel olarak kabul edilebilir terimlere indirgemek son derece zor, hatta imkânsız olabilir. Ancak, 1972 yılında Hale Gözlemevleri’nde çalışan araştırmacılar tarafından elde edilen Tip 1 bir süpernovanın ilk kalibre edilmiş tayflarının analizi, daha basit bir mekanizmanın devrede olabileceğini göstermiştir; yani yayılan ışık enerjisindeki hızlı artışın neredeyse tamamen yıldızın çekirdeğinin çökmesinden kaynaklandığı ve bunun sonucunda helyum gazından oluşan, patlayıcı biçimde genişleyen bir zarfın meydana geldiği anlaşılmıştır.
Çökmüş çekirdek kuramını kabul eden bilim insanları, modellerini yalnızca üç parametreye dayandırabilmişlerdir: çöken çekirdeğin saldığı toplam enerji miktarı, genişleyen helyum zarfının kütlesi ve bu zarfın başlangıç yoğunluğu. Sonuç, gözlemlenen 38 süpernovanın ilk ayına ait kaydı karşılayan yaklaşık parabolik bir eğridir. Bu süreden sonra, denklemlerin açıklayamadığı bir ışık yayımı azalışı görülmektedir.
“Yıldız evriminin son aşamaları hakkında hâlâ büyük ölçüde gizem bulunmaktadır,” diyor Lasher. “Modelimizin daha ileri araştırmaların önünü açmasını umuyoruz.”
Sonunda Lasher ve çalışma arkadaşları, modellerini gaz zarfının hangi hızla genişlediğini tanımlayacak şekilde genişletmeyi ummaktadır. Süpernova modeli, bir IBM System/360 Model 91 bilgisayarı kullanılarak geliştirilmiştir. Şu anda daha ileri hesaplamalar yapmak için bir IBM System/370 Model 168 bilgisayarı kullanılmaktadır.