#

Yıldızların Ölümü Nasıl Gerçekleşir?

Yıldızlar evrenimizde bolca bulunan, ışıl ışıl parlayan devasa plazma toplarıdır. Bu yazımızda öncelikle kısa bir şekilde yıldızların türlerine ve nasıl oluştuğuna bakacağız ve ardından asıl konumuz olan yıldızların ölümüne geçeceğiz

Yıldızlar Nasıl Doğar?

Evrende bulunan devasa Nebulalar genellikle yakın yıldız geçişi veya yakın bir süpernova patlamasının etkisiyle bazı noktalarda yoğunlaşmaya ve toplanmaya başlar. Bu toplanma etraftaki daha çok maddeyi çeker ve merkezdeki basıncı ve ısıyı arttırır. Milyonlarca yıl sonra bu ısı ve basınç öyle artmış olur ki merkezde nükleer füzyon başlatır ve yıldızımız doğmuş olur.

Tam bir yıldız doğum noktası olan Kartal Nebulası

Bir yıldızın oluştuktan sonra, ölüm sürecine başlamadan önceki dönemine Anakol Evresi denir. Anakol yıldızları 7 türde incelenir. Bunlar; O, B, A, F, G, K ve M harfleriyle sembolize edilirler. Bu harfler, anakol yıldızının kütlesini ve aynı zamanda tayf türünü sembolize eder.

Kırmızı Cüce Yıldızlar (M Tayf Sınıfı)

Güneş’in %7.5 ile %60 ı arasında bir kütleye sahiptir. Ömürleri 70 milyar yıl ile bir kaç trilyon yıl arasında değişen yıldızlardır.

Turuncu Yıldızlar (K Tayf Sınıfı)

Güneş’in %60’ı ila %85’i kadar kütleye sahiptir. 20-60 milyar yıl arası bir süre yaşayan yıldızlardır.

Sarı Yıldızlar (G Tayf Sınıfı)

Güneş’in kütlesinin %85’i ile, 1.1 katı arasında kütleye sahiptir. Kütlelerine göre 8 ile 13-15 milyar yıl arası yaşayan yıldızlardır.

Beyaz Yıldızlar (A ve F Tayf Sınıfı)

Güneş’in 1.5’i ile 2.5’i arasında kütleye sahiptir. Yaklaşık 300 milyon yıl ile dört milyar yıl arası yaşayan yıldızlardır.

Mavi -Beyaz Dev yıldızlar (O ve B Tayf Sınıfı)

Güneş’in 3.5 ile 120 katı kütleye sahiptir. Kütle miktarındaki değişime göre 1 ila 150 milyon yıl arası yaşayan yıldızlardır.

Yıldız Türleri

Bir Yıldız Nasıl Çalışır

Bir yıldız çekirdeğinde muazzam şekilde ısı ve basınç oluşturur. Bu, çekirdekte nükleer füzyon oluşmasına neden olur. Füzyon sırasında hidrojenden oluşan yıldızımız çekirdeğinde ki hidrojeni helyuma dönüştürür. Füzyon sonucu oluşan enerji çekirdekten dışarı doğru bir basınç oluştururken, yıldız kendi kütle çekimi yüzünden kendi içine çökmeye çalışır. Bu iki kuvvet birbirini dengeler ve bu sayede yıldızımız parlamaya devam eder. Bu dengeye “hidrostatik denge” denir. Anakol evresinde yıldız bu dengeyi korur ama Evrende ki her şey gibi yıldızımızın da sonu gelicektir.

Hidrostatik Denge

Kahverengi Cüce:

Boyutuna göre (yıldızın kütlesi ne kadar küçükse ömrü daha uzun olur) değişse de yüz milyarlarca yıl yaşamış kırmızı cüce yıldızımız çekirdeğinde ki helyumu bitirir, nükleer füzyon durur ve hidrostatik denge bozulur. Artık hakim güç yıldızın kendi kütle çekim kuvvetidir. Bu noktada kütlesi diğer yıldızlara göre daha küçük olan yıldızımız diğer yıldızlardan farklı bir sona gider. Yıldızımız kütle çekimi yüzünden sıkışır ancak bu sıkışma fazla ilerleyemeden durur. Bunun sonucunda hala sıcak ve parlak olan yıldızımız milyarlarca yıl boyunca soğuyarak bir kara cüce (black dwarf) oluşturur.

Kara cücemiz 10 milyar yıl boyunca da soğumaya devam eder. En sonunda kara cücemiz bir kahverengi cüceye dönüşür ve artık bir gaz devi gezegenden bir farkı yoktur. Yaklaşık 13.7 milyar yıldır var olan evrenimiz de daha önce hiçbir yıldız kahverengi cüceye dönüşmedi.

Kahverengi Cüce

Beyaz Cüce:

Boyutları Güneşin yaklaşık 0.6 ve 8 katı arasında olan yıldızlar aynı kırmızı cüce yıldız gibi anakol evresini çekirdeğinde nükleer füzyon yaparak hidrostatik dengesini korur, anakol evresini sağlıkla geçirir. Güneşin de dahil olduğu bu grup arkasında mükemmel bir iz bırakarak sessizce ölürler. Anakol evresi sonunda çekirdeğinde artık hidrojen bulunmayan yıldızımız kendi kütle çekimi altında ezilmeye başlar. Tam bu noktada kırmızı cüce yıldızında yaşamadığımız bir olay yaşanır. Kütle çekimi az olan kırmızı cüce yıldız kütle çekimi yüzünden sıkışsada bu sıkışma şimdi görüceğimiz olaya yeticek kadar sıkışmamıştı.

Bu noktadan itibaren baş role Güneşi koyalım ve yaşanıcak olayları anlatmaya devam edelim. Kendi kütle çekim kuvvetine yenilen Güneşin çekirdeği o kadar ısınmış ve yüksek bir basınçaltında kalmıştır ki çekirdekte nükleer füzyon tekrar başlar. Ancak bu sefer çekirdekte hidrojen değil nükleer füzyon sonucu oluşmuş helyum vardır. Helyum çekirdek içerisinde karbona dönüşür ve ortaya çıkan enerji, hidrojen füzyonundan oldukça yüksektir. Hemde bu sırada çekirdek etrafında füzyona girmemiş hidrojen de birden bu füzyona katılır. Bu olaylar yıldızın kütle çekiminden çok daha yüksektir. Güneş bu enerji yüzünden şişmeye başlıyacak ve şimdiki boyutundan 100 katı bir boyuta ulaşabilicek. Bunun sonucunda Dünyaya ne olucağını yazımızın ilerleyen bölümlerinde anlatacağız. Devasa boyutlara ulaşan Güneş artık bir “Kırmızı Dev” olmuştur.

Güneş’in şimdiki ve kırmızı dev evresindeki boyutunun karşılaştırması

Ancak şimdi başka bir sorun vardır. Çok büyük boyutlarda genişleyen Güneşin çekirdeğinde nükleer füzyon durur. Çünkü Güneşin çekirdeğinin maruz kaldığı basınç ve ısı azalmıştır. Kütle çekim tekrar hakim güç olur ve çekirdeği sıkıştırır. Bu sıkışma tekrar füzyon başlatır ve Güneş tekrardan şişer. Bu olaylar sırasında güçlü Güneş rüzgarları Güneşin dış katmanlarının bir kısmını uzay boşluğuna saçar.

Bir noktada yıldızımızda ki enerji öyle muazzam bir noktaya çıkar ki çekirdek dışında füzyona girmemiş helyum da füzyona girer. Yıldız bu enerji sonucunda tüm dış katmanlarını uzaya saçar. Bu oluşuma gezegenimsi nebula ismi verilir.

Allbel 39 gezegenimsi nebulası ve merkezdeki Beyaz Cüce

Nebulanın tam ortasında helyum füzyonu ile karbondan oluşan ve kendi içinde çökmüş, muazzam ısı ve yoğunlukta bir yıldız kalır .Bu yıldız bir “Beyaz Cücedir”. Çekirdek çökme sırasında dejenere elektron basıncı dediğimiz çekirdeğin daha da çökmesini engelleyecek bir basınç ile karşılaşır ve çökme durur. Güneşin ardında bırakacağı beyaz cüce yaklaşık Dünya boyutunda olucak. Beyaz cüce artık füzyon yapmasada hala çok sıcaktır ve soğuması sadece ışınım yoluyla olucağı için bu milyarlarca yıl sürecektir. Bu süreç sonunda da elimizde devasa bir elmas kalmıştır. Karbon soğurken kristalleşir ve bildiğimiz elması oluşturur.

Beyaz Cüce Yıldız

Güneşin ve Beyaz Cüceye dönüşerek ölecek yıldızların nasıl öleceğinin animasyon

Nötron Yıldızı

Güneş’in yaklaşık 8 katı büyük olan yıldızlar evrenin en gürültülü ve en güçlü ölümlerini yaşarlar. Bu ölüm etrafındaki her şeyi yok edicek olsa da başka bir sürü şeye hayat vericektir.

Bu boyuttaki yıldızlar aynı Güneş gibi anakol evresini tamamlar ve kırmızı deve dönüşüp geri sıkışıcağı ölüm evresi başlar. Ancak burda bir farklılık vardır. Mükemmel bir basınç ve ısı oluşturabilen yıldızımız füzyonu helyum veya karbonda bırakmaz. Sırasıyla hidrojen, helyum, karbon, neon, oksijen, magnezyum, silisyum füzyonu yapar. Bu sıra aynı zamanda en hafiften en ağır elemente giden bir sıralamadır, yani silisyum füzyonu da bittikten sonra ortaya çıkan demir çekirdekte onun üstünde de sırasıyla saydığımız bu elementler vardır. Demir füzyonu yapılmamasının sebebi demirin çok kararlı bir element olmasıdır. Her füzyonla çok daha fazla enerji, sıcaklık ve basınç oluşturan yıldızımız bile demir füzyonu yapamaz. Bunun için çok daha fazla enerji gerekir. Aslında bu denli büyük bir enerjiyi neyin oluşturabiliceğini yazımızda söyledik. Aslında biliyorsunuz.

Eta Carinea yıldızı Güneş’in 150 katı kütleye sahip ve anlattığımız ölümü yaşayacak bir yıldızdır. Yıldız çok dengesiz olduğu için yıldız rüzgarlarıyla kütle kaybetmiş ve etrafında bir gezegenimsi nebula oluşmuştur

Artık füzyon yapamayan yıldızımız kütle çekimi tarafından ezilmeye başlar. Beyaz cüce yıldızlarda bu sıkışmayı dejenere elektron basıncı durdurabilmişti. Ancak bu sefer çekim kuvveti elektron basıncından çok daha kuvvetlidir. Bu çöküş mükemmel bir hızla devam eder ve artık o kadar sıkışmıştır ki çekirdekte ki proton ve elektronlar birleşerek nötron oluştururlar. Bu noktada kütle çekimine bir karşı kuvvet daha ortaya çıkar. Kuantum mekaniği ile ilgili bir durum nötronların daha fazla sıkışmasına engel olur. Bu noktada yıldız bir beyaz cüceden bile daha yoğundur ve bu çöküş çekirdekten dışarıya doğru bir kütle çekimsel şok dalgası, mükemmel bir enerji yayar. Bu güç mükemmel bir hızda yıldızı dağıtır. Dağılan dış katmanlar birbiriyle bu hızda çarpışınca ortaya çıkan ısı demir füzyonu yaşanmasını sağlar. Bu patlamanın ismi süpernovadır. Başta söylediğimiz gürültülü ölüm ve daha sonra aslında biliyorsunuz dediğimiz demir füzyonunun ihtiyaç duyduğu enerjiyi sağlayacak patlama.

Cassiopeia-A Süpernova Kalıntısı

Peki ya bir nötron topuna dönüşmüş, süpernovaya sebep olmuş çekirdeğimize ne oldu? Çekirdek artık bir nötron yıldızıdır.Nötron yıldızları da evrendeki en güçlü yapılardan biridir. Eğer onun hakkında daha fazla sey öğrenmek istiyorsanız şu yazımızı okuyabilirsiniz. Ancak yazımız yıldızların ölümü olduğu için bir nötron yıldızının da nasıl öldüğünü anlatalım. Nötron yıldızı artık enerji üretmediği için milyarlarca yıl boyunca soğuyarak (bu soğuma o kadar üzün sürer ki nötron yıldızları evrende ki en uzun yaşıyacak yıldızlar arasındadır) bir nötron topuna dönüşecektir.

Nötron Yıldızı

Kara Delik

Bir kara deliğin fizik kurallarına göre oluşmaması gerekir. Uzay ve zamanı büken ve Evren de hakkında en az şey bildiğimiz şey. Bir karadelik oluşumunun nasıl olduğunu anlamak için yıldızın ölüm anının hemen öncesine gidiyoruz. Bir nötron yıldızı oluşumu gibi yıldızımızın çekirdeğinde demir birikmiş, çökmeye başlamıştır. Bu noktada çökmeyi nötronlar durdurmuştu. Çünkü nötronlar çok sıkışmıştı ve iç içe geçemezlerdi. Ancak eğer çekirdeğin kütlesi en az Güneşin 3 katı ise nötronlar bile çöküşü durduramaz. Çekirdek hiç durmadan kendi içinde çökmeye devam eder ta ki mutlak tekillik dediğimiz yapı oluşana kadar. Mutlak tekillik, çöküşün ortaya çıkardığı karadeliğin tam merkezindedir. Bir karadelik, Evrendeki en uzun yaşayan belki de ölümsüz yapılardır ancak bu başka bir yazının konusu.

Bir Kara Delik illüstrasyonu

Güneş’in ölümünden kurtulabilir miyiz?

Güneş, artık sizin de bildiğiniz üzere bir kırmızı deve dönüşecek. Arkasında bir gezegenimsi nebula ve beyaz cüce bırakacaktır. Kırmızı dev olan Güneş Dünyayı bir lav topuna dönüştürecek. Dünya da kalarak hayatta kalmamız hem şimdiki hem de gelecekteki teknoloji ile mümkün görünmüyor. Yanı başımızdaki gezegen Mars da hayatta kalması imkansız bir yer olucak. Yapılıcak tek çözüm yıldızlarası yolculuktur. Kendimize yeni bir yıldız bulmalı ve orda hayatta kalabiliceğimiz yeni bir gezegen bulmalıyız. Bunun için yaklaşık 4.5 milyar yılımız var yani bolca vakit var.

Satürn’ün uydularında yaşanılabilir ortam olması akıllara gelse de bu uydular Güneş’ten gelen zararlı parçacıklardan korunamıyacak

Her yıldız ölür ama peki ya yıldızların, galaksilerin bildiğimiz ve bilmediğimiz her şeyin içinde bulunduğu Evren ölücekmi? Sonraki yazımızda görüşmek üzere 🙂

Burada anlattığımız her şey genel ve gerçekleşmesi en yüksek ihtimal olan olaylar. Evrende bir sürü istisna durum var ve onları burada anlatamayız. (Örneğin; nötron yıldızı oluşturabilecek kütleye sahip bir yıldızın iç yapısı yüzünden bir beyaz cüceye dönüşmesi)

Kaynakça Ve Daha Fazla Bilgi: