İçinde Kara Delik Olan Yarım Yıldızlar
Bugüne kadar evrende var olan bütün yıldız türlerini teleskopla bulduğumuzu sanabilirsiniz. Ancak, teorilerde öngörülmesine karşın henüz keşfedemediğimiz acayip yıldızlar da var. Bunlar üç türe ayrılıyor: İçinde kara delik olan yarım yıldızlar, kuark yıldızları ve elektrozayıf yıldızlar. Hemen görelim.
İçinde kara delik var
Yarım yıldızlar veya havalı adıyla kara delik yıldızlarının merkezinde hidrojen füzyonu yapan bir çekirdek yerine, tam boy kara delik bulunuyor.
Gökbilimcilere göre yarım yıldızlar evrenin gençliğinde oluştu ve uzayda ortaya çıkan ilk yıldızlar arasında yer alıyordu. O zamanlar evrende hidrojen, helyum ve az miktarda lityum dışında element yoktu.
İlk yıldızlar da oksijen, argon, azot, silisyum gibi eser miktarda bulunmakla birlikte yıldız oluşumunu etkileyen ağır elementlerle kirlenmemişti. Bu elementler süpernova olarak patlayan ilk yıldızların ölüm anında helyum atomlarının yüksek sıcaklıkta kaynaşıp daha büyük atomlara dönüşmesiyle ortaya çıktı.
İlgili yazı: Uzayda Keşfedilen En Şaşırtıcı 3 Su Dünyası
Evrenin en büyük yıldızları
Özetle ilk yıldızları oluşturan hafif gazların sıkışıp nükleer füzyon (çekirdek kaynaşması) başlatması için uzayda çok küçük bir noktaya çok büyük miktarda gaz toplanması gerekti. Bu nedenle ilk yıldızlar bugün evrende mümkün olan en büyük yıldızlardan çok daha büyük ve ağırdı.
Öyle ki çekirdeklerinde görülen aşırı yüksek sıcaklık, hafif gazların kolayca genleşmesini sağlayarak yıldızın hızla çöküp kara deliğe dönüşmesini önlüyor ve günümüzden çok daha büyük olan süper dev yıldızların en azından birkaç milyon yıl boyunca parlamasına izin veriyordu.
Bugün böyle bir şey mümkün değil; çünkü uzaydaki gazlar artık ağır elementler içeriyor ve küçük bir noktaya toplanmadan çok önce sıkışıp alev alıyor. Böylece yıldızın gaz toplama aşaması sona eriyor. Bebek yıldız yanmaya başlayınca civardaki gazları radyasyon basıncıyla (güneş rüzgarı) boşluğa üflüyor. Bu süreç evrende eskisi kadar büyük yıldızlar oluşmasını önlüyor.
Bununla birlikte “yıldızın hızla çöküp kara deliğe dönüşmesini engellemek” cümlesine dikkat edelim; çünkü içinde kara delik bulunan ilk yıldızların sırrı burada yatıyor.
İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem
Ancak önce küçük bir hatırlatma
Evrendeki ilk kara delikleri anlatan yazımda belirttiğim gibi, birinci kuşak kara delikler aslında süpernova halinde patlayan yıldızların geriye kalan çekirdeğinin çökmesiyle oluşmadı.
Bunun yerine, uzayın bazı bölgelerinde karanlık madde etkisiyle o kadar büyük bir gaz kütlesi toplandı ki evrendeki en hafif element olan hidrojenden oluşan bu gaz topu, yüksek basınç altında alev alıp yıldız oluşturmaya fırsat bulamadan hızla çöküp doğrudan kara delik oluşturdu!
İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt
Hem kara delik hem yıldız
Yarım yıldızlar işte bu süreçte oluştu. Peki nasıl olur? Bir yıldız aynı zamanda hem yıldız hem kara delik olabilir mi? Astrofizikçilere göre bu tek bir şartla mümkün: Eğer bebek evrende hızla çöken dev gaz kütlesi hidrojene göre biraz fazla helyum içeriyorsa yarım yıldızlar oluşabilir.
Bu durumda dev gaz bulutu hemen kara deliğe dönüşmüyor. Evet, merkezinde bir kara delik oluşuyor ve kara delik gaz bulutunu içten yiyip bitirmeye başlıyor. Ancak, helyum atomları hidrojenden daha büyük ve ağır olduğu için kara deliğin boğazını tıkıyor.
İlgili yazı: Mobil İnternette Video İzleme Rehberi
Boğazında kalsın!
Kısacası kara delik bir anda yutabileceğinden daha fazla gazı emmeye çalışıyor. Böylece yukarıdan gelen gazlar kara deliğe düşmek için sırasını bekleyen ve trafik tıkanıklığına yol açan alttaki gazlara çarpıyor. Ardından alttaki gazları sıkıştırarak geri sekiyor. Tıpkı yaylı yatakta zıplar gibi.
Bu sıkışma kontrollü ve yavaş gelişen bir süpernova patlamasına yol açıyor. Kara deliğin güçlü yerçekimi alanı, kara deliğe düşemeyen gazların bir anda tutuşup patlayarak uzaya saçılmasını önlüyor.
Dolayısıyla üstten gelen gazlar alttaki gazlara çarparak kara deliğin kapısında bekleyen gazları yüksek ısı ve basınca maruz bırakıyor. Böylelikle alt gaz katmanları kara deliğe düşmeden önce nükleer füzyon başlatıp alev alıyor. Bu da dış gaz katmanlarını ısıtıp genleşmesine yol açıyor.
İlgili yazı: 18 Ayda Nasıl 24 Kilo Verdim?
Yavaş çöken kara delik
Böylece çekirdeğindeki kara deliğin ürettiği enerjiyle alev alan ve 7 milyon yıl boyuna yaşayan bir yıldız oluşuyor.
Bu tür gök cisimlerine yarım yıldızlar diyoruz. Kara delik yarım yıldızları içten içe kemiriyor. Ancak, çekirdekteki yüksek sıcaklık gazları yukarı üfleyerek kara deliğin yıldızı oluşturan gazları yutmasını geciktiriyor.
Özetle hem kara delik bütün gazları bir anda yutamadığı (gazlar boğazına takıldığı) için hem de sıcak gazların kara deliğe düşmesi geciktiği için uzayda kısa ömürlü yarım yıldızlar oluşuyor (Karşılaştırma açısından Güneşimizin 5 milyar yıllık ömrü kaldığını söyleyebiliriz).
İlgili yazı: Kök Hücrelerle Kesin Körlük Tedavisi
Bugünkü evrende durum farklı
Aslında bir yıldızın süpernova olarak patlaması yukarıda anlattığımız yarım yıldız süreciyle aynı. Ancak, günümüzde uzayda bol miktarda ağır element olduğu için kara deliğe bir anda düşemeyen gazlar dışarıya çok hızlı sekiyor.
Bu sebeple yıldızın dış katmanları hemen uzaya dağılıyor ve geriye kara deliğin kısa sürede yutacağı kadar az gaz kalıyor. Böylece yıldız çekirdeği 10 milyon yıllık süre zarfında yavaş yavaş çöküp kara deliğe dönüşmek yerine, neredeyse bir anda çökerek kara delik oluyor.
İlgili yazı: Dünya’daki hayatın kökeni Mars mı?
Evrende hiç yarım yıldız yok mu?
Yarım yıldızlar milyarlarca yıl önce ömrünü tamamlayıp yok oldu; ama yarım yıldız görmenin bir çaresi var: 13,5 milyar yaşındaki en eski galaksilere teleskopla bakarak bunların içindeki yıldızımsıları tespit edebiliriz.
Tabii o kadar uzak ve soluk galaksileri de içindeki milyarlarca yıldıza rağmen siyah boşlukta küçücük birer nokta olarak görüyoruz. Bugünkü teknoloji ile içlerindeki yarım yıldızların kadim ışığını tek tek seçemiyoruz.
Bu da bizi sadece genç evrende değil, bugünkü yetişkin evrende de görülmesi mümkün olan diğer teorik yıldız türlerine; yani kuark yıldızlarıyla elektrozayıf yıldızlara getiriyor. Henüz bu tür yıldızlar gözlemlemedik; çünkü bunlar teleskopla dışarıdan bakınca normal nötron yıldızlarına benziyor.
Oysa gelecekte yıldız ışık tayfını çok hassas şekilde toplayan özel merceklerle bu yıldızları benzerlerinden ayırt edebiliriz.
İlgili yazı: Yeşil Sahra 4000 Yıl Önce Neden Çöl Oldu?
Kuark yıldızı nedir?
Buraya kadar yıldızların süpernova halinde patlaması ve kara delik oluşum sürecinin temellerini anlattık. Bu yüzden elektrozayıf yıldızları anlatmak artık çok kolay. Bunlar günümüzde patlayan süpernovaların çekirdeklerinin sıkışmasıyla oluşuyor.
Önce yıldız kalıntısı çekirdekteki elektron ile protonlar sıkışarak birleşiyor ve nötrona dönüşüyor. Böylece bildiğimiz nötron yıldızları oluşuyor. Bazı yıldızların ise patlama öncesi kütlesi o kadar büyük oluyor ki geriye kalan çekirdekleri de nötron yıldızlarından daha yoğun oluyor.
Nötron yıldızlarının tersine, bu tür yıldız kalıntısı çekirdekler kuark-gluon plazmasından oluşuyor. Kuarklar protonları oluşturan parçacıklar. Onları birbirine yapıştıran parçacıklar da güçlü nükleer kuvvetin taşıyıcısı olan gluonlar.
İlgili yazı: Satürn Halkaları Nasıl Oluştu?
Yarım yıldızlar ara aşama
Kısacası nötron yıldızı ile kara delik arasında kalan yıldız çekirdeklerinde protonlar ve nötronlar da parçalanarak kuark-gluon plazması oluşturuyor. Teorilerde öngörülen bu yıldızlara kuark yıldızları diyoruz.
Hatta modern astronomiyle görülen ilk süpernova olan SN 1987A patlamasından geriye kalan yıldızın da bir nötron yıldızı değil, kuark yıldızı olduğunu düşünüyoruz; ama bunu henüz ispatlayamadık. Oysa nötron yıldızı ile kara delik arasındaki son durak kuark yıldızı değil.
İlgili yazı: Lockheed Martin Mars İstasyonu Kuracak
Elektrozayıf yıldızlar
Bir de çökme sırasında çekirdek sıcaklığı 8 milyar dereceye ulaşan elektrozayıf yıldızlar var. Öyle ki evren büyük patlamayla oluştuktan hemen sonra (saniyenin 10 milyarda birinde) 8 milyar derece sıcaklıktaydı. Peki bu kadar yüksek sıcaklıkta kuarklara ne oluyor?
Leptonlara dönüşüyor
Kuarklar sıkışarak birleşiyor ve belki de gluonlarla bir araya gelerek leptonlara dönüşüyor (bunlar elektronları kapsayan tümüyle farklı bir parçacık sınıfı). Henüz kütleçekim kuvvetiyle kuantum fiziğini kuantum kütleçekim kuramıyla, yani her şeyin teorisiyle birleştirmediğimiz için bu çökmenin sonucunu bilmiyoruz.
Ancak, kara delik oluşmadan önceki son aşamada (çekirdek yoğunluğunun kara deliğe dönüşmeden durabileceği maksimum yüksek basınç altında) merkezi tümüyle leptonlardan oluşan bir elektrozayıf yıldız oluştuğunu düşünüyoruz.
Süper sıcak elektrozayıf yıldızlar da zamanla çökerek kara deliğe dönüşmek zorundalar; ama çökene kadar yüksek sıcaklığa bağlı radyasyon basıncıyla genleşip bir süre ayakta kalmayı başarıyorlar. Sonuçta sıkışan kuarklar elektrozayıf yanma ile leptonlara dönüşüyor.
İlgili yazı: Interstellar Filmi Ne Kadar Gerçekçi?
Bir yangının külünü yeniden yakıp geçtin
Elbette bu tür elektrozayıf yıldızlar 10 milyon yıl içinde kuarkların büyük kısmını yakıp leptonlara dönüştürüyor ve yakıtı bitince sönüyor. Leptonlar da çökmeyi önleyecek ısı üretmediği için süpernova nihayet çökmesini tamamlayarak kara deliğe dönüşüyor.
Özetle merkezinde kara delik olan yarım yıldızlar, kurak yıldızları ve elektrozayıf yıldızlar normal yıldızlara göre kısa ömürlü oluyor. Ancak, aslında bu tür egzotik yıldızlar uzun ömürlü olan ve oldukça kontrollü bir şekilde gerçekleşen süpernova patlamaları sınıfına giriyor.
Peki kara deliklerin de aslında yıldız sınıfına girdiğini ve bazı yıldızların çekirdeğinde nötron yıldızı olduğunu biliyor musunuz? Bunun için sizi şöyle alalım. 🙂
