Nötron Yıldızları Hakkında 5 Şaşırtıcı Gerçek

Nötron yıldızları evrenin en küçük ve en yoğun yıldızları: Sadece 20 km çapa 1,5 Güneş kütlesi sıkıştıran bu yıldızlar o kadar yoğun ki 1 çay kaşığı nötron yıldızı maddesi tam 1 milyar ton ağırlığında. Bu da Everest dağına eşit. Ölü yıldız çekirdeğinden oluşan nötron yıldızlarını yakından tanıyalım.

Nötron yıldızları nasıl oluşuyor?

Güneş’ten en az 10 kat kütleli bir yıldız çekirdeğindeki hidrojen ve helyumu yakınca, bunları nükleer füzyon yoluyla demire dönüştürüyor. Ancak demiri nükleer füzyonla yakmak mümkün olmadığı için yıldızın çekirdeği aniden sönüyor.

Yıldızın merkezinde süper küçük bir hacme çok fazla demir sıkışınca, metalik çekirdek hızla kendi ağırlığı üzerinde ezilerek buruşup çökmeye başlıyor. Ancak, o kadar hızlı çöküyor ki daha merkezdeki demir büzülmeden, yıldızın üst katmanları çekirdeğin üstüne çöküp demiri sıkıştırıyor.

Bu da yıldızın üst katmanlarının, demir çekirdeğin dış yüzeyinden hızla yukarıya ve uzaya sekmesine yol açıyor. Bu sırada yıldızın orta katmanları aşırı sınıyor ve yıldız büyük bir şiddetle patlayarak dış katmanlarını uzaya savuruyor. İşte buna süpernova, daha doğrusu Tip II süpernova diyoruz.

İlgili yazı: Gerçek Ölüm Yıldızı Süpernovalar

 

Yıldız kalıntısı

Süpernova patlamasının ardından, dev yıldızın kalıntısı olan çekirdek 20 km çapa kadar büzülüyor ve bu kadar küçük bir çapa 1,5 Güneş kütlesi sıkıştırıyor. Bu da yıldızın aşırı derecede yoğun ve süper güçlü yerçekimine sahip olmasına yol açıyor.

İşte uzayda bu şekilde oluşan gökcisimlerine nötron yıldızı diyoruz ve bütün genç nötron yıldızları kendi çevresinde fırıldak gibi dönüyorlar. Saniyede yüzlerce kez kendi çevresinde dönen nötron yıldızları, süpernova sırasında yok ettikleri güneş sisteminden kalan gaz ve tozları üstüne çekiyor.

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Aşırı radyoaktif

Ardından, yıldızın şiddetli manyetik alanı bu gazları kuzey ve güney kutuplarından uzaya ışık hızının yüzde 90’ı ile püskürtüyor. Süper sıcak ve hızlı gaz jetleri, nötron yıldızının kutuplardan deniz feneri gibi ışık saçmasına yol açıyor.

Oysa bunlar gama ışınları ve termonükleer bombalardan çok daha güçlü bir radyasyon saçıyorlar! Şansımıza Dünyamız nötron yıldızlarına çok uzak ve biz de ışınları sadece radyo dalgaları halinde algılıyoruz; çünkü gama ışınları bize ulaşana dek dalga boyu uzuyor ve zararsız radyo dalgalarına dönüşüyor.

İlgili yazı: 4 Kere Patlayan Yıldız

 

Neden fırıldak gibi dönüyorlar?

Kendi çevresinde saniyede onlarca veya yüzlerce kez dönen nötron yıldızlarına atarca (pulsar) diyoruz. Neden bu kadar hızlı döndüklerine gelince: Nötron yıldızlarının en az 10 Güneş kütlesindeki dev yıldızların kalıntısı olduğunu hatırlayalım. Bu yıldızlar patlamadan önce kendi çevresinde Güneş gibi normal bir hızda dönüyor.

Ancak, fizikte momentumun korunumu ve açısal momentum diye bir şey var. Kısacası milyonlarca km çapındaki dev yıldız patladıktan sonra, kendi çevresinde dönmesini sağlayan açısal momentum 20 km çapındaki küçücük nötron yıldızına aktarılıyor. Böylece nötron yıldızı deli gibi hızlı dönmeye başlıyor (buz pateninde kollarınızı vücudunuza çekince daha hızlı dönmeniz gibi).

İlgili yazı: Renk Körlüğünü Düzelten Gözlük

 

Manyetarlar

Genç nötron yıldızları olan atarcaların bebeklik haline manyetar diyoruz. Bunlar süper güçlü bir manyetik alana sahip olan nötron yıldızları (zaten manyetar, manyetik yıldız demek).

Yüzey sıcaklığı 10 milyon dereceye ulaşan bebek nötron yıldızlarının manyetik alanı ise Dünyamızın manyetik alanından 1000 trilyon kat daha güçlü. Nitekim 100 milyar tesla şiddetinde manyetik alanı olan manyetarlar, 160 bin km uzaktan Dünya’daki bütün kredi kartlarını silebilir ve bütün bilgisayarları yakabilirler.

Biz de nötron yıldızları hakkında genel bilgi edindiğimize göre, artık Evren’in en tehlikeli ve en ölümcül gökcisimleri olan bu yıldızlar hakkında 5 şaşırtıcı gerçeği öğrenebiliriz.

İlgili yazı: Parlak Süpernova Yıldız Yutan Kara Delik Çıktı

 

1. Yüzde 95 oranında nötrondan oluşuyor

Nötron yıldızları adını maddeyi süper sıkıştırmış olmasından alıyor. Öyle ki nötron yıldızlarının daha fazla çökerek kara deliğe dönüşmesini sadece bu çöküşe karşı koyan dejenere nötron basıncı durduruyor. Bunu anlamak için atomların yapısına göz atmamız yeterli.

Atom çekirdekleri protonlar ve genellikle protonlarla birlikte nötronlardan oluşuyor. Atom çekirdeğinin çevresinde ise elektronlar dönüyor.

Nötron yıldızları çökerken maddeyi sıkıştırıyor ve elektronların ezilerek çekirdeğe girmesine neden oluyor. Bu da artı yüklü protonlar ve eksi yüklü elektronların kaynaşıp nötrona dönüşmesine yol açıyor. Ancak, bu şekilde oluşan nötronlar daha fazla ezilmeye ve kara deliğe dönüşmeye direniyor.

İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

 

Sıvı dış çekirdek

Buna karşın nötron yıldızlarının tümüyle nötrondan oluştuğunu düşünmeyin. Bunların kabuğu iyonlardan (elektronlarından kopmuş çıplak atom çekirdekleri) ve serbest elektronlardan oluşuyor. Sadece dış çekirdeklerinde büyük miktarda nötron bulunuyor.

İç çekirdeklerinde basınç çok arttığı için ne olduğunu bilmiyoruz. Belki kuark-gluon plazması olabilir. Kuarklar protonları oluşturan parçacıklar ve gluonlar da bunları birbirine bağlayarak proton oluşturmalarını sağlayan parçacıklar.

İlgili yazı: Süpernovalar ve gama ışını patlamaları Ölüm Yıldızına karşı

 

Neden plazma?

Dış çekirdekte büyük miktarda nötron var, ama nötronlar atomlardan çok daha küçük parçacıklar. Bu yüzden yüksek basınca rağmen tümüyle sıkışıp katılaşmıyor ve bunun yerine, Fermi sıvısı denilen özel bir akışkan şeklinde davranıyorlar (ağdalı diş macunu gibi yavaş akan bir sıvı düşünün).

Kuarklar ise bildiğimiz en küçük atom altı parçacıklar. Bu nedenle iç çekirdekte basınç inanılmaz boyutlara ulaşmasına rağmen gaz halinde kaldıklarını düşünüyoruz. Öyleyse nötron yıldızları hakkında ilk şaşırtıcı gerçeğimiz hazır: Nötron yıldızları sadece nötrondan oluşmuyor; ama yüzde 95 oranında nötron içeriyor.

İlgili yazı: Çoklu Evren: En Yakın Komşu Evren Nerede?

 

2. Nötron yıldızında hayat olsaydı 2B olurdu

Nötron yıldızlarının yerçekimi o kadar güçlü ki yıldızın yüzeyinden roketle kalkmak için ışık hızının yarısına (saniyede 150 bin km) erişmeniz gerekiyor.

Üstelik sadece 2000 km yüksekten nötron yıldızına düşseydiniz ışık hızının 5’te biri hızla yüzeye çarpar ve termonükleer patlamayla havaya uçardınız. Vücudunuz da tıpkı grafen malzemesi gibi tek atom kalınlığında olan ince bir katman halinde nötron yıldızı yüzeyine yayılırdı. Tereyağı gibi ekmeğe sürüldüğünüzü düşünün. 🙂

İlgili yazı: Astronomlar evrenin en küçük patlayan yıldızını keşfettiler. Adı mini süpernova

 

2 mm yüksekliğinde dağlar

Bilim insanları kuantum fiziğindeki belirsizlikler nedeniyle nötron yıldızı kabuğunun pürüzsüz olamayacağını düşünüyor. Nötron yıldızı yüzeyinde dağlar olmalı, ama bunlar en fazla 2 mm yüksekliğinde olabilir; çünkü yerçekimi çok güçlü. Ancak, bu mikro dağların her biri Everest kadar ağır.

30 cm kalınlığında atmosfer

Dünya’nın atmosferi 100 km kalınlığında. Plüton’un atmosferi çok soğuk olduğu için cüce gezegenin düşük yerçekimine rağmen 1200 km kalınlığa erişiyor.

Dünya’nın sadece yüzde 38’i kadar yerçekimine sahip olan Mars’taki Olympos Mons dağı ise kısmen düşük yerçekimi nedeniyle 20 km yüksekliğinde. Dünya’da Everest asla 20 km yüksekliğe erişemezdi. Gezegenimizin yerçekimi buna mani olurdu.

Kısacası nötron yıldızının yerçekimi o kadar güçlü ki bilim insanları içindeki maddenin dağılımını Einstein’ın görelilik teorisine göre hesaplıyorlar. İşte bu yüzden nötron yıldızında hayat olsaydı bu canlılar tek atom kalınlığında (pratikte yassı ve iki boyutlu olmalıydı). İkinci gerçek bu.

İlgili yazı: Yağmurdan Elektrik Üreten Güneş Paneli

 

3. Saniyede 700 kez dönüyor

Bilinen en fırıldak nötron yıldızı saniyede 700 kez kendi etrafında dönen genç bir atarca (nötron yıldızları yaşlandıkça dönüş hızları yavaşlıyor). Ancak, bu atarca o kadar hızlı dönüyor ki müthiş şiddetli yerçekimine rağmen kutuplarından yassılaşıyor ve ekvatoru şişiyor.

Özetle genç bir nötron yıldızının kendi çevresinde ışık hızının onda biri hızla (saniyede 30 bin km) döndüğünü söyleyebiliriz. Hatta 1967 yılında yüksek lisans okuyan Jocelyn Bell kendi çevresinde fırıldak gibi dönen böyle bir yıldızdan gelen radyo dalgalarını keşfetti. Ancak, erkek egemen toplumda 1974’te Nobel ödülünü tez danışmanı olan hocasına verdiler. 🙁

İlgili yazı: Yerçekimi Işıktan Hızlı mı?

 

Kütleçekim dalgaları

1993 yılında nötron yıldızlarıyla ilgili ikinci Nobel ödülü bunların yörüngesini hesaplayan fizikçilere verildi. Elbette bir yıldızın yörüngesini hesaplamak o kadar kritik değil.

Ancak, Nobel alan fizikçiler birbiri çevresinde dönen ikili nötron yıldızı sistemini ele aldılar ve hızla dönen süper yoğun nötron yıldızlarının yörüngesinin kütleçekim dalgaları yaydıkları için değiştiğini gösterdiler.

Bunu Einstein’ın görelilik teorisini kullanarak başardılar ve ilk kez dolaylı yoldan kütleçekim dalgalarını keşfetmiş oldular. Doğrusu bu kez Nobel’i fazlasıyla hak ettiler; çünkü bu keşif kütleçekim dalgaları gözlemevi LIGO’nun kurulmasını sağladı ve LIGO, 2016 yılında kütleçekim dalgalarını ilk kez doğrudan gözlemledi.

İlgili yazı: Mobil İnternette Video İzleme Rehberi

 

4. Nötron yıldızı kıyameti

Her ne kadar National Geographic kanalının ünlü Dünya’yı Boşaltın (Evacuate Earth) belgeseli bilimsel gerçekler yerine, kutsal kitaptaki kıyamet senaryosunu bilim kisvesi altında insanlara anlatmış olsa da bir konuda haklılar: Nötron yıldızları Güneş Sistemi’ni yok edebilir.

Sonuçta nötron yıldızları Güneş’ten daha kütleli tam boy yıldız sayılır. Güneş Sistemi’ne girdiklerinde Dünya’ya yaklaşma veya çarpma ihtimalleri çok düşük; ama uzaktan gezegenleri yörüngesinde çıkarıp uzaya savurabilirler. Gezegenlerin birbiriyle çarpışmasına veya soğuk uzayda donarak kaybolmasına yol açabilirler.

Özellikle de bir iki gezegeni veya asteroit kuşağını yutarlarsa yüksek oranda X-ışını ve gama ışınları saçarlar. Bu tür atarcaların ölüm ışınları Dünya’ya denk gelirse atmosferi yakıp kavurur ve herkesi radyasyondan öldürür. Özellikle süper enerjik manyetarlar bizi Güneş Sistemi’ne girmeden yok edebilir.

İlgili yazı: Evren’in En Hızlı Yıldızı

 

Dikkat tehlike!

Neyse ki en yakın nötron yıldızı 500 ışık yılı uzakta ve en yakın manyetar daha da uzak. Biz de manyetarların yaklaşmasını hiç istemeyiz.

Bildiğimiz en güçlü manyetar SGR 1806-20 50 bin ışık yılı uzakta ve 0,2 saniyede Güneş’in 300 bin yılda yaydığı enerjiyi yaydı ve dördüncü gerçeğimiz de bu: Aktif nötron yıldızları 100 ışık yılı mesafeye kadar radyasyon yayarak hayatın gelişmesini zorlaştırıyor. Dünyamız galaksimizin güvenli bir köşesinde yer alıyor.

İlgili yazı: VPN engellemeyi aşmak için Stunnel kullanın

 

5. 2000 nötron yıldızı biliyoruz

Galaksimizde sadece 2000 nötron yıldızı biliyoruz; ama bu sayı teorik sınırın çok altında. Demek ki daha görmediğimiz çok nötron yıldızı var. Bunların galaksideki dağılımını bilmek, galaksinin hangi bölgelerinin hayata daha elverişli olduğunu anlamamızı sağlayacak. Bu da uzayda hayat olasılığını hesaplamaya izin verecek.

Aslında LIGO gözlemevi de nötron yıldızı çarpışmalarıyla üretilen kütleçekim dalgalarını bulmak için inşa edildi; ama yanlışlıkla çarpışan kara delik kütleçekim dalgalarını buldu. NASA bu yıl Nötron Yıldızı İç Bileşim Keşif Seferi (NICER) adında bir uzay teleskopu fırlatacak. NICER özellikle kendi çevresinde dönerken X-ışınları saçan atarcaları inceleyecek.

Bonus: Dünya’nın altını

Böylece nötron yıldızları hakkında 5 şaşırtıcı gerçek yazımızın sonuna geldik. Ancak bonus olmadan sizi bırakmam. Dünya’daki altın atomlarını da çarpışan nötron yıldızları üretti ve detayları merak ediyorsanız tabii ki yazdım. 🙂

Yeni nötron yıldızı türü: manyetar-atarca melezi