Uzaya Yıldız Fırlatmanın En İlginç 3 Yolu
Geçen yazıda gök kancası ile uydu fırlatmanın 3 yolunu gördük. Şimdi de kara deliklerle uzaya yıldız fırlatmanın en doğal üç yolunu görelim. Ne de olsa teknoloji dediğimiz şey, evrenin yaptıklarını yapay yoldan taklit etmektir. Bu bağlamda, Avrupa Uzay Ajansı’nnı (ESA) uzaya gönderdiği GAIA uydusu galaksinin en hızlı 20 yıldızını tespit etti.
En hızlı 20 yıldız ne kadar hızlı?
2019 Mart ayında Saatte 4 Milyon Km ile Giden Hiper Hızlı Yıldızı ele almıştık. Oysa Avrupa Uzay Ajansı (ESA) bununla yetinmiyor. ESA’nın yörüngeye gönderdiği Gaia gözlemevi, 6 yıldır Samanyolu galaksisinin yıldız haritasını çıkarıyor. GAIA bugüne dek 1 milyar yıldızın haritasını çıkardı ki bunların içinde galaksinin en hızlı giden 20 yıldızı da bulunuyor.
Üstelik hızı saniyede 1100 km’yi aşan yıldızlar Samanyolu diskinin kenarından, altından ve üstünden dışarı çıkıp galaksiler arası uzayda kayboluyor, belki de başka galaksilere göç ediyor! Bunun nedeni ise uzaya yıldız fırlatan kara delikler ve nötron yıldızları; çünkü sadece en güçlü yerçekimine sahip cisimler, dev yıldızları Samanyolu’ndan koparıp uzayın derinliklerine gönderebilir.
Peki kara delikler, nötron yıldızları ve diğer yerçekimsel etkileşimler neden galaksiler arası uzaya her yıl birkaç yıldız fırlatıyor? Yıldızları parlak galaksi diskinden koparıp yerçekimi mancınığıyla karanlık uzay boşluğuna fırlatmanın en doğal ve en ilginç 3 yolunu görelim:
İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?
Uzaya yıldız fırlatmak zordur
Evrenin en hızlı yıldızları derken, önce galaksideki yıldızların normal hızını göreceğiz. Galaksi diskindeki yıldızlar, Samanyolu merkezindeki süper kütleli kara delik Sagittarius A* çevresinde ortalama 277 km/saniye hızla dönüyor. Elbette yıldızlar kara deliğe ne kadar yakınsa o kadar hızlı deviniyor.
Örneğin en yakın SO-2 yıldızının hızı, Sagittarius A* kara deliğine yaklaşırken 7500 km/saniyeyi aşıyor! Şansımıza galaksideki bütün yıldızlar kara deliğe o kadar yakın değil. Nitekim galaktik merkeze yaklaşık 25 bin 640 ışık yılı uzakta olan Güneşimiz, kara delik çevresinde (uzaktan) saniyede 230 km hızla dönüyor; yani Dünya’nın Güneş çevresinde dönüş hızından ~7,5 kat hızlı!
Oysa galaksideki en hızlı 20 yıldız, diğer yıldızlardan ortalama 4 kat hızlı gidiyor. Evrenin en hafif yıldızları bile Güneş Sistemi’nin en büyük gezegeni Jüpiter’den 75 kat ağır olduğuna göre, uzaya yıldız fırlatan çok güçlü bir sebep olmalı. İşte bu sebep kara deliklerle nötron yıldızlarıdır:
Peki neden kara delikler?
m=E/c2 uyarınca kütle enerjiden türeyen bir özelliktir. Kütle enerjidir! Dolayısıyla en ağır yıldızları uzaya fırlatmanın yolu, onlardan çok daha kütleli cisimler kullanmaktır. Bunlar kara delikler ve nötron yıldızları olabilir. Nötron yıldızları maksimum 2,7-2,8 Güneş kütlesinde olduğu için bunların 20 – 100 Güneş kütlesindeki dev yıldızları fırlatmasını bekleyemezsiniz. Oysa kara delikler çok daha cüsseli. Özellikle de galaksi merkezindeki süper kütleli kara delik Sagittarius A* 4,4 milyon Güneş kütlesinde.
İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili
1. Galaksi merkezinden fırlayan yıldızlar
Buraya dek sadece bilimsel konjonktürden söz ettik. Oysa elimizde bilimsel kanıtlar da var. GAIA’nın haritasını çıkardığı 1 milyar yıldız arasında saptadığı en hızlı 20 yıldızın büyük kısmı galaksi merkezinden kopup geliyor. Nitekim en ağır kara delikler, önceden anlattığım yerçekimi sürtünmesi nedeniyle galaksinin merkezine çöküyor. Bu da kara deliklerin uzaya yıldız fırlattığını gösteriyor.
Dahası Sagittarius A* sadece yıldızları kendine çekmiyor. Aynı zamanda süper yoğun ve sıcak bir gaz bulutunu da çevresinde topluyor. Bu bulut soğuma sebebiyle değil de yüksek yoğunluğa bağlı gaz sıkışması nedeniyle galaksimizde en hızlı yıldız doğuran bölgeye dönüşüyor. Kısacası süper kütleli kara delik için uzaya fırlatmak üzere çok sayıda yeni yıldız üretiyor.
Düşünün ki evrendeki yıldız sistemlerinin yüzde 85’i ikili yıldız sistemleridir ve bunlar haliyle iki yıldız içerir. Şimdi bu denkleme bir kara delik ekleyin. Galaksimizdeki yıldızlar doğal olarak kara delik çevresinde oluşmadığı ve sonradan yerçekimine kapıldığı için eliptik yörüngeye sahiptir.
Bu sebeple yörüngenin çok küçük bir kısmında kara deliğe yaklaşırlar. Ancak, yerçekimi kuyusuna o kadar dik açıyla düşerler ki kara deliğin yerçekimi yıldızları birbirinden koparabilir. İçlerinden biri yörüngede kalırken diğerini galaksinin dışına fırlatabilir. İşte size uzaya yıldız fırlatmanın birinci yolu.
İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem
Neden hiper hızlı yıldızlar?
Şimdi diyeceksiniz ki “Ama hocam kara delikler yıldızları Samanyolu’na göre daha yavaş bir hızda galaksiler arası uzaya fırlatabilirler. Neden saniyede 1000 km’den daha hızlı fırlatıyorlar?”
Çünkü yıldızların hızlı gitmesinin tek sebebi kara delik değil. Birbirinin çevresinde dönen iki yıldız hem yörünge devinimi nedeniyle büyük miktarda kinetik enerjiye sahiptir, hem de bir yıldız sisteminde sınırlanmış olmaktan kaynaklanan şekilde potansiyel enerjiye sahiptir.
Kısacası kara deliğin yerçekimi bu yıldızları ayırınca içlerinden biri merkezkaç kuvvetinin etkisiyle hızlanarak saatte 4 milyon km’den daha yüksek bir hızda uzaya savrulabilir. Sonuçta kara delik yıldızlardan birini kapınca sistemin yarısı yok olmuş oluyor. Ancak, kara deliğe kapılan yıldızın momentumu diğer yıldıza aktarılıyor.
Bu durumda uzaya yıldız fırlatan kara delik, tıpkı gök kancasının momentum transferiyle Dünya yörüngesine uydu fırlatır gibi çalışıyor. Üstelik bunun için kara deliğin yıldızlardan birini yutmasına gerek yok. Bir yıldızın kara delik yörüngesine girip diğerinin uzaya savrulması yeterlidir. Buna dinamik fırlatma diyoruz.
İlgili yazı: Nadir Dünya Hipotezi: Evrende yalnız mıyız?
2. İkili sistemde uzaya yıldız fırlatma
Öte yandan, galaksinin en hızlı 20 yıldızının sadece yarısı galaktik merkezden geliyor. Demek ki uzaya yıldız fırlatmanın başka doğal yolları da var. Şimdi anlatacağımız yöntem de yine ikili yıldız sistemleriyle ilgili; ama bu kez süpernova patlamalarından söz ediyoruz. Yıldızlardan biri ömrünün sonunda patlayarak yok oluyor. Ya küçük çaplı bir kara deliğe ya da nötron yıldızına dönüşüyor.
Bu yıldız Güneş’ten 5-20 kat kütleli orijinal halinde dev gibi bir gökcismi iken, birdenbire küçülünce kendi çevresinde çok hızlı dönmeye başlıyor; çünkü açısal momentumun korunması gerekiyor. Öte yandan, sahip olduğu momentumun bir kısmını da yıldız eşine aktarıyor. Neden derseniz:
Bu yıldız diğerinin yörüngesinde patlamadan önceki kararlı uzaklıkta dönüyor. Oysa patlayarak yok olan yıldızın çapı aniden küçülünce yerçekiminin artmasına karşın, diğer yıldız artık eşine çok uzak dönüyormuş gibi oluyor.
Bu sebeple patlayan yıldız bir kara deliğe dönüşse bile, mevcut yörüngesinde uzak kaldığı için (momentum transferinin de etkisiyle) bu yıldız uzaya savrulabiliyor. İşte buna ikili yıldız sistemi fırlatması diyoruz. Gelelim üçüncü doğal mancınık yöntemine:
İlgili yazı: Yapay Zeka Nedir ve Nasıl Çalışır?
3. Serseri yıldızlar
İkili yıldız sistemi fırlatması galaksiden savrulan en eski ve küçük yıldızları açıklasa da geriye küçük bir yüzde kalıyor. İşte hiper hızlı yıldızlar arasındaki bu en küçük popülasyon, bizzat bulundukları yıldız kümesi tarafından galaksiden kovulup dışarı atılıyor. Nasıl oluyor derseniz:
Öncelikle tekil bir yıldız, ikili yıldız sistemine yaklaşarak bunların çevresinde geçici olarak yörüngeye girebilir. Ancak, ikili yıldız sistemindeki yıldızlar göçmen yıldızdan daha kütleliyse bunlar misafir yıldızı uzayın derinliklerine yollayabilirler.
Gökbilimciler bunun bir örneği 2014 yılında gördüler. Güneş’ten 8 kat kütleli olan LAMOST-HVS1 kod adlı yıldız, galaksi diskindeki diğer yıldızlardan iki kat hızlı gidiyordu. Astronomlar da bunu bir yıldız kümesinin toplam yerçekiminin fırlattığını düşündüler. Her ne kadar iri kıyım yıldızları bu yöntemle uzaya savurmak zor olsa da küçük yıldızların durumu farklı. İstatistiklere göre bu yöntemle galaksiler arasına kaçan yıldızlar genellikle kırmızı cücelerdir. Ancak son bir detay var:
İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt
Bonus: Uzaya yıldız fırlatma 4
Uzaya yıldız savurmanın en ilginç ve karmaşık yolunu önceki hiper hızlı yıldızlar yazısında anlattım: Süper kütleli kara delik, üçlü yıldız sistemindeki yıldızlardan birini yutarak diğer ikisini uzaya savurur. Sonra bunlar birbiriyle çarpışarak kısa ömürlü mavi dev yıldıza dönüşürler. Bunun ardından mavi dev patlayarak tekrar hız kazanır ve çok daha hızlı giden bir kara delik olarak başka galaksiye göç eder. 😮
Kısacası uzayda serseri yıldızlar, serseri kara delikler ve nötron yıldızları var! Neyse ki bunların sayısı az. Ayrıca Güneş bu tür serseri yıldız kazalarının pek görülmediği bir bölgede yer alıyor. Bu da Dünya’da hayatın ortaya çıkmaya neden fırsat bulduğu sorusunu yanıtlıyor: Uzayın astronomik kazalardan uzak olan sakin bir bölgesinde yer alıyoruz.
Peki evrendeki en büyük yıldız UY Scuti mi? Onu da şimdi görebilir ve Güneş’ten 10 ila 1200 kat kütleli ilk yıldızların 13,6 milyar yıl önce nasıl ortaya çıktığına da bakabilirsiniz. Küresel ısınmaya bağlı gecikmeli sıcak rüzgarların aradan çekilmesiyle kışı hissettiğimiz Aralık ayında hepinize bol enerji ve motivasyon dilerim.
Galaksinin en hızlı yıldızı
1Gaia and the Galactic Center Origin of Hypervelocity Stars (pdf)
2Origin of a massive hyper-runaway subgiant star LAMOST-HVS1 – implication fromGaiaand follow-upspectroscopy (pdf)
3Hypervelocity runaways from the Large Magellanic Cloud
