Yıldız Depremleri Uzaydaki 3 Gizemi Nasıl Çözdü?

Uzaydan gelen hızlı radyo patlaması (FRB) sinyalleri uzaylıların eseri mi, yoksa bunların nedeni doğal yıldız depremleri mi? FRB sinyalleri uzayın her yanından geliyor ve çoğunlukla farklı noktalarda ortaya çıkıyor. Oysa bunlar aynı noktada pek tekrarlanmadığı için astrofizikçiler FRB’lerin kökenini bilmiyor. Hatta sinyallerin yapay olduğunu ve Dünya dışı gelişmiş uygarlıkların izi olabileceğini düşünüyor.

Bu durumda nötron yıldızı ve diğer yıldızlarda meydana gelen yıldız depremleri FRB’lere neden olabilir. Peki yıldız depremleri nötron yıldızlarının aniden kendi çevresinde daha hızlı dönmeye başlamasına, RR Lyrae tipi yıldızların parlaklığının değişmesine ve FRB sinyallerine neden oluyor mu?

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

Yıldız depremleri nedir?

Yıldız depremleri yıldızların içinde gelen dev sismik dalgalanmalardır. Bu dalgalar yıldızın türüne göre Dünya gezegeninden bile büyük olabilir. Yıldızların yüksek basınca maruz kalan iç yüzeyinde, basınçtan dolayı adeta sıvılaşan gaz tabakalarında denizin içindeki ses dalgaları gibi yayılırlar.

Bilim insanları da yıldız depremlerinin FRB sinyallerinin kökeni olabileceğini düşünüyor. Öyleyse yıldız depremlerinin uzayda çözebileceği üç gizemi görelim: 1) FRB sinyalleri, 2) Atarca denilen özel bir nötron yıldızı türünün kendi çevresindeki dönüşünün aniden hızlanması ve 3) Hem parlaklığı hem de maksimum parlaklığı düzenli olarak değişen RR Lyrae yıldızları:

İlgili yazı: Çoklu Dünyalar Teorisi Neden Yanlış Olabilir?

 

1. FRB Sinyalleri

Dünya’da gerçekleşen depremlere yer sarsıntısı diyoruz. Bunlar da Dünya’nın kazamayacağımız kadar derindeki iç katmanları hakkında bize bilgi veriyor. Şimdi diyeceksiniz ki “Ama hocam, Dünya kayalık bir gezegen ve katı bir cisimdir”. Pratikte sıcak bir gaz topu (plazma topu) olan yıldızlarda nasıl deprem olabilir?”

Bunun sebebi yıldızların iç katmanlarındaki basıncın çok yüksek olmasıdır. Öyle ki alt tabakalardaki gazlar sıkışarak adeta sıvılaşıyor. Yüksek basınç altında, günlük dilde deprem dalgası olarak basitleştirebileceğimiz sismik dalgalar oluşuyor ve bunlar da yıldızın içinde ses dalgası gibi yayılıyor (Büyük patlamadan kalan ses dalgalarının galaksi kümelerini nasıl oluşturduğuna ayrıca bakabilirsiniz).

Öte yandan, bir de nötron yıldızları var. Bunlar süpernova halinde patlayarak yok olan yıldızların dev demir çekirdeklerinin kendi ağırlığıyla içe çökmesiyle oluşuyor. Demir atomları ana sıralama yıldızlarının çekirdeğindeki basınçtan çok daha yüksek basınç altında sıkışarak nötronlara dönüşüyor.

Nötron yıldızları pratikte devasa nötron toplarıdır. Aynı zamanda evrende bilinen en sert cisimlerdir. Öyle ki bir çay kaşığı nötron yıldızı maddesi Everest Dağı kadar ağırdır. Peki süper sert olan nötron yıldızlarının kabuğu yıldız depremleriyle kırılınca bu nötron yıldızının dönme hızını nasıl değiştiriyor?

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Nükleer makarna

Nötron yıldızlarının süper sert kabuğunun altında evrendeki en elastik ve güçlü malzeme var. Buna çelikten 10 milyar kat sert olan nükleer makarna diyoruz. Dolayısıyla nötron yıldızlarının iç yapısı farklı sertlikteki katmanlarıyla Dünya’nın iç yapısına benziyor. Aslında yıldız depremleri içinde en çok nötron yıldızı depremleri yer sarsıntılarına benziyor.

Sonuç olarak nötron yıldızlarının sert kabuğunun altında elastik bir katman ve onun altında süper sıvı denilen maddenin özel bir halinde olan nötron parçacık çorbası bulunuyor. Tıpkı sert yerkabuğunun altındaki elastik manto, sıvı dış çekirdek ve katı iç çekirdek gibi.

İşte yıldız depremleri ile yer sarsıntıları arasındaki bu tür benzerlikler, yukarıda sözünü ettiğimiz 3 gizemi aydınlatmamızı sağlayabilir. Yıldız depremlerini kullanarak uzak yıldızların röntgenini çekebilir ve iç yapılarını ortaya çıkarabiliriz.

Yıldız depremleri ve FRB’ler

Astrofizikçiler uzaylı sinyali olduğu da düşünülen kısa atımlı radyo sinyallerinin (FRB) aslında doğal bir nedeni olduğunu ve bunun da nötron yıldızları olduğunu düşünüyor. FRB’ler genellikle tekrarlanmıyor ama bazen aynı noktadan gelebiliyor. Nadiren tekrarlanmaları da gama ışınlarının tersine, henüz bilmediğimiz yepyeni bir gök olayından kaynaklandıklarını gösteriyor. Tekrarlanan FRB kaynaklarından biri de 8 yılda bize yaklaşık 300 FRB sinyali gönderen özel bir atarcadır (FRB 121102):

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Atarca nedir?

Atarcalar veya diğer adıyla pulsarlar, kendi çevresinde çok hızlı dönen aşırı manyetik nötron yıldızlarıdır. Öyle ki kutupların elektromanyetik ışınlar püskürtürler. Biz de bunları Dünya’daki antenlerle radyo dalgaları olarak algılarız. Söz konusu FRB 121102 kaynağı da bize yıldız depremleri ve FRB ilişkisi hakkında önemli bilgiler sağladı (Bu kaynak 3 milyar ışık yılı uzaktaki bir galakside yer alıyor):

Astrofizikçiler bu atarcanın gönderdiği 300 radyo patlamasına bakınca sinyal şiddetinin Dünya’daki depremlere benzeyen bir enerji dağılımı olduğunu gördüler. Tekrarlayan bu kaynağın sağladığı ekstra veriler sayesinde, en azından bu atarcadan gelen FRB’lerin, atarca kabuğundaki farklı yerlerde gerçekleşen yıldız depremlerinden kaynaklandığı sonucuna vardılar (depremler ve artçı sarsıntılar).

Gerçi FRB 121102’nin yıldız depremi yaşanan bir atarca olduğundan emin değiliz ve bütün FRB’lerin depremlerden kaynaklandığını da söyleyemeyiz. Yine de FRB’lerin kökeniyle ilgili elimizde güçlü bir kanıt var: Bu sinyaller nadiren tekrarlanıyor ve kesinlikle periyodik olarak tekrarlanmıyor. Dünya’daki depremleri tahmin edemediğimiz için FRB’lere yıldız depremlerinin sebep olma ihtimali artıyor.

Hele FRB 121102 bir manyetarsa bu ihtimal güçlenecektir; çünkü manyetarlar normal atarcalardan daha manyetik olan nötron yıldızlarıdır. Bunların sert metalik kabuğu, süper güçlü manyetik alan çizgilerinin fay hattı gibi davranmasıyla çatlayıp kırılarak yıldız depremlerini tetikleyebilir.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

2. Yıldız depremleri ve pulsarlar

Son yapılan araştırmalar yıldız depremlerinin sadece FRB’ler ve manyetarlarla ilişkili olmadığını gösteriyor. Bunlar kendi çevresinde saniyede yüzlerce kez dönen diğer atarcaların hızındaki ani değişiklikleri de açıklayabilir. Yıldız depremleri nötron yıldızlarının dönmesini yavaşlatabilir veya hızlandırabilir.

Nasıl derseniz: Atarcalara Dünya’dan bakınca bunların aynı zamanda sürekli yanıp söndüğünü de görüyoruz. Atarcaların ışığı sanki bir ambulansın ışıldağı gibi dönüyor ki bu da doğru bir benzetmedir: Sonuçta bizler ancak kutupları bize bakan nötron yıldızlarını atarca olarak görüyoruz.

Oysa bunlar süper hızlı dönerken topaç gibi yalpalıyor. Dolayısıyla kutuplarından saçtığı ışınlar Dünya’dan bakınca yanıp sönüyormuş gibi oluyor. Atarcalar şurada anlattığım nedenlerle evrende bildiğimiz en dakik saatlerdir. O kadar düzenli aralıklarla ışıldarlar… Siz de ışığın yanıp sönmesindeki yavaşlamaya bakarak bunların kendi çevresinde dönme hızının yavaşladığı sonucuna varabilirsiniz.

Nötron yıldızı kabuğunu çatlatan yıldız depremlerinin, ani bir enerji boşalmasıyla atarcaların enerjisini uzaya taşıdığını ve böylece kendi çevresinde dönme hızının yavaşlamasına neden olduğunu düşünebilirsiniz. Ancak, öyle pulsarlar var ki bunlar aniden daha hızlı dönmeye başlıyorlar! Peki yıldız depremleri nötron yıldızlarını nasıl hızlandırabilir?

Milisaniye atarcası manyetik alanı

İlgili yazı: Evrenin En Büyük Yıldızı UY Scuti mi?

 

Defolu nötron yıldızları

Aslında basit bir mantığı var: Yıldız depremlerini oluşturan sismik dalgalar yıldızın iç kesimlerinin dalgalanarak bir yerden başka yere akmasını sağlıyor. Kısacası yıldızın kütlesi yeraltında yer değiştiriyor. Bu da yıldızın ağırlık merkezinin kaymasına yol açıyor.

Depremler yıldızın içindeki maddenin yoğunluğunu değiştirerek yeniden dağılmasına yol açarsa ağırlık merkezi de değişebilir. Ağırlık merkezi atarcanın kendi çevresinde dönme eksenine doğru kayarsa yıldızın dönüşü hızlanacaktır. Tıpkı bir buz patencinin kollarını kavuşturunca daha hızlı dönmesi gibi.

İlgili yazı: Renk Körlüğünü Düzelten Gözlük EnChroma

 

3. Yıldız Depremleri ve Blazhko Etkisi

Blazhko Etkisi, genel olarak galaksilerin Dünya’ya uzaklığını ölçmekte kullandığımız Sefe değişenleri sınıfına giren yıldızlara benzeyen RR Lyrae yıldızlarında görülüyor. Hem Sefe değişenlerinin hem de RR Lyrae yıldızlarının parlaklığı düzenli olarak değişiyor. Oysa Blazhko Etkisi, RR Lyrae yıldızlarının maksimum parlaklığının değişmesine de yol açıyor.

Peki Blazhko Etkisi’ne de yıldız depremleri yol açıyor olabilir mi? Bunun için bütün RR Lyrae değişenlerine adını veren orijinal RR Lyrae yıldızına bakalım: 900 ışık yılı uzaktaki bu yıldızın parlaklığı 13,5 saatlik aralıklarla azalıp artıyor. Bunun sebebi, RR Lyrae’nin iç kesimlerinde sürekli olarak yer değiştirerek dalgalanan sıcak gaz akıntılarıdır.

Oysa bu yıldıza bakınca maksimum parlaklığının da uzun vadede değiştiğini görüyoruz. İşte yıldızın ulaşabildiği maksimum parlaklığın uzun vadede bu şekilde artıp azalmasına Blazhko Etkisi diyoruz. Astrofizikçiler bu ilginç durumu da RR Lyrae yıldızlarında gerçekleşen depremlere bağlıyor. Bu yıldızlar nötron yıldızı gibi katı cisimler değil de gaz topu olduğu için yıldız depremleri farklı etkilere yol açıyor olabilir.

İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

 

Gaz dalgalanmaları

Özetle depremlerin yol açtığı gaz dalgalanmaları yıldızın parlaklığını değiştiriyor olabilir. Bu nasıl oluyor derseniz: Yıldızın iç kesimlerindeki gaz katmanlarının yoğunluğu değişiyor ve bir katmanın yoğunluğu geçici olarak artıyorsa RR Lyrae yıldızlarının maksimum parlaklığı da artabilir. Kısacası yıldızların yıldız depremleriyle sarsılması iyidir. Bu sayede yıldızların iç yapısı hakkında değerli bilgiler edinebiliriz.

Peki LIGO kütleçekim dalgaları gözlemevi çarpışan nötron yıldızlarını nasıl keşfetti? Dahası ışıktan hızlı çarpışan nötron yıldızları gördük mü? Siz de kütleçekim dalgaları astronomisine hemen bakabilir ve galaksiyi keşfetmek için göndereceğimiz uzay sondalarının nötron yıldızı navigasyonuyla yolunu nasıl bulacağını inceleyebilirsiniz. Hızınızı alamayarak evrenin en garip yıldızlarına da göz atabilirsiniz. Küresel ısınma nedeniyle cemre fena düştüğüne göre 20 derecelik Mart günlerinin keyfini çıkarın. 😊

Uzaydan gelen FRB sinyali animasyonu

¹Neutron Starquakes and Pulsar Periods
²Periodic activity from a fast radio burst source
³The Elasticity of Nuclear Pasta (pdf)
⁴Blazhko effect in Cepheids and RR Lyrae stars