« Ufolar ( uçan gizli nesneler ) | Main | Robotların Ä°nsan Kaynakları Ãœzerindeki Etkileri ve Yapay Zeka »
Yıldızlar ( yıldız oluşumu, parlaklıkları ve yok oluş süreci )
By admin | January 20, 2008
Geceleri gök yüzümüzde parlayan o muhteşem süsler, yıldızlar nasıl var oldular? bu pırıltılarının kaynağı nedir? ve niçin varlar? Tüm bu sorular büyük olasılıkla, karanlık bir gecede dikkatle gökyüzünü seyreden her insanın kafasında oluşmaktadır. Bilinen en eski uygarlıklar bile yıldızları merak edip bunlarla ilgili çalışmalar yapmışlardır. Hatta Eski Mısır uygarlığında insanlar yıldızlara tapmışlar ve yıldızlarla ilgili bilinen ilk bilimsel çalışmaları yapmışlardır. Bilinen ilk yıldız haritaları ve isimlendirmeler de bu döneme aittir. Ayrıca yıldız falı olarak bilinen astrolojiyi kullandığını bildiğimiz en eski uygarlıkta yine Eski Mısır uygarlığıdır. İsterseniz belli dönemlerde tapılacak kadar etkileyici bulunan bu gök cisimlerini biraz tanıyalım.
Evren güneÅŸ de dahil olmak üzere milyarlarca yıldız içermektedir, bizim gezegen sistemimizin enerji kaynağını olan güneÅŸ 1400 km lik çapı ve 2 x 1030 kg lık kütlesi ile küçük yıldızlar grubuna girmektedir. DiÄŸer yıldızların çapları güneÅŸin çapının 1/450 ’si ile 1000 katı, kütleleri ise güneÅŸin kütlesinin 1/20 ’si ile 50 katı arasında deÄŸiÅŸmektedir. Devasa boyutlardaki bu gök cisimleri muhteÅŸem bir enerji üretmekte ve bu yeteneÄŸini milyarlarca yıl koruya bilmektedir. GüneÅŸin boyutlarındaki bir yıldız yaklaşık 10 milyar yıl boyunca kesintisiz olarak enerji üretebilir. Bu süre yıldızın kütlesi ile ters orantılıdır. GüneÅŸten çok daha küçük yıldızlar güneÅŸe göre kat kat daha uzun süre enerji üretirken dev yıldızlar sadece milyonlarla ölçülebilecek yılar boyunca enerji ürete bilmektedir. Yıldızlar 3000 C° ile 50.000 C° arasında deÄŸiÅŸen yüzey sıcaklıklarına baÄŸlı olarak deÄŸiÅŸik renklerde bulunabilirler. Yüzey sıcaklığı en fazla olan yıldızlar mavi renk alırken yüzey sıcaklığı en düşük olan yıldızlar ise kırmızı renk almaktadır. 5500 C° lık yüzey sıcaklığına sahip olan güneÅŸin rengi sarıdır.
Bir yıldız doÄŸuyor…
Evren çok büyük oranda hidrojen (H) ve az miktarlarda diÄŸer elementlerden oluÅŸmuÅŸtur. Bu elementler genellikle gaz ve toz bulutları halinde bulunurlar. Bu bulutlar, bulutu içine çökmeye zorlayan kütle çekim kuvveti ile bu kuvvete karşı koyan basınç kuvvetlerinin etkisi altında denge halindedir. Fakat bazen gaz ve toz bulutları çevrelerindeki ortamdan yada diÄŸer bulutlardan kütle kazanabilirler. Bir bulutun kütlesi artıkça kütle çekim kuvveti de artar ve kütle belli bir deÄŸere ulaÅŸtıktan sonra kütle çekim kuvveti kendisine karşı koyan basınç kuvvetini yener, kütle çekim kuvvetinin etkisi altında kalan bulut içine çökmeye baÅŸlar. Aynı zamanda kendi etrafında dönmekte olan gaz manyetik kuvvetler tarafından da sıkıştırılmaktadır. Bulut içine doÄŸru çöktükçe merkezindeki sıcaklık yükselir ve artık kütle çekimi ile kendisine enerji saÄŸlayan bir ilkel yıldız oluÅŸmuÅŸtur. Yıldızın merkezinde oluÅŸan ısıdan kaynaklanan ısıl basınç kuvveti kütle çekim enerjisine karşı koyarak çöküşü yavaÅŸlatır. Zaman içerisinde çökme devam ettikçe merkezdeki ısı iyice artar, merkezdeki sıcaklık 15 milyon C° ‘yi aÅŸtığında artık bulut hidrojen yakan bir yıldıza dönüşmüştür. Ve ürettiÄŸi muhteÅŸem ısının saÄŸladığı basınç kuvveti kütle çekim kuvvetini dengeleyerek çöküşü durdurur.
Yıldızların yaşamları ve enerji kaynakları
Yıldızların temel enerji kaynağı füzyon (çekirdek birleÅŸmesi) reaksiyonlarıdır, fakat yıldızlar yaÅŸamının belli dönemlerinde farklı enerji kaynakları da kullanılabilir. Daha önce de bahsettiÄŸimiz gibi kütle çekim enerjisi ile çöken bulutların merkezlerinde bir ısıl enerji üretilir. Bu ilkel bir yıldızın ilk enerji kaynağıdır. Çekim kuvvetinin etkisi ile yıldızın merkezinde sürekli artış gösteren ısı 15 milyon C° deÄŸerine ulaÅŸtığında artık yıldız füzyon reaksiyonu gerçekleÅŸtiren bir yıldızdır ve bu noktadan sonra çekirdeÄŸin ısısı sabit kalır. BaÅŸta da bahsettiÄŸimiz gibi bir yıldızın temel enerji kaynağı füzyon enerjisidir, yeni oluÅŸmuÅŸ bir yıldız en basit füzyon reaksiyonu olan hidrojen çekirdeÄŸini helyum çekirdeÄŸine dönüştürme iÅŸlemini gerçekleÅŸtirir. Bu reaksiyonda 4 Hidrojen atomu birleÅŸerek bir Helyum atomu oluÅŸturur. 4 hidrojen atomunun atom ağırlığı bir helyum atomundan %0.7 fazla olduÄŸu için bu 0.7 oranındaki fazla kütle E=mc² bağıntısı gereÄŸi olarak enerjiye dönüşür. Yani bir yıldız doÄŸumundan ölümüne kadar geçen sürede toplam kütlesinin 0.7′lik kısmını enerji olarak etrafına yayar. YaÅŸamını hidrojen füzyonu ile sürdürmekte olan yıldızlara ana kol yıldızları adı verilir, yıldızlar ömürlerinin çok büyük bir kısmını ana kol yıldızı olarak sürdürür. Bir yıldız baÅŸlıca yakıtı olan hidrojeni tükettikten sonra tekrar içine çökmeye baÅŸlar çöktükçe ısınan yıldızın merkezindeki ısı 20 milyon C° olduÄŸunda ikinci bir füzyon tepkimesi baÅŸlar. Bu sıcaklıkta Helyum atomları birleÅŸerek Berilyum atomu oluÅŸturur fakat bu yeni yakıtın ömrü çok kısadır, birkaç milyon yılda bu yakıt da tükenir. Tükenen her yakıtın ardından daha ağır bir atom yakıt olarak kullanılır bu iÅŸlem en kısır element olan demir elementine kadar sürer. Hidrojen tükendikten sonra ki yakıtlar yani helyumdan demire kadar olan füzyon reaksiyonları bir kaç yüz milyon yıl içinde tükenir. Ve artık bu yıldızın ömrü tamamlanmıştır.
Yıldızların Ölümü
Ömrünün sonuna yaklaşan yıldız artık içerisindeki tüm hidrojeni helyuma çevirmiş ve bu değerli yakıtını tüketmiştir. Bu yaşlı yıldız artık son çırpınışlarını yaşayacaktır. Sırasıyla helyum, berilyum gibi elementleri de yakıt olarak kullanan yıldızın çekirdeğindeki ısı giderek artmakta ve artıkça da merkezinde oluşan ısıl enerjinin etkisi ile genişlemektedir. Genişleyen yıldız devasa boyutlara ulaşır. Örnek olarak güneşi ele alırsak, yaklaşık 5 milyon yıl sonra bu evreye girecek olan güneş genişleyerek önce Merkür sonra Venüs ve dünyayı yutacak boyutlara ulaşacak ve çok büyük bir ihtimalle de marsı yüksek ısısı ile eritecektir (Neyse ki daha çok vaktimiz var! ). Tabi ki bu genişlemenin bir sonu olacaktır, bu son aynı zamanda yıldızında sonudur. Ömrünü tamamlayan yıldız varlığını üç farklı şekilde devam ettirebilir, beyaz cüce, nötron yıldızı yada kara delik. Yıldızın sonunun ne olacağını belirleyen kriter kütlesidir.
GüneÅŸ kütlesinin 1,5 katına kadar kütleye sahip olan yıldızlar (Yıldızların kütlelerini tanımlamak için genellikle güneÅŸ kütlesine olan oranı kullanılır) küçük yıldızlar denilen grup içerisine girmektedir. Bu yıldızlar geniÅŸlemelerinin son noktasına (kırmızı dev) ulaÅŸtıklarında yakıtları tükenir ve dış katmanları boÅŸ uzaya yayılır. Geriye kalan çekirdek hızla soÄŸumaya baÅŸlar ve boÅŸ uzaya yayılmış olan dış katmanlar yıldızın çevresinde bir hale oluÅŸturur. Gezegenimsi bulutsu verilen bu evrenin sonunda soÄŸuyan çekirdekle birlikte düşen ısıl basınç kütle çekim enerjisine yenilecek ve yıldız hızla çökmeye baÅŸlayacaktır. Çökeme sonucunda yıldız beyaz cüce adı verilen ve 1cm³ ‘ü yaklaşık 5 ton olan, çok yoÄŸun ve beyaz renkli bir gök cismi oluÅŸturur. GüneÅŸte küçük kütleli bir yıldız olduÄŸu için aynı akıbeti yaÅŸayacaktır.
Kütlesi güneş kütlesinin 1,5 katı ile 3 katı arasında kalan yıldızlar genişlemelerinin son noktasına ulaştıklarında (kırmızı süper dev) tüm yakıtlarını henüz tüketememiştir ve ısınan çekirdekte çok yüksek bir ısıl basınç oluşmuştur.Yüksek ısıl basınç yıldızı çökmeğe zorlayan kütle çekim enerjisi yener ve bir anda çok şiddetli bir patlama gerçekleşir. Süpernova patlaması ismi verilen bu patlama ile yıldızın dış katmanları hızla uzay boşluğuna dağılır ve geride sadece yoğun bir çekirdek kalır, bu çekirdek kütle çekim enerjisinin etkisi ile hızla çökmeğe başlar. Çökme o denli şiddetlidir ki yıldızı oluşturan proton ve elektronlar bile yüksek çekim kuvvetinin etkisi ile birleşerek nötron oluşturur ve geriye sadece nötronlardan oluşan bir nötron yıldızı kalır.
Kütlesi güneş kütlesinin 3 katından daha fazla olan yıldızlar kırmızı süper dev evresinde iken süper nova patlaması ile dış katmanlarını uzay boşluğuna fırlatırlar ve geride kalan çekirdek soğuyarak çökmeye başlar, çekirdek muazzam kütle çekim enerjisi altında çökerken ışığın bile kaçamayacağı bir çekim kuvvetine ulaşırlar ve artık bu yıldızın adı karadeliktir.
Topics: Bilim ve Teknik |
