Bir yıldız nasıl doğar?


Bir hücrenin ana rahminin karanlıklarında insana, dönüşmesi gibi, milyarlarca sene önce uzayın karanlıklarında yaratılmış küçük bir hidrojen gazı kümesi, akıllara sığmaz bir kudret tarafından gece gördüğümüz o pırıl pırıl yıldızlara dönüştürülür. Bu küçük gaz kümesi, bir yıldız için tohum görevi görür.


Evrendeki galaksilerin soğuk ve karanlık ortamında “nebula” adı verilen gaz ve toz bulutları yer alır. Nebulaların içindeki gaz ve tozlar yıldızların hammaddesini teşkil eder. Bunlar, galaksilerdeki şok dalgalarının tesiriyle bir küre oluşturur ve gravitasyon denen çekim kuvveti onları bibirbirlerine yaklaştırarak sıkıştırır. Milyonlarca yıl süren bir süreç sonunda yüksek yoğunluğa ulaşan bulut kümesi iyice ısınır. Sıcaklık yükseldikçe bu yoğunluk ve çarpmalar daha da artar. Çarpışmalar sonucu bulut ışıldamaya başlar. Sonunda bulutların içindeki nükleer fırın ateş alarak 10 milyon dereceye ulaşan bir sıcaklık ortaya çıkar. Bu sırada, Hidrojen helyuma dönüşürken; bir kısım kütle de enerjiye dönüşerek yıldızların o devasa sıcaklık ve ışımasına sebeb olur. Geceleri üzerimizde pırıl pırıl yanan o mücevherlerin macerası işte böyle başlar.


Kırmızı dev


Hidrojen tepkimesi, elbetteki sonsuza kadar sürüp gitmez. Yıldızların merkezi, bir nükleer santral gibi çalışır.. Hidrojen bitince, çekirdekte fokur fokur kaynayıp duran nükleer fırın yavaş yavaş sönerken, bu defa yıldızın dış kabuk kısımlarında kalan hidrojenler kullanılmaya başlanır. Bunun sonucu olarak yıldızın kabuk kısmı ısınır ve helyum miktarı dış kısımlarda da artar. Sonunda yıldız şişer ve yarıçapı yüz kat artarak koskocaman bir deve dönüşür.Yıldızın yeni ismi artık “kırmızı dev”dir. Bu arada sıcaklık da azalmaya başlamıştır ve 10 milyon dereceden aşağı bir seviyeye doğru iner


Ölüm içinde doğum


Kırmızı devin yarıçapındaki aşırı büyümeler sırasında, onun merkezi olan çekirdek bölgesinde yeni bir takım faaliyetler görülür. Yıldızların külü olarak da nitelendireceğimiz helyum, yeni bir yakıt yerine geçmeye hazırlanır. Çocuğun doğum zamanı geldiğinde anne karnında görülen ritmik sancılar gibi, hidrojenini yiyip bitirmiş ve adeta ölmüş olan yıldızın rahminde görülen kasılmalar ve basınç, yeni bir doğum sancısıdır. Bu basınç sonunda çekirdek büzüşür sıcaklığı 10 kat artarak yaklaşık 100 milyon dereceye ulaşır. İşte bu sıcaklık, helyumun ateş alması için yeterlidir. Helyumun ateş almasıyla “üçlü alfa süreci” dediğimiz birleşme ile üç helyum çekirdeği kaynaşır ve sonuçta yeni bir element olan, karbon meydana gelir. Tabii ki bu dönüşüme, muazzam bir füzyon enerjisi eşlik eder.


Güneşin akibeti de böyle olacaktır. Merkezdeki hidrojenin bitmesiyle, incelmiş kabukta yer alan hidrojen helyuma dönüşmeye başlayacak ve bu arada genişleyecektir. Sonuçta yüzey bölgesindeki çekim gücü azalacak, atmosferi de uzaya doğru genleşerek ışık fırtınası gibi esecektir. Böylece Güneş kocaman bir dev yıldızı andıracak görülebilen yüzeyi, göbeğinden öylesine uzaklaşacaktır. Diğer bir deyişle, artık göbek nerede, sınır nerede belli olmayacaktır. Çünkü güneş artık Güneş değil “kırmızı dev” dir. Kırmızı dev, Merkür ve Venüs gezegenleri ile birlikte büyük bir ihtimalle yerküremizi de saracaktır. Ömrünün son anlarını yaşayan güneş bu durumuyla kollarını uzatıp yavrularını sıcak sinesine alan bir dev anasına dönecek ve onları da bünyesine katıp eritecektir.


Beyaz cüce geliyor


Helyum yanmaya devam ettikçe bir yandan da içe çöküş hızlanmış sıkışma artmıştır..Yıldız dış tabakalarını uzaya fırlatır atar. Rengi beyazsımsı bir hâl alır. Bu safhadaki bir yıldıza artık “beyaz cüce”adı verilir. Beyaz cüce içindeki yakıtı yakmaya devam ederek, yüzlerce milyon yıl alan bir süreç sonunda demir haline gelir. Demire dönüşüm süreci tamamlandığında ışığı sönmüş, soğuk ve karanlık bir görünüm almıştır ve artık adı “siyah cüce” dir. Yakacak bir yakıtı kalmadığından parlaması da sona ermiştir. Görüldüğü gibi demire dönüşüm çoğu yıldızların son durağıdır.


Güneşten daha büyük yıldızların sonu: “kırmızı süper devler”


1.44* Güneş kütlesi arasında olan büyük yıldızlar ise, karbona dönüşüm sürecini tamamladıktan sonra karbon elementinden ibaret çekirdeğinde sıcaklık öylesine yüksek bir noktaya çıkartılırki bu nükleer potada karbon elementi oksijene dönüşmeye başlar. Bu arada çevrede kabuk kısmında helyumun karbona dönüşümü henüz devam etmektedir. Bu durumda kırmızı dev yıldızın dış tabakaları daha da genişleyerek bir kırmızı süper dev ortaya çıkar. Çekirdekte sıcaklık 1 milyar dereceye ulaşmış bu sıcaklıkta atom kütlesi 12 olan karbon, atom kütlesi 4 olan helyumla kaynaşarak atom kütlesi 16 olan oksijen çekirdeği meydana gelmektedir. Atomlar büyüdükçe elementlerin doğması için gerekli “eşik enerji” de o nisbette artıyor ve bir kısım maddenin yok olmasıyla açığa çıkan enerji de o nisbette büyüyor. Bu işlemlerde öylesine çok enerji açığa çıkar ki sonunda yıldız kararsız hale gelir ve dış tabakaları yıldız rüzgarıyla uzaya püskürtülür. Sonunda geride, yıldızın orijinal kütlesinin % 10 unu oluşturan ve genişlemekte olan iyonlaşmış bir gaz kabukla çevrelenmiş karbon çekirdek kalır. Sonunda karbon çekirdek basamak basamak büyük elementlere dönüşürek tümüyle demir olur. Demir oluşumunun füzyon reaksiyonlarının son halkası olduğunu belirtmiştik. Demirden daha ağır elementlerin sentezi sonucunda dışarıya enerji verilmez, tam tersine ortamdan enerji alınır.Bu noktadan sonra, dışarıdan enerji sağlanmadıkça hiçbir nükleer süreç oluşmaz.


Yoğunlaşarak sona gidiş:


Nötron yıldızları


Eğer yıldızın kütlesi güneşin kütlesinin 1.44 katından büyükse böyle büyük yıldızlar cüce olarak kalmazlar. İç sıcaklıkları ve yoğunlukları öyle yükselir ki yakıtı demir, nikel, krom, kobalt haline gelir. Yıldızın etrafında tabakalar oluşur. Demir haline gelmiş yakıt artık yanamaz. Sıcaklık ve basınç elektron ve protonları birbirine yapıştırarak nötron haline getirir. Demir çekirdek 100 km çapında bir top halindedir. Ve yıldız, kritik bir sıcaklıkta bir milyar katı bir ışık çıkararak patlar. Bu bir süpernova patlamasıdır. Patlamayla birlikte etrafa korkunç bir şok dalgası ve nötrino akışı başlar. Patlayan malzeme gaz bulutları halinde uzaya dağılır. Süpernova patlamasından geriye 10-20 km. genişliğinde bir çekirdek kalır. Burada, elektronlarla protonlar birleşmiş ve nötron hâline gelmiştir. Yıldız artık bir nötron yumağı hâline gelmiş, yoğunluğu ve çekim gücü korkuç boyutlara ulaşmıştır. Bunlara nötron yıldızı denir. İçlerinde bir nükleer reaksiyon bulunmadığından bir ışıma yapamazlar. Boyutu küçüldüğü için dönüş hızı da artmıştır. Saniyede onlarca, yüzlerce dönüş yapar. Bazıları ise düzenli aralıklarla radyo dalgaları çıkarır. Bunlara da pulsar adı verilir.


Bir kâinat kuruluyor


İçinde yaşadığımız kâinatın macerası yukarıda sözünü ettiğimiz bu süpernova patlaması ile başladı. Güneş sistemimize beşiklik eden süpernovanın, Samanyolunun 30 bin ışık yılı kadar bir mesafede cereyan ettiği hesap ediliyor. Gerçi bundan milyarlarca önce olduğu tahmin edilen hadiseyi gören kimse yok yeryüzünde. Ancak dünya üzerindeki ve vücudumuzdaki elementler, geçmişimizde bir süpernova macerasını ortaya koyuyor. Patlama sırasında bir şok dalgası patlayan yıldızın iç tabakalarını parçalar, bu bölgenin sıcaklığını 5 milyar dereceye kadar yükselterek nükleer sentezi başlatır. Ve daha ağır elementler böylece teşekkül etmeye başlar. Çünkü bu kâinatın bir köşesine bir dünya kurulacak ve onda ağır elementlere ihtiyaç olacaktı. Bunların üretilmesi içinde böyle bir müthiş sarsıntıya ihtiyaç vardı. Büyük bir ihtimâlle süpernova patlamasının neden olduğu basınç dalgası, yıldızlararası gaz ve tozu sıkıştırarak Güneş sisteminin yoğunlaşmasına neden olmuştu.Evet, yerküremizde bazı ağır atom türlerinin bulunması, Güneş sisteminin oluşmasından kısa bir zaman önce yakınlarda bir süpernova patlamasına işaret etmektedir. Kosmosda rastlanan kimyasal element bolluğuna ve nisbetine baktığımızda, kırmızı devler ve süpernovaların yüksek enerjili laboratuvarlarında imal edildikleri konusunda şüpheye yer bırakmıyor. Çevremizdeki hatta organlarımızı teşkil eden karbon ve oksijen elementine ve hatta kanımızda kırmızı rengi veren hemoglobinin merkezinde yer alan demir elementine varıncaya kadar hayatı mümkün kılan elementler çok uzun zaman önce ve çok uzaklarda kırmızı dev yıldızların fabrikasında akıl almaz yüksek sıcaklıklarda imâl edilmişler.


Kainatın hangi köşesine giderseniz gidin. Aynı kimyasal terkiblerle karşılaşıyorsunuz. Aynı elementler tarlasından yeni yeni birbirinden farklı harika teşekküllerle karşılaşıyorsunuz.




*1.44 sayısı güneşin kütlesiyle orantılı olup, belirli bir yıldızların sonlarıyla ilgili sınırı ortaya koyar. Limitin altındaki yıldızların akibeti beyaz ve siyah cüce olmak; limitin üstündekiler ise süpernova, nötron yıldızı ve daha sonra da bir karadelik hâline gelmektir.