ir önceki yazımızda,Güneş ve benzeri bir yıldız tipinin çökmesiyle beraber oluşan yoz elektron basıncının neden olduğu Beyaz cüce aşamasına değinmiş ve güneşin beyaz cüce durumunu koruyacağından bahsetmiştik.Şimdi ise beyaz cücelerin sonu olan siyah cüce evresi ile güneşten çok daha büyük kütleli  yıldızların çökmesiyle oluşan süreçleri araştıralım:

Beyaz cüceler, içindeki tüm yakıtlarını yüz-iki yüz milyon yıllık süreç içinde demir elementine çevirirler.Ve bu haldeki yıldızlar da artık enerjisi kalmadığından, içindeki demiri  yakamazlar.Soğuk ve karanlık uzayda kararıp sönerek siyah cücelere dönüşürler.Bununla birlikte yoz elektron basıncı da sonsuz güçlü değildir ve dengeleyebileceği madde ağırlığının bir üst sınırı vardır.
Güneş kütlesinin 1,4 katı olan bu önemli sınıra chandrasekhar sınırı denir.Bu yüzden beyaz cücelerin kütlesi, bu sınırdan daha küçük olmak zorundadır.

Büyük kütleli yıldızlar da tıpkı küçük kütleli olanlar gibi kırmızı dev evresine geldiklerinde, merkezlerinde hidrojen ve helyum yakmaktadırlar. Bir farkı, büyük kütleli olmaları dolayısıyla daha yüksek düzeydeki termonükleer tepkimeleri başlatabilmeleridir. Yani küçük kütleli  bir yıldızın sıcaklığının düşük olması nedeniyle, çekirdekteki karbon ve oksijence zengin yakıtı ateşlenemiyordu. Oysa büyük kütleli bir yıldızın korkunç basıncı, merkezdeki sıcaklığı yedi yüz milyon dereceye dek yükseltir ve karbon yanması başlar. Daha sonra, sıcaklık bir milyar dereceye yükseldiğinde de oksijen ateşlenerek her iki durumda  da tepkimeler çekirdekte karbon ve oksijen tükeninceye kadar sürer. Bu anda  tepkimeler bir an durur ve çekim etkisi altında çekirdek büzülmeye başlar.Kısa bir süre içinde  sıcaklık öylesine yükselir ki bu kez aynı tepkimeler, çekirdek etrafındaki ince bir katmanda kendini gösterir.

Oksijen yanmasının artığı silikondur ve oksijen tepkimeleri ince bir katman halinde yıldızın merkezinden dışarıya doğru yayıldıkça  bu silikonu bırakır. Daha fazla basınç, merkezdeki sıcaklığı  üç milyar dereceye yükselttiğinde de silikon yanması başlar. Silikon yanmasının artığı da demir elementidir. Fakat demir, merkezdeki sıcaklık ve basınç ne olursa olsun termonükleer tepkimeye girmez. Bu nedenle yaşamının sonuna doğru böyle büyük kütleli bir yıldızın demirce zengin bir çekirdek ve çevresindeki ince katmanlarda sırasıyla yüzeye doğru silikon,oksijen,karbon,helyum ve en dışta da hidrojen termonükleer tepkimeleri bulunur. Böyle bir yıldızın merkezdeki demir atomlarının çekirdekleri ve elektronları birbirlerinden  tümüyle ayrı durumdadır. Çünkü hiçbir atom böyle sıcaklık ve  basınç altında varlığını sürdüremez.Bu nedenle de yıldızın içi tümüyle elektron denizinde yüzmekte olan demir çekirdeklerinden oluşur.

Sonunda merkezdeki ölü bölge yıldızın basıncını taşıyamaz duruma gelir. Ve korkunç basınç yüzünden elektronlar, demir atomun çekirdeğine itilerek bir elektron bir protonla birleştirip,bir nötron ve bir nötrinoya dönüşmesine neden olur.Yani eşit sayıdaki karşıt elektrik yükleri birbirlerini yok ederek, yıldızın içini tek ve nötr nötronlardan oluşan büyük atom çekirdeğine dönüştürürler. Nötronların kendilerini meydana getiren proton ve  elektronlardan çok daha az yer kaplaması dolayısıyla yıldız şiddetle çöker ve bu çökme çok ani olur, açığa çıkan enerji,yıldızın doğumundan o ana kadar yaydığı toplam enerji kadardır. Milyarlarca yıl, yıldız ışığı azar azar yayılan enerji birkaç saat gibi kısa bir sürede yıldızın içini doldurur. Çöken çekirdekten yayılan (ki açığa çıkan nötrinonun da yarattığı) şok dalgası yüzeye doğru yayılırken, yıldız tümüyle parçalanır.Bu korkunç patlamaya  Süper Nova patlaması adı verilir. (Nova patlamaları bundan farklı olarak biri kırmızı dev, diğeri de beyaz cüce safhasına gelmiş çift yıldız sisteminde kırmızı devin yüzeyindeki tepkimeye girmemiş hidrojen gazının çekim etkisiyle beyaz cücenin yüzeyinde birikerek güçlü çekimin etkisiyle sıcaklık ve basıncının artıp patlamalı bir hidrojen termonükleer tepkimesiyle parlaklığın on bin kat artması sonucu oluşan olaya denir).

Bu patlama uzaydaki olayların en muhteşem ve en dramatik görüntüsüdür. Bu sırada yıldız, normal ışığından milyonlarca defa daha fazla ışıma yaparak içinde bulunduğu galaksiyi projektör gibi aydınlatıp onun ışımasını gölgede bırakabilmektedir.Patlamadan hemen sonra, yıldızdan geriye kalan iç merkezi kendi içine doğru çöküp artık ışıma yapamaz hale gelir.Çünkü yıldızda artık hidrojen,helyum,demir gibi elementler yerine,sadece nötron çekirdekleri bulunur. Başka bir deyişle,  yıldız artık  boş bir nötron yumağı haline gelerek,nötronların aşırı çekiminden kaynaklanan korkunç şiddetli bir çekim alanına sahip olur. Fakat bu güçlü basıncı,beyaz cücelerdeki elektronların yaptığı gibi, nötronlar da pauli dışlama ilkesine uyup (iki nötronun aynı yerde ve kuantum durumunda bulunamama durumu) durdurur; yoz nötron basıncı ve bu hale gelmiş yıldızlara Nötron yıldızı adı verilmektedir.

Yıldızın boyutu küçüldükçe dönüşü de hızlanır. Öyle ki, çapı yaklaşık otuz-otuz beş kilometre ve bir kaşıklık maddesi kırk milyar ton gelen yıldız, saniyede bir ile on dönüş hareketi yaparak radyo dalgaları yayınlar. Çünkü zayıf manyetik alana sahip bir yıldız, küçük boyutlara dek büzülürse manyetik alanı çok çok artar.Bunun nedeni de önceden milyonlarca, milyarlarca kilometre kareye dağılmış olan alanın çökmeden sonra çok küçük bir yüzeye sıkışmasıdır. Sonuçta  nötron yıldızları güneşinkinin bin milyar katı (elektro) manyetik alana sahip olur. Yıldızın  yüzeyindeki elektronlar da kuzey ve güney kutuplarından manyetik alanlarla etkileşince ivmelenerek Radyo dalgaları yayınlarlar. (Manyetik kutuplar dönme ekseniyle aynı doğrultuda değil, belli bir açı altında bulunur ve hızlı dönen bir mıknatıs gibi davranır).İşte bu haldeki nötron yıldızlarına,aralıklı ve düzenli Radyo dalgaları yayan anlamında Pulsar (atarca ) denmektedir. Ve bunlar karadeliğe giden yolda istasyon durumundadırlar.

Bununla birlikte,kütlesi güneşinkinden  kırk-elli kat olan bir yıldız yaşamının sonunda, süpernova patlaması ile gazlarının büyük bir kısmını püskürtemeyeceğinden, kütlesi güneşten iki buçuk kat daha büyük olan bir yıldız kalıntısına dönüşür.

Bu kütle,yoz elektron ve nötron basıncı tarafından dengelenemeyeceğinden, her yönden basınç yapan bin milyarlarca ton ağırlığındaki yanıp bitmiş yıldız maddesi, gittikçe küçülmeyi sürdürerek tüm varlığını Tek bir noktada yitirir. (Doğada güneşin kütlesinin iki buçuk katından daha büyük kütlelerin basıncını dengeleyebilecek hiçbir kuvvet yoktur.) Bu çökme sırasında yıldızın çevresindeki çekim alanı öylesine güçlüdür ki, uzayın ve zamanın dokusunu kendi üzerine katlayıp yırtarak tamamıyla evrenden yok olur.

Geriye kalan ise sadece bir ‘Karadelik’tir.

Devam edecek...

İstanbul - 30.11.2000
http://afyuksel.com