Gerçekten Hepimiz Yıldız Tozundan mı Yapıldık?
Carl Sagan demiş ki: “Kozmos içimizdedir. Bizler yıldızlardan oluşuyoruz. Bizler evrenin kendini tanımasının bir yoluyuz.” Bu o kadar güzel bir söz ki, her şeyi kavramak için geceleri uykusuz kalmanıza neden olur. Ancak bu kelimelerden özellikle ikisine odaklanalım: yıldız-madde. Sagan aslında yıldız tozu dememiştir. Yıldız-madde daha belirsiz bir tanımlama olabilir, ama bir bakıma daha kesin. Nedenini öğrenmek üzereyiz.
Bir yandan, yıldız tozundan yapıldığımızı kolayca iddia edebilirsiniz. İnsan vücudunun kabaca yüzde 99’u sadece altı elementten oluşuyor. Kütle oranlarına göre sıralayacak olursak bunlar: oksijen, karbon, hidrojen, nitrojen, kalsiyum ve fosfordur. Kütlenizin yaklaşık yüzde 65’i oksijenden, yüzde 18,5’i karbondan gelir. Hidrojen tüm atomların yüzde 90’ını oluşturur ve insan vücudunda yıldız süreçlerinden ya da olaylarından gelmeyen tek elementtir.
Sıfırdan bir insan yapmak için
Hidrojenin kökenini bulmak için evrenin en başından başlamamız gerekir. Büyük Patlama’yı takip eden birkaç dakika içinde evren nükleosentez yaşıyordu. Büyük Patlama’dan birkaç dakika sonra tüm görünür evren nispeten küçüktü. Eğer onu Güneş’ten ortalayacak olursak, en yakın yıldız sistemlerinden birkaç düzinesinden daha uzağa uzanmazdı. Ve sıcaktı, kuark-gluon plazması denilen bir durumdaydı. Kuarklar, atom çekirdeklerinin merkezindeki parçacıklar olan proton ve nötronları oluşturan parçacıklardır ve gluonlar da bunların birbirine yapışmasını sağlar.
Evren muazzam bir genişleme geçiriyordu ve büyüdükçe daha da soğudu – en azından proton ve nötronların ortaya çıkmasına yetecek kadar soğudu. Hidrojen en basit haliyle sadece tek bir protondan ibarettir, dolayısıyla protonlar kuark-gluon plazmasından çıktıkça, işte hidrojen elde edilir.
Hidrojenin daha az yaygın olan formuna döteryum denir ve bir proton ve bir nötrona sahiptir ve bu da helyuma (iki proton ve iki nötron) ve az miktarda başka elemente dönüşmüştür, ancak karbon kadar ağır değildir (en yaygın formunda, altı proton ve altı nötron). O noktada evrenin yüzde 75’i hidrojen ve yüzde 25’i helyumdan (artı diğer elementlerin izlerinden) oluşuyordu.
Karbon ve daha ağır bir şey yapmak için başka bir nükleosentez kaynağına ihtiyacınız vardır: yıldızlar. Yıldızlar nükleer füzyon yoluyla hidrojen ve helyumdan daha ağır elementler yaratırlar. Önce hidrojen helyuma, sonra helyum karbon ve oksijene, daha sonra da yıldız yeterince büyükse daha ağır elementlere dönüşür.
Demire ulaştıklarında sistem bozulur. Demiri kaynaştırmak için elde ettiğinizden daha fazla enerji gerekir. Enerji üretimi olmadan yıldız kendi üzerine çöker, bu süreçte daha fazla element üretir ve bir süpernovada patlarken bu elementleri evrene yayar.
Bu şiddetli sonların şiddetli zevkleri vardır.
Yani bizi oluşturmak için bunların hepsine ihtiyacınız var. Sadece Büyük Patlama değil, sadece elementleri kaynaştıran yıldızlar değil; aynı zamanda onların evrimine ve nihai ölümüne de ihtiyacınız var, özellikle de en dramatik ve patlayıcı şekilde. Büyük yıldızlara ve küçük yıldızlara ihtiyacınız var. Hatta belki de şimdiye kadar var olmuş en büyük yıldızlara, evrende yıldız oluşumunun şafağında sadece 2 milyon yıl yaşamış, Güneşimizin kütlesinin 10.000 katına varan cisimlere.
Tüm bunlar göz önünde bulundurulduğunda, yıldızlardan oluştuğumuz oldukça açıktır. Yıldızlar öldüğü için buradayız. Ancak ele aldığımız soru biraz farklı: yıldız tozundan mı yapıldık? Cevap kısmen – ve şimdi tam olarak inekleşebileceğimiz yer burası.
Toz toza, kül küle
Yıldız tozu, kozmik toz, dünya dışı toz – adına ne derseniz deyin, evren tozla doludur. Ama Dünya tozu gibi değildir. Her şeyden önce, genellikle çok daha incedir, çoğunlukla duman kıvamında ve sadece bir avuç molekülden oluşan yapılar arasındadır. En büyük yapılar yaklaşık 100 mikron (yaklaşık 0,1 milimetre) çapındaki mikrometeoroidlerdir. Ve burada asıl meseleye geliyoruz: yıldız tozunun astrofizikte çok özel bir anlamı vardır.
Yıldızlar tarafından yaratılan tozdur, ancak tüm toz orada yaratılmaz. Yani, bu biraz ince bir tartışma ama önemli bir tartışma. İlk olarak, bazı yıldızların moleküller, hatta bazı karmaşık karbon bazlı moleküller yarattığını bilmek ilginçtir. Yıldızlar bu molekülleri üretir ve daha sonra uzaya fırlatılırlar. Bazı karbon molekülleri eninde sonunda gezegenlere ulaşabilir ve burada canlıların yapı taşları olarak kullanılabilirler.
Gördüğünüz gibi, biz yıldız tozuyuz, ama sadece kısmen. Yıldızların evrendeki tüm toza doğrudan ne kadar katkıda bulunduğuna dair yaygın bir tahmin yüzde 6 civarındadır. Bu hayal kırıklığı yaratan bir rakam gibi görünebilir, ancak biz öyle olmadığını iddia edeceğiz. “Yıldız tozundan mı oluştuk?” sorusu konusunda titiz olmak, gezegenimizi ve zamanla bizi oluşturan tüm kaynakları daha iyi değerlendirmemizi sağlar.
Kozmik toz, atmosferlerinin dış katmanlarını kaybettikçe yıldızların yakınında oluşur. Gökbilimcilerin eşlik eden bir yıldızdan malzeme çalan bir beyaz cücenin aniden parladığını gözlemledikleri geçici durum olan novaların fırlatılan malzemesinde yaratılır. Ve elbette, süpernovalar patlarken, bu dehşet verici olayların fırlattığı maddede de toz oluşur.
Yıldızlardan bedenlerimize
Toz daha sonra yıldızlar arası ortamda, yani yıldızlar arasındaki boşlukta var olan maddede işlenir. Burada toz yok edilebilir ve yeniden oluşturulabilir, yeni bir şeye dönüştürülebilir. Yıldızlararası ortam, polisiklik aromatik hidrokarbonlar gibi karmaşık moleküllerle, proteinlerin yapı taşları olan amino asitler gibi önemli organik maddelerin öncü molekülleriyle doludur. Bu toz taneciklerinin evrimi sadece yıldızlar ölürken ya da ölmüşken değil, aynı zamanda doğarken de gerçekleşir.
“Yıldız maddesi” daha gerçekçi ve daha az tanımlanmış bir kavramdır, ancak doğrudan ya da dolaylı olarak bizi oluşturan yıldız süreçlerinin tüm tonlarını kapsar.
Protostellar evreden gelen yoğun enerji, yeni doğan bir yıldızı çevreleyen gaz ve toz bulutunda bir reaksiyon yaratabilir. Bu süreçler sonunda toz taneciklerinin diğerleriyle etkileşime girmesine, birikerek çakıl taşlarına dönüşmesine ve çakıl taşlarından gezegenlere dönüşmesine yol açacaktır – kozmik açıdan bu sadece kısa bir adımdır. Etrafınızdaki her şey yıldızlardan geliyor. Bizler bu kozmik etkileşimlerin ürünleriyiz.
Ancak henüz dikkate almadığımız bir molekül var, tam olarak yıldız tozu değil ama yıldız tozuna bitişik (bazen kelimenin tam anlamıyla ona bağlı): su. Su buzu yıldız oluşumunun bir yan ürünüdür ve evrendeki en yaygın katı maddedir.
Nehirlerimizdeki, okyanuslarımızdaki, içeceklerimizdeki ve vücutlarımızdaki su, Güneş Sistemi’nden çok önce, yıldızlararası uzayın yoğunlaşabileceği daha soğuk kısımlarında oluşmuştur. Ancak su buharı, su moleküllerinin bölünmesine neden olan değerden daha düşük bir sıcaklığa sahip olan soğuk yıldızlarda da oluşabilir. Yani, yıldızlar tarafından salınan tozlar arasında su da vardır. Sonunda Dünya’ya ve bize ulaşan su.
Bir şeyler tozdan daha iyidir
Bizler umutsuzca romantik bir türüz. “Yıldız tozu” bizim için peri tozu gibi ışıltılı ve büyülü bir şeyi çağrıştırıyor; onu biraz daha özel kılan kozmik bir sihir serpintisi. “Yıldız maddesi” daha gerçekçi ve daha az tanımlanmış bir kavramdır, ancak doğrudan veya dolaylı olarak bizi oluşturan yıldız süreçlerinin tüm tonlarını kapsar.
Belki “eşyalar” daha az büyülü çağrışımlara sahiptir ama taşları daha fazla güce sahiptir. Yıldızlar bizi oluşturmak için yandılar, devleştiler ve süpernova oldular. Evrendeki en yoğun yıldızlar birleşerek bizden parçalar oluşturdu ve bizi oluşturan moleküller yanan atmosferlerde ve donan yıldızlararası bulutlarda oluştu. Bizler, çok çeşitli kozmik ortamlarda oluşmuş element ve moleküllerden oluşan bir yama işi olan yıldız maddeleriyiz. Ama biz tozdan ya da maddeden daha fazlasıyız, insan dediğimiz varlıkta bir araya gelen evrensel süreçlerin toplamıyız.
Kaynak: https://www.iflscience.com
Derleyen: Figen Berber