Kozmik Ölümden Sonra Yaşam: Nötron Yıldızları, Pulsarlar ve Magnetarlar
Pek çok gök cismi gökbilimcileri büyülüyor: bunların arasında kara delikler, kuasarlar, gökada üstkümeleri, pulsarlar, magnetarlar ve nötron yıldızları var. Bugün, son üçü hakkında konuşacağız. Nasıl oluştuklarını, nasıl tespit edildiklerini, etraflarındaki evreni nasıl etkilediklerini ve gökbilimcilerin onlar hakkında ne keşif yaptıklarını inceleyelim. Pulsarların ve magnetarların ne olduğunu anlamak için önce nötron yıldızlarının mekaniğini anlamalıyız.
Nötron yıldızları nedir?
Evrenin her tarafına dağılmış birçok farklı yıldız türü vardır. Son derece küçük ve soluk kırmızı cücelerden devasa ve parlak süper devlere kadar çeşitlilik gösterirler. Mantığa aykırı görünebilir, ancak tipik olarak yıldız ne kadar küçükse, o kadar kararlı ve ömrü de o kadar uzun olur. Hidrojen içeriği sayesinde süper dev muadillerine göre çok daha yavaş bir oranda yanar. Bu nedenle yıldızlar ne kadar kütleli olursa, gaz halindeki yakıtlarını o kadar çabuk söndürürler. Ömürlerinin sonuna geldiklerinde, büyük yıldızlar, tipik olarak dört ila sekiz güneş kütlesi arasında olanlar kendi üzerlerine patlarlar ve dış gaz katmanlarını atarak süpernova olarak bilinen bir fenomen haline gelirler.
Bazı yıldızlar o kadar büyüktür ki genellikle Güneş’ten yaklaşık 20 ila 100 kat daha ağırdırlar. Çökme, çekirdeğin yıldız kütleli kara delikler oluşturan sonsuz yoğun bir nokta haline gelmesine kadar devam eder. Daha küçük olanlar, nötron yıldızı olarak bilinen şeyi geride bırakırlar. İster inanın ister inanmayın, bunlar evrendeki en kompakt nesneler arasındadır ve son derece küçüktürler, yaklaşık 20 km genişliğindedirler. Aynı zamanda o kadar yoğundurlar ki Güneş kadar veya daha ağırdırlar. NASA’ya göre, “Nötron yıldızı malzemesinden bir şeker küpü, Dünya üzerinde yaklaşık 1 trilyon kilogram (veya 1 milyar ton) yani yaklaşık bir dağın ağırlı kadar olacaktır.”
Öyleyse, bir zamanlar büyük olan bu yıldız nasıl bu kadar yoğun bir nesneye dönüşüyor? Süreç biraz karmaşık ama son derece ilginç. Yıldızları oluşturan madde hem elektronları hem de protonları içerir, ancak yıldızın yakıtı bitip çökmeye başladığında, atomların çoğu sıkı bir şekilde sıkıştırılır ve nötronlara dönüştürülür. Bir zamanlar yıldızın çekirdeğini oluşturan tüm elementler nötron olur. Süreç boyunca nötronlar, nötrinolar adı verilen muazzam miktarda atom altı parçacığı serbest bırakır. Aslında, bir süpernovanın güneşteki parçacıklardan, protonlardan, nötronlardan ve elektronlardan 10 kat daha fazla nötrino yaydığı tahmin ediliyor.
1.44 güneş kütlesinin üzerinde, nötronlar, nötron dejenerasyonu baskısı olarak bilinen bir fenomen sayesinde yıldızın çekirdeğinin tamamen kendi üzerine çökerek bir kara delik oluşturmasını engelleyebilmektedir. Yıldız küçüldükçe, nötronlar daha yüksek enerji seviyelerine zorlanır. Bu, daha fazla yer çekimi çökmesini önleyen ve bir nötron yıldızı oluşturan etkili bir basınç yaratır.
NASA’ya göre, bir Boeing 747’yi bir nötron yıldızına küçültecek olsaydık, bu sadece bir kum tanesi büyüklüğünde olurken, Dünya bir basketbol topu boyutunda olurdu.
Nötron yıldızlarının algılanması genellikle zordur; çünkü inanılmaz derecede küçüktürler ve fazla radyasyon yaymazlar. Bununla birlikte, bazen titreşimli X-ışınları veya tespit edilebilen elektromanyetik radyasyon yayarlar ve bazen dönme eksenleri ve manyetik dipol eksenleri yanlış hizalanır, bu da bizi …
Pulsarlar nedir?
Tüm pulsarlar nötron yıldızlarıdır, ancak tüm nötron yıldızları pulsar değildir. Bazı nötron yıldızları, Dünya’ya göre dönme eksenlerini görebileceğimiz şekilde konumlandırılmıştır. Düzenli aralıklarla büyük miktarlarda radyo dalgaları ve diğer elektromanyetik radyasyon türlerini püskürterek onları pulsar denen bir şey haline getirirler. Pulsarlar aşırı hızlarda bazen saniyede 70.000 km’ye varan hızlarda nesne ikili bir sisteme yerleştirilmişse daha da hızlı dönerler. Bizim bakış açımıza göre, sadece titreşen yıldızlara benziyorlar, ancak tahmin edilebilir, ritmik bir şekilde “yanıp sönüyorlar”. Gerçekte, aslında hiç göz kırpmazlar, sadece ne kadar hızlı döndükleri için bu şekilde görünürler.
Pulsarları birbirinden ayıran şey, her iki manyetik kutup boyunca parçacıkların fışkırmasını sağlayan çok güçlü manyetik alanlara sahip olmalarıdır. Bu hızlandırılmış parçacıklar, güçlü ışık demetleri üretir. Tıpkı bir deniz feneri gibi, ışık içeri girip çıkıyor ve yine sadece Manhattan boyutunda olan bu küçük nesnenin rüzgardaki bir mum gibi yanıp söndüğü izlenimini veriyor.
Pulsarların görüşe girip çıkma şeklini etkileyen bir başka şey de, manyetik alanları ile dönüş eksenleri arasında genellikle bir yanlış hizalamaya sahip olmalarıdır. Böylece, yıldız dönerken parçacık ve ışık demetleri etrafta dolanır. Işın Dünya’nın üzerinden geçtiğinde, pulsarlar açılıyor ve kapanıyor gibi görünüyor.
Pulsarlar ve nötron yıldızları son derece güçlü manyetik alanlara sahiptir. O kadar güçlü ki, aslında manyetik alanları, Dünya yüzeyinde deneyimlediğimiz manyetik alandan 100 milyondan bir milyon milyar kat daha güçlü olabilir. Bir nötron yıldızının veya pulsarın yüzeyinde (veya yakınında) durursanız ölürdünüz; çünkü yer çekimi çok aşırı. Dahası, bir pulsarın ekvatorunda duracak olursanız, dönme hızının ışık hızının 1/10’undan fazla olabileceği tahmin ediliyor. Temel olarak, onların yüzeyinde durursanız ne olacağını öğrenmek istemezsiniz. NASA, çekiminin çok güçlü olduğuna dikkat çekiyor, “yıldızın yüzeyine çarpan bir parça bin hidrojen bombasının gücüyle çarpabilir.”
Yaklaşık on nötron yıldızından biri, magnetar olarak bilinen korkunç gök cisimleri haline gelir.
Magnetar nedir?
Son derece nadir olsalar da, magnetarlar evrendeki en güçlü, en manyetik nesneler arasındadır. NASA’ya göre , “magnetarlar, bir milyon milyar Gauss veya yaklaşık yüz trilyon buzdolabı mıknatısı ölçen sıradan nötron yıldızlarından bin kat daha güçlü manyetik alanlara sahip. Karşılaştırma için, Güneş’in manyetik alanı sadece yaklaşık 5 Gauss.”
Daha önce de bahsettiğimiz gibi, nötron yıldızları ve pulsarlar, ikili yıldız sistemlerine ait olduklarında daha güçlü hale gelebilir. Magnetarların nasıl oluştuğuna dair bir teori, kompakt bir ikili sistemde birbirinin etrafında dönen çok büyük iki yıldızın etkileşimleridir. Alternatif olarak, bir nötron yıldızı canlı bir yıldızdan gaz halindeki maddeleri çekerken oluşabilirler. Magnetarlar bu bakımdan vampir nötron yıldızları gibidir. Bazıları güçlenmek için arkadaşlarından malzeme çalar. Diğerleri farklı şekilde çalışır, ancak en basit olanı gezegendeki tüm çekimini Dünya-Ay mesafesinin yarısından daha az bir mesafeden çıkarabilir.
İşin garibi, bazı magnetarlar manyetik enerjilerini depremlere benzer, yıldız depremleri adı verilen bir fenomenden alıyorlar. Magnetarın kabuğu yer çekimi gerilmeleri ve nesnenin aşırı manyetik alanı tarafından gama ışını patlaması adı verilen aşırı miktarda enerji yaydığı noktaya kadar ısıtıldığında oluşurlar.
Tüm zamanların en güçlü gama ışını patlamalarından biri, 2004 yılında galaksinin ortasından geldi. SGR 1806-20 olarak bilinen, Dünya’nın üst atmosferini iyonlaştırdı ve saniyenin 1/5’inde Güneş’imizin yaptığından daha fazla enerji üretti: 250.000 yıl. Daha yakın olsaydı, gezegenimizde kitlesel bir yok oluş olayına neden olabilirdi. Başka bir deyişle, süpernovadan daha güçlü bir patlamaydı.
Bu nesnelerin her biri kendine özgü ve şaşırtıcıdır. Bildiğimiz şey zaten büyüleyici olsa da, onlar hakkında öğrenilmesi ve anlaşılması gereken çok şey var.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Güneş Sisteminden Ayrılan Voyager-1, Yıldızlararası Uzayda Sürekli Bir Uğultu Kaydetti
Güneş Sisteminden Ayrılan Voyager-1, Yıldızlararası Uzayda Sürekli Bir Uğultu Kaydetti
/Kozmik Ölümden Sonra Yaşam: Nötron Yıldızları, Pulsarlar ve Magnetarlar/