SIZINTIDAN SIZANLAR

Yıldızların Ölümü
Prof.Dr. Osman ÇAKMAK



Yıldızlar da, insanlar gibi yaratılıyor, büyüyüp gelişme devresinden sonra ölüme gidiyor. Ancak yıldızların büyüklüklerine göre ölümleri farklı şekillerde oluyor.

Güneş’in yapısı ve içinde meydana gelen olaylar ancak bu yüzyılda keşfedilmiştir. Daha önce, nükleer patlama, fisyon (parçalanma), füzyon (kaynaşma) gibi hadiseler açıklığa kavuşmamıştı. İlâhî Kudret’in açık bir tecellisi olarak, Güneş’in, kendisine yüklenen enerji üretme vazifesini nasıl yerine getirdiği bilinmiyordu. Güneş, insanoğlu yaratılmadan önce, milyarlarca yıldır kontrollü, devasa bir ısı ve ışık kaynağı olarak, harikulâde mekanizmasıyla yeryüzünün ve hayatın enerji kaynağı olarak vazifelendirilmişti.

Kırmızı dev

Yaratıcı’nın koyduğu kanun gereği, kapalı bir kapta gaz ısıtıldığında basıncı artar, sıcaklık düştüğünde ise basınç da düşer. Yıldızın merkezindeki milyonlarca derece sıcaklık düşünüldüğünde, burada ne büyük bir basıncın mevcut olduğu tasavvur edilebilir. Dolayısıyla birer sıcak gaz topundan ibaret olan yıldızların büyük kütlesi ve buna bağlı olarak büyük çekim kuvveti düşünüldüğünde, bu kuvvete rağmen yıldızların çökmeden varlığını nasıl sürdürdüğü sorusu zihne gelmektedir.

Yıldıza ömrü boyunca güç sağlayan en önemli tepkime, hidrojenin helyuma dönüştüğü ve bu arada yüksek sıcaklığın açığa çıktığı füzyondur (çekirdek kaynaşması). Bu yüksek sıcaklık, gaz basıncının artmasına sebep olduğundan, yıldızda çökme oluşmaz. Ama kendisine takdir edilen sürenin sonuna gelindiğinde, yakıt azalır. Merkezde hidrojen bitince çekirdekte kaynayıp duran nükleer fırın yavaş yavaş sönmeye başlar. Bu defa kabuk kısmında kalan hidrojenler kullanılır. Kabuğun ısınmasıyla helyum miktarı dış kısımlarda da artmaya başlar. Helyum artışıyla birlikte yıldız şişer. Öyleki yarıçapı yüz kat kadar arttığından yıldız olağanüstü bir büyüklüğe ulaşır ve bir kırmızı dev safhasına gelir. Bu arada çekirdekteki sıcaklık da azalmaya yüz tutmuş ve yaklaşık 10 milyon dereceden aşağı bir seviyeye inmiştir.

Ölüm içinde doğum

Bu faaliyetler sürerken kırmızı dev haline gelen yıldızın çekirdek bölgesinde yeni birtakım faaliyetler başlatılır. Bu ‘yıldızların külü’ diye nitelendireceğimiz helyumun, yeni bir yakıt yerine geçmeye hazırlanmasıdır. Çocuğun doğum zamanı geldiğinde anne karnında görülen ritmik sancılar gibi, hidrojenini yiyip bitirmiş ve âdeta ölmüş yıldızın rahmindeki bu kasılmalar, yeni bir doğumun sancısıdır. Çekirdek büzüşür ve ısınır; sıcaklığı 10 kat artarak yaklaşık 100 milyon dereceye ulaşır. Yıldızın bu sıcaklığa ulaşması yeni bir değişimin hazırlığıdır. Artık helyumun ateş alması için yeterli sıcaklığa ulaşılmıştır. Helyum ateş alır ve üçlü alfa süreci denilen birleşme ile üç helyum çekirdeği kaynaşır. Yaratıcı’nın böyle bir nükleer değişimi oluşturmasıyla, hayat kimyası için sebep vazifesi görecek karbon elementi yaratılmış olur.

Beyaz cüce geliyor

Helyum yanmaya devam ettikçe bir yandan da içe çöküş hızlanır ve sıkışma artar. Yıldızın dış tabakaları uzaya fırlatıldığında beyazımsı bir hal alır. Yıldızın yeni kimliği beyaz cücedir. Beyaz cüce içindeki yakıt yanmaya devam ederek, yüzlerce milyon yıl alan bir süreç sonunda demir haline gelir. Demire dönüşüm süreci tamamlandığında yıldızın ışığı sönmüş, soğuk ve karanlık bir görünüm almıştır ve bu defa bir ‘siyah cüce’ye dönüştürülmüştür. Yıldızda artık, yakıt kalmadığından patlama da sona ermiştir. Nükleer yanma zincirinin sonu, bu safhada özellikle kararlı bir çekirdek yapısını temsil eden demir elementiyle karakterize edilmiştir.

Füzyon sonucu demirden daha ağır elementlerin sentezi, aslında enerjiyi serbest bırakmaktan çok enerji harcayan bir olay olduğundan, yıldız, demir çekirdeğini sentez eder noktaya geldiğinde artık görevi tamamlanmıştır. Yıldızın merkezî bölgeleri ısı enerjisi üretmediğinden, denge kütle-çekim kuvveti yönüne kayar. Yıldızın, yanmasıyla ısı üretemez olan demir çekirdeği bu kütle-çekimi altında büyük bir güç vasıtasıyla sıkıştırılarak atomlar ezilecektir. Kütle-çekimi vasıtasıyla oluşturulan bu büyük güç ile saniyenin binde bir veya ikisi gibi bir süre zarfında dev geri tepme olayı sürerken, yıldız çekirdeği etrafını saran tabakalar, ani, korkunç bir sarsılmayla çekirdeğin üzerine çöker. Saniyede on binlerce kilometre hızla içeri doğru patlayan madde bir elmas duvarından daha sert olan, çok yoğun çekirdekle karşılaşır. Yaratıcı’nın ilim, irade ve kudretinin yeni bir tecellisiyle meydana gelen muazzam şiddetteki çarpışma sonucunda yıldızdan dışarıya dev bir ‘şok’ dalgası yayılır.

Süpernova patlamaları

Yıldızın atomlarındaki elektron ve protonlar çarpıştırılıp nötronlar yaratılırken, bu dönüşüm esnasında yıldızın iç bölgelerinden aniden müthiş bir nötrino çıkışı gözlenir. Bunun neticesi olarak yıldızın çekirdeği dev bir ‘nötron’ topuna dönüştürülür. Şok dalgası ve nötrino darbesi ile yıldızın üst üste tabakalarından dışarıya doğru muazzam miktarda enerji geçişi vuku bulur. Yıldızın bu kadar çok enerjiyi soğurabilecek şekilde yaratılmış olan dış katmanları şiddetli bir nükleer yıkıma uğratılır. Yıldız birkaç gün boyunca on milyar güneş şiddetinde parlama göstererek, bir kaç hafta sonra sönüp gider. Bu bir süpernova patlamasıdır.

‘Süpernova’ deyimi, astronomlar tarafından bir yıldızın patlayarak dağılmasını isimlendirmek için kullanılır. Dev bir yıldız, korkunç bir patlama ile yok edilmekte ve içindeki madde büyük bir hızla dört bir yana dağıtılmaktadır. Süpernova hadisesi; bir güneşten milyarlarca güneşlik parlama ve enerjinin çıkarıldığı, İlâhî Kudret’in sonsuzluğunu belgeleyen en dikkat çekici feza hadiselerinden birisidir.

Bu patlamalarla, Kudreti Sonsuz tarafından maddenin evrende bir noktadan başka noktalara taşınması gerçekleştirilir. Patlama sonucunda dağılan yıldız kalıntıları, kâinatın başka köşelerinde birikerek yeni yıldızların, yıldız sistemlerinin, yani gezegenlerin, asteroidlerin inşasına malzeme teşkil ederek, Yüce Yaratıcı’nın Kuddüs, Hâlık ve diğer birçok isminin tecellilerine ayinedârlık eder. Güneş, Güneş Sistemi içindeki gezegenler ve bu arada elbette bizim Dünya’mız da, bünyelerindeki tabiî elementlere bakıldığında, çok eski zamanlarda gerçekleşmiş bir süpernova patlamasının sonucunda yaratılmış oldukları intibaını vermektedir.

Samanyolu gibi tipik bir gökadada süpernovalar ortalama olarak her yüzyılda iki veya üç kez görülmüş ve bunlar gökbilimciler tarafından kaydedilmiştir. En ünlülerinden biri M.S. 1054’te Müslüman ve Çinli gözlemciler tarafından Yengeç takımyıldızında görülmüştür. Gökyüzündeki Boğa burcunun yakınlarında, aniden çok parlak bir yıldız ortaya çıkmıştır. Yıldızın çok parlak olduğu, ışığının gündüzleri bile kolaylıkla fark edilebildiği, gece ise, neredeyse Ay’dan daha parlak göründüğü rapor edilmiştir.

Asteroid ve göktaşlarının ana malzemesi demirdir. Uzay bu soğumuş saf demirle doludur. Dünya’mızın çekimiyle atmosfere giren ve yeryüzüne düşen göktaşları incelendiğinde, bunların büyük oranda demirden ibaret olduğu görülür.

Kırmızı süper devler

Kütlesi Güneş’in 1,44-5 katı arasında olan büyük yıldızların karbona dönüştürülme süreci tamamlandıktan sonra, yıldızın karbon elementinden ibaret çekirdeğinde sıcaklık öylesine yüksek bir noktaya çıkartılır ki, nükleer potada karbon elementi oksijene dönüşmeye başlar. Bu arada çevrede kabuk kısmında helyumun karbona dönüşümü henüz devam etmektedir. Bu durum kırmızı dev yıldızın dış tabakalarının daha da genişlemesine sebebiyet verir ve ortaya bir kırmızı süper dev çıkar. Çekirdekte sıcaklık artmış, 1 milyar dereceye ulaşmıştır; bu sıcaklık atom kütlesi 12 olan karbonun, atom kütlesi 4 olan helyumla kaynaşıp atom kütlesi 16 olan oksijen çekirdeğine dönüşmesi için yeterli bir sıcaklıktır.

Bir üst elementin yaratılması için gerekli eşik enerji de, o nispette artırılmakta; aynı şekilde, maddenin yok olmasıyla birlikte açığa çıkan enerji de o nispette büyük olmaktadır. Bu işlemlerde öylesine çok enerji açığa çıkartılır ki, sonunda yıldızın dış tabakaları yıldız rüzgârıyla uzaya püskürtülür. Sonunda geride, yıldızın orijinal kütlesinin % 10’unu oluşturan ve genişlemekte olan iyonlaşmış bir gaz kabukla çevrelenmiş karbon çekirdek kalır.

Şimdi daha büyük kütleli bir yıldızı bekleyen akıbeti görelim: Yıldızlar daha çok hidrojenden oluşmuş bir halde yaratılır. Hidrojen ‘yanması’ en verimli nükleer enerji kaynağı olmakla birlikte, tek enerji kaynağı da değildir. Yıldızın merkez sıcaklığı yeterince yüksekse, helyum çekirdeği füzyon sonucu karbona dönüştürülür ve yeni füzyon tepkimeleriyle oksijen, neon ve diğer elementler yaratılır. Her yeni elementle birlikte, açığa çıkartılan enerji azalır. Yakıt giderek daha hızlı tüketilir ve sonunda, yıldızın muhtevası her ay, sonra her gün ve sonra her saat değişmeye başlar. İçi bir soğana benzer; tabakaları, giderek daha hızlı şekil- de sentez edilen, birbirini izleyen kimyasal elementlerden yaratılmış olur. Yıldız öylesine şişirilir ki, bütün Güneş Sistemi’mizden daha büyük olan muazzam bir boyuta ulaştırılır. İşte bu boyuttaki yıldızın yeni kimliği, ‘kırmızı süper dev’dir.

Esrarengiz son: Karadelikler

1,44 sayısı Güneş’in kütlesiyle orantılı olup, bu sınır yıldızların sonlarıyla alâkalı İlâhî takdiri ortaya koyar. Sınırın altındaki yıldızların akıbeti beyaz ve siyah cüce, sınırın üstündekilerin ise süpernova, nötron yıldızı ve daha sonra da bir karadelik şeklinde takdir edilmiştir.

Süpernova patlamasından geriye 10-20 km genişliğinde bir çekirdek kalır. Burada, elektronlarla protonlar birleştirilmiş ve nötron haline getirilmiştir. Yıldız artık bir nötron yumağıdır; yoğunluğu ve çekim gücü olağanüstü boyutlara ulaştırılmıştır. Bunlara nötron yıldızı denir. İçlerinde bir nükleer reaksiyon bulunmadığından herhangi bir ışıma yapamazlar. Boyutları küçültüldüğü için dönüş hızları da artırılmıştır. Bunlara saniyede onlarca, yüzlerce dönüş yaptırılır. Bazılarından düzenli aralıklarla radyo dalgaları çıkar. Bunlara pulsar adı verilir. Pulsarların dönüş periyotları 0,0015 ile 4 saniye arasında değişir.

Hulasa, Güneş gibi küçük yıldızların içindeki termonükleer tepkimeler sebep kılınarak, dış kısımlarına destek sağlanır ve Güneş içine çökmez. Beyaz cücelerde ise bu durum, atom çekirdeklerinden sıyrılan elektronların basıncıyla oluşturulur. Nötron yıldızlarında ise, nötronların basıncı vasıtasıyla çekim gücünün tesiri yok edilir. Fakat süpernova patlamalarından arta kalan eski yıldız kütlesi Güneş’ten birkaç kez büyük olduğunda, bu yıldızın eceli bu safhada gelmiş demektir. Yıldız büzüştürülür ve görevine son verilir. Güneş’ten tam yirmi kez büyük kütleli bir yıldız bir kent kadar küçültülür. Yaratıcı’nın kudretindeki sonsuzluğu, O’nun nelere Kâdir olduğunu ve hakiki tesirin, ne kadar devasa olursa olsun, yaratılmışlara değil bizzat O’na ait olduğunu göstermesi bakımından, bu misâl açık bir delildir. Ezici çekim gücünün 1010 gibi bir değere ulaştığı ve yıldızın mekânzaman sürekliliği içinde evrende yutulduğu dramatik sonun adı da ‘karadelik’ olmaktadır.

Karadeliklere, çevrelerinde gezinen öbür karadelikler de yutturulup, bunların içine Güneş’ten daha büyük yıldızlar, hattâ galaksiler bile çekilebilir. Sonunda bütün kâinata, tek başına kalmış büyük bir karadelik tarafından yutulma gibi bir son takdir edilmiş de olabilir. En doğrusunu Allah (cc) bilir.