Nötron Yıldızları Hakkında Neler Biliyoruz?
Nötron Yıldızları Nasıl Oluşur?
Yıldızlarda tıpkı insanlar gibi doğar, gelişir ve ölürler. Yıldızlar yaşamlarını yapısında bulunan Hidrojen elementini, Helyum elementine dönüştürerek devam ettirirler. Bu olan bir füzyon olayıdır. İçeri doğru olan kütle çekimine karşılık dışarı doğru füzyon tepkimesinin neden olduğu enerji vardır. Bu durum yıldızın boyutunu sabit tutmaktadır. Yıldızlar, yakıtlarını yani hidrojen kaynaklarını bitirmeye başladıklarında merkez, çekim kuvvetinin etkisiyle küçülmeye başlar. Merkezinde kalan son hidrojenlerin tepkimesi sonucu hafif ışık yaymaya başlar. Yakıtlarını tamamen bitirinceye kadar bu durum devam eder. Yakıtları tamamen bittiğinde bu kez farklı bir reaksiyon başlar. Bu reaksiyon helyum atomlarının birleşerek karbon atomlarına dönüşmesidir.
Helyumun füzyon olayı, inanılmaz derecede bir enerji açığa çıkmasına sebep olur. Bu enerjinin büyüklüğü , merkez çekim kuvvetinin karşılayamayacağı düzeydedir. Çok hızlı şekilde büyümeye başlar. Kızıl Dev adını verdiğimiz yıldıza dönüşür. Bu kızıl dev yapısında bulunan helyumu bitene kadar büyümeye devam eder. Helyum bittiğinde yıldız kütle çekim etkisiyle küçülmeye başlar. Yıldızların kaderlerinin belirleyicisi sahip olduğu kütleleridir. Yıldızın kütlesi ne kadar fazlaysa merkez çekim kuvveti o kadar fazla olur. Ağır kütleli yıldızlar çok fazla ısınır. Bu ısınma bir patlama ile sonuçlanır. Bu patlama ‘Süpernova Patlaması’ olarak adlandırılmaktadır. Süpernova patlaması sonucu merkezde bulunan çekirdek nötron yıldızlarına kadar sıkıştırılır. Dolayısıyla ağır bir yıldızın çökmüş olan çekirdeği ‘Nötron Yıldızı’ olarak değerlendirilir.
Nötron Yıldızlarının Özellikleri
Nötron yıldızları tamamen nötron parçacığından oluşmazlar. Eser miktarda da olsa proton ve elektron parçacıklarınıda bulundururlar. Bulundurduğu proton ve elektron parçacıkları nötron yıldızlarının uzun ömürlü olmalarını sağlar. Protonlar ve elektronlar olmasaydı nötron yıldızları daha kısa ömürlü olacaklardı. Nötronlar kararsız yapıda olan parçacıklardır. Beta ışıması yaparlar ve çok kısa sürede proton ve elektronlara ayrışırlar. Buna karşın yıldızın içindeki yüksek basınç proton ve elektronların birleşerek nötrona dönüşmelerini sağlar. Bu sayede nötron yıldızları daha kararlı bir yapıya ulaşmış olurlar.
Peki nötron yıldızlarının kütleleri hakkında nasıl bir yorum yapabiliriz? Tanıdık yıldızımız güneşi referans alalım. Nötron yıldızlarının kütlesi güneşin kütlesinin 1.44 ila 3 katı arasındadır. Bugüne kadar gözlemleyebildiğimiz en büyük kütleye sahip nötron yıldızı ise güneşin kütlesinin iki katı kadar kütleye sahiptir. Avcı kolunda sistemimizi bulunduran Samanyolu Galaksi’si yaklaşık 2000 tane nötron yıldızına ev sahipliği yapmaktadır. Evimizin bulunduğu güneş sistemine en yakın nötron yıldızı 400 ışık yılı uzaklıktadır. Bu nötron yıldızı RX JI856.5-3754 şeklinde isimlendirilir. Bu nötron yıldızını 424 ışık yılı uzaklıktaki PSR J0108-1431 nötron yıldızıdır.
Nötron yıldızlarının çok büyük kütleli olduklarını söyledik. Peki bu kadar büyük kütledeki yıldızların hacimleri ne kadardır? Beklenilenin aksine nötron yıldızlarının hacimleri çok küçüktür. Kütlesi güneşin 1.5 olan bir nötron yıldızının hacmi 10 kilometredir. Kütlesinin büyük hacminin çok küçük olması nötron yıldızlarının çok yoğun olmasına sebep olmaktadır.
Nötron yıldızlarının kütle çekimi etkisiyle daha fazla küçülmemelerinin sebebi ‘Pauli Dışarılama İlkesi’dir. Bu ilke fermiyon grubunda olan iki parçacığın aynı konuma ve aynı kuantum durumuna sahip olamayacağını söyler. Kütlesi güneşin kütlesinin üç katından az olan nötron yıldızlarının yoğunluğu atom çekirdeklerinin yoğunluklarına ulaştığında çökme durur. Ancak kütlesi güneşin kütlesinin 5 katı olan nötron yıldızlarında ise durum farklıdır. Bu tür yıldızlara, uzayda ışığın bile kaçamadığı ‘Kara Delik’lere dönüşürler.
Yazan: Sultan KIŞ
Bir yanıt bırakın