Uzaya Dair Bilinmesi Gereken Tanımlar

Antimadde

Aynı gündüz farklı kişilklere bürünen sinemanın ve çizgi romanların süper kahramanları gibi, normal maddeyi üreten parçacıklar aynı zamanda bu maddelerin zıttını da üretiyor. Bir elektron negatif bir yüke sahiptir ancak onun antimaddesi olan pozitron, pozitif yüklüdür. Bu iki madde çarpışarak birleştiğinde birbirlerini yok ederek Einstein'ın formülasyonu olan E=mc2'ye göre saf enerjiye dönüşür.

Antimadde en basit haliyle normal maddenin zıttıdır. Daha da özelleştirecek olursak, antimaddenin atomaltı parçacıkları, normal maddeye göre zıt özellikler taşımaktadır. Bu atomaltı parçacıkların elektrik yükleri, normal maddenin atomaltı parçacıklarının tam tersidir. Antimadde, Büyük Patlama’dan sonra normal maddeyle birlikte oluşmuştur; fakat sebebinin ne olduğunu bilim insanları tam anlamıyla bilemeseler de, evrende oldukça nadir bulunmaktadır.


Mini Kara Delikler


Antimadde en basit haliyle normal maddenin zıttıdır. Daha da özelleştirecek olursak, antimaddenin atomaltı parçacıkları, normal maddeye göre zıt özellikler taşımaktadır. Bu atomaltı parçacıkların elektrik yükleri, normal maddenin atomaltı parçacıklarının tam tersidir. Antimadde, Büyük Patlama’dan sonra normal maddeyle birlikte oluşmuştur; fakat sebebinin ne olduğunu bilim insanları tam anlamıyla bilemeseler de, evrende oldukça nadir bulunmaktadır.

Kozmik Mikrodalga Arka Alan Işınımı



KMA (CMB - Cosmic microwave background) olarak da bilinen, evreni oluşturan Büyük Patlama'nın ilkel radyasyon kalıntılarından biri. Bir radyo gürültüsü olarak 1960'larda tespit edildi ve tüm uzaydan yayıldığı tahmin ediliyor. CMB, teoride bilinen Büyük Patlama için en kaliteli kanıt birimini oluşturuyor. Son dönemde yapılan çalışmalardaki kesin hesaplar kozmik mikrodalga ışınımının sıcaklığının -455 derece Fahrenheit (-270 derece Santigrat) olduğunu gösteriyor.



Karanlık Madde ve Karanlık Enerji


Bilim insanları karanlık madde'nin, çok hafif nötrinolardan, görülmeyen kara deliklere kadar, evrenin tüm maddesel yapısını oluşturduğunu düşünüyor. Ancak mevcut teknoloji ile direkt olarak tespit edilmiş veya gözlenmiş değil. Bir çok bilimci ise karanlık madde'nin gerçek olup olmadığını dahi sorgularken, gerçek olması durumunda kütleçekimi fenomeninin daha iyi anlaşılması ile birçok gizemin de çözüleceğini kabul ediyor.






Karanlık enerjinin tüm evrenin her tarafına eşit miktarlarda yayıldığı düşünülüyor, karanlık madde için böyle bir durum söz konusu değil. Tabi bu bilgi, ikisini ayıran yan faktörlerden biri. Temel farklılık ise; karanlık maddenin galaksilerin oluşmasını ve dağılmadan kalabilmesini sağlaması, karanlık enerjinin ise evrenin hala daha da hızlanarak genişlemesini sağlıyor olması. Yani biri daha küçük boyutlarda etkili, diğeri daha makro boyutlarda.

Kırmızı Dev

Güneş'e benzeyen yıldızlar, parlaklıklarında büyük bir artış göstererek ölmeye mahkumdurlar. Yıldızın çekirdeğinde hidrojen kalmadığında, nükleer yakıtı da geçici olarak tükenmiş demektir. Çekirdekteki nükleer reaksiyonlar dursa da, çekirdek çevresindeki bir kabukta hidrojen yanması devam eder. Bu arada, hidrojen yakan kabuğun sıcaklığı artar. Bu nedenle de helyum üretimi hızlanarak sürer. Kabuğun fazla ısınması nedeniyle, yıldızın zarfı genişlemeye başlar. Yarı çapı 100 kat artan yıldız, bir kırmızı dev haline gelir. Zarf genişlerken aynı zamanda soğur. Yıldızın dış katmanlarını oluşturan gazlardaki bu soğuma, ışıma gücü denen bir özellikle açıklanır. Zarf soğurken, yıldızın kütlesinin %10'nu oluşturan helyum çekirdeği büzülür ve ısınır. Sıcaklık on kat artarak, yaklaşık 100 milyon derece Kelvin'i bulunca helyum ateşlenir. Üç helyum çekirdeği kaynaşarak bir karbon çekirdeğine dönüşür ve füzyon enerjisi açığa çıkar.


Kırmızı Süper Dev



Hidrojen yakan kabuk, sonunda yakıtını bitirerek zayıfladığında yıldız büzülür ve mavileşir. Çekirdek tümüyle karbona dönüşmüştür. Karbon çekirdeğin dışındaki helyum, füzyon reaksiyonlarını başlatacak kadar ısınmıştır. Helyum, şiddetli bir şekilde yanarak, en dış kabukta hidrojen yanmasını başlatır. Yanmakta olan her iki kabuktan yayılan ısı, kırmızı dev yıldızın daha fazla şişmesini sağlar. Yıldız, ışıma gücü 1000 Güneş'e eşit olan bir kırmızı süper deve dönüşür.

Beyaz Cüce

Bu aşamadan sonra, karbon çekirdeğinin sıcaklığı yükselerek, karbon füzyonuyla enerji üretmeye başlar. O kadar çok enerji açığa çıkar ki, yıldız kararsız hale gelir ve dış katmanlarını uzaya fırlatır. Sonunda yıldızın kütlesinin %10'nu oluşturan ve iyonlaşmış gaz kabukla çevrili karbon bir çekirdek kalır. Böylece yıldız, süper dev bir gezegenimsi bulutsu haline gelmiştir.
Gezegenimsi bulutsunun merkezindeki yıldız, bir beyaz cücedir. Bir beyaz cücede atomlar, biri birinin içine girecek kadar sıkıştırıldığından basınç, bir araya gelip sıkışan elektronlar tarafından oluşturulur. Bir beyaz cüceyi, kütle çekim kuvveti karşısında çökmekten alıkoyan bu yozlaşmış elektronların basıncıdır.

Beyaz cücenin sahip olacağı en büyük kütle, Chandrasekhar kütlesi olarak bilinen 1,4 Mg (Güneş kütlesi)dir. Bundan daha büyük kütleli bir yıldızın çökmesini, yozlaşmış elektron basıncı engelleyemez. Her kızıl devin çekirdeğinde bir beyaz cüce vardır. Ve bu çekirdek, sürekli olarak yıldızın maddesini azaltır. Sonunda kızıl dev, bu asalak çekirdeği tarafından tüketilir. Yaklaşık olarak Dünya büyüklüğünde gerçek beyaz cüce, tek başına ortaya çıkar.


Siyah Cüce

Parlayan bir beyaz cücede, daha ileri düzeyde nükleer reaksiyonun başlaması mümkün değildir. Yaklaşık 10 milyar yılda bütün enerjisini uzaya fırlatan beyaz cüce, bir siyah cüceye dönüşür. Bu ise, yaklaşık Yerküre boyutlarında bir yıldız olup, sıcaklığı ve ışıma gücü çok azdır. Gökyüzünde çok sayıda beyaz cüce gözlenebilir. Belki de Samanyolu galaksimizdeki parlak yıldızların, %10'nu beyaz cücedir. Beyaz cüceler tek başlarına öylesine yoğun yıldızlardır ki; beyaz cüceyi oluşturan maddeyle doldurulmuş bir ping pong topu, birkaç yüz ton ağırlığındadır. Bu çeşit gök cisimleri, karanlık madde hüviyetindedir.

GÜNEŞ BEYAZ CÜCE OLACAK

Güneş'in birkaç milyar yıl sonra yakıtı bittiğinde, kırmızı dev haline geleceği tahmin edilmektedir. Böylece Merkür ve Venüs gezegenlerini içine alacak şekilde şişecek ve daha sonra katmanlarını uzaya fırlatacak. Sıkışıp ısınan Güneş merkezi, bir beyaz cüce olacaktır.

Yıldızların hepsi Güneş'in kaderini paylaşmaz. Bazılarının akıbeti, Chandrasekhar limiti olarak bilinen ve beyaz cüce kütlesinin en üst sınırı olan bu limite bağlıdır. Bir Hintli bilim adamından ismini alan bu limit değeri; 1,4 Mg(güneş kütlesi)dir. Sonuç olarak kütlesi Güneş kütlesinin 1,4 katından daha az olan bir yıldız, büzülmeyi durdurup, beyaz cüce haline gelecektir.

Çekirdeğin kütlesi, 1,4 Mg'yi aştığı zaman yozlaşmış elektron basıncı çökmeyi önleyemez. Çekirdek çöker ve atomların ötesinde, atom çekirdeklerinin sıkıştırıldığı çok daha yoğun bir durum ortaya çıkar ki bu nötron yıldızıdır

Nötron Yıdızı


Büyük kütleli yıldızlar, galaksinin ana kolu üzerinde kısmen az zaman geçirirler. Büyük kütleli yıldızların evrimleri oldukça hızlıdır. Kırmızı dev ve süper kırmızı dev aşamalarından daha çabuk geçerler. Bu yıldızların çekirdek kütlesi, 1,4 Mg'den daha fazla olduğundan artık yozlaşmış elektron basıncı da çökmeyi önleyemez. Çekirdeğin çöktüğü, atom çekirdeklerinin sıkıştırıldığı ve maddenin çok daha yoğun olduğu bir aşamaya gelir. Bu durumda protonlar elektron yakalayarak nötronlara dönüşürler. Şiddetli nükleer tepkimeler sonucunda, korkunç miktarda enerji açığa çıkar. Bu ise, maddeyle çok zayıf bir şekilde etkileşen karşı nötrinolar biçiminde yıldızdan enerji kaçışı demektir. Sonunda yalnızca nötronlardan meydana gelen dev bir atom çekirdeği oluşur.

Nötron yıldızı, çekirdek yoğunluğuna kadar sıkıştırılmış olan yozlaşmış nötron basıncı tarafından daha fazla çökmesi önlenen bir gaz küresidir. Yozlaşmış nötron basıncı, nötronların biri birine değecek kadar sıkışmasından dolayı ortaya çıkan bir basınçtır. Ortaya çıkan nötron yıldızının yarı çapı yaklaşık 1 km ve yoğunluğu da yaklaşık olarak, 1cm³de 1 milyar tondur. Başka bir ifadeyle yine bir ping pong topunun içi nötron yıldızının maddesiyle doldurulacak olsaydı bu top, Mars'ın uydusu Deimos kadar ağır olurdu. Böyle bir nötron yıldızı, yarı çapı 10 km olan bir atom çekirdeğidir.

Bir nötron yıldızı karadelik değildir. Karadeliğe giden yolda bir istasyon bir durak noktasıdır.

Kuasar


Kuasar denilen cisimler galaksilerin merkezinde yer alan süper kütleli ve süper aktif kara delikler. Aslında bütün süper kütleli kara deliklerin kuasar olma potansiyeli var. Bunun için tek gereken şey, kara deliğin çevresinde yoğun bir gaz ve toz bulutunun olması.

Bu bulut kara delik ekvatoruna paralel olan bir birikim diski oluşturacak ve sarmallar çizerek kara deliğin içine düşecek. Ancak, kara delikler de yıldızlardan oluştuğu kendi çevresinde dönüyor. Bu sebeple gaz ve toz bulutlarını yutarken güçlü elektromanyetik alanlar üretiyor. Bununla birlikte kara deliklerin bir seferde yutabileceği lokma sınırlı. Kara deliğe yutabileceğinden daha fazla gaz düştüğü zaman; oluşturduğu güçlü manyetik alan, kara deliğin gırtlağına tıkanan gazları kutuplarından uzaya püskürtüyor. Hem de ışık hızının yüzde 70 ila 90’ıyla püskürtüyor. Bu da Dünya’dan bakınca normalde ışık saçmayan kara deliğin çok güçlü bir şekilde parlamasına yol açıyor. İşte bu tür kara deliklere kuasar diyoruz.

Evrende ışıma güçleri en yüksek olan cisimler kuasarlardır. Spektrumlarının kırmızıya kayışına bakılacak olursa, tüm galaksilerden katbekat daha parlak olan yıldızımsı gök cisimleridir. Kuasarlar, muazzam ölçülerde ışık yayan, küçük gök cisimleridir. Mesela, 3 milyar ışık yılı uzaklığında bulunduğu tahmin edilen 3C273 Kuasar'ı, tek başına 1 milyar gökada toplamı kadar ışık yaymaktadır. Kuasarların, süper yoğun bir karadelik olduğu, düşünülmektedir.

Kuasarlar genelde; radyo, kızılötesi, x-ışını ve gamma ışını kaynaklarıdır. Ancak x-ışını enerjisi, diğerlerinden daha fazladır. Kuasarlar genellikle çok uzak ışık kaynaklarıdır. Kuasarların 1963'de keşfi, karadelikler üzerinde yapılan kuramsal ve gözlemsel çalışmalarda büyük gelişme sağlamıştır.

Bir karadeliği aramanın bir yöntemi de; görünmeyen, yoğun, büyük kütleli bir nesnenin yörüngesinde dönen maddeleri araştırmaktır. Belki de galaksilerin ve kuasarların merkezlerindeki dev karadelikler, en önemli karadelik çeşitleridir.

Blazar


Uzaya püskürttüğü gaz jetini tam karşıdan, yani tepeden gördüğümüz kuasarlara blazar diyoruz. Kuasarlar çok parlak kara delikler; ama blazarlar bunların içinde en parlak ve en nadir olanları.

Neden nadir derseniz: Uzay çok büyük ve evrendeki 2 trilyon galaksinin merkezinde yer alan blazarların sayısı da sınırlı

Sonuçta bir kuasarın blazar olması için püskürttüğü gazı tam karşıdan görmeliyiz. Üstelik bu kuasar, bugün bize 10 milyar ışık yılından daha uzak olmamalı ki bakınca net görelim. Tabii Dünya ile arasında ışığını kesen başka galaksiler ve gaz bulutları da bulunmamalı

Süpernove ve Nötrinolar


Yıldız çekirdeğinin çökmesi, kırmızı süper dev evresindeki yıldızın dış katmanlarını büyük bir hızla dışarıya fırlatan bir şok dalgası oluşturur. Bu bir süpernovadır. Süpernovalar, çok verimli nötrino kaynaklarıdır. Tersine nötrinolar, bir nötron yıldızının oluştuğunun açık kanıtlarıdırlar. Süpernova patlamasındaki enerjinin %99'u nötrinolar ve karşı nötrinolar biçiminde yayınlanır.

Pulsarlar ve Atom Saatleri


1967 yılında gökyüzünde düzenli radyo dalgası yayınlayan nesneler fark edilmiştir. Araştırmacılar önce yıldız kümesindeki bir yabancı uygarlıklarla karşılaştıklarını sanmışlar! Ancak daha sonra görülmüştür ki bu düzenli radyo dalgaları pulsarlardan gelmektedir. Pulsar adı verilen bu nesneler, gerçekte manyetik alanlar ve radyo dalgaları yayınlayan nötron yıldızlarıdır. Kendi etrafında dönen nötron yıldızları, bir radyo ışınımı yayarlar ve bunlar pulsarlardır. Pulsar olarak adlandırılan bu gök cisimleri, bir atom çekirdeğindeki gibi tümüyle nötronlardan oluşan ve bir fincan kadarı tonlarca ağırlıkta olan çökmüş bir yıldızdır.

Bilinen en hızlı pulsarların periyotları mili saniye mertebesindedir. Periyotları o denli düzgündür ki, insanoğlunun yaptığı en duyarlı zaman ölçme araçlarından daha da hassastır. Yeryüzündeki en iyi atom saatleri ile yarışırlar. Pulsarlar, dönmekte olan mıknatıslara benzerler. Zamanla elektromanyetik ışıma sonucunda enerji kaybettiklerinden, radyo frekanslarında bile görünmez olurlar. Galaksimiz uzun zaman önce ölmüş olan pulsarlardan başka bir şey olmayan nötron yıldızlarıyla doludur.

Nötron yıldızı bu aşamada Chandrasekhar limitine benzer yeni bir sınırla karşı karşıyadır. Böyle bir yıldızın çekirdek(yürek) kütlesi, 2,5 Mg'yi(Güneş kütlesini) aştığı zaman, kendi kendisinin ağırlığını taşıması imkânsızdır. Artık karadelik sürecinin yolu açılmış demektir.


Karadelikler


Bir nötron yıldızının çekirdek(yürek) kütlesi, 2,5 Mg'yi(Güneş kütlesini) aşarsa yıldız kendi kütlesel çekimine karşı koyamayacaktır. Yıldızın fazla kilolarını atması için ne yakıtı ne de kütlesel çekime karşı koyacak gücü olacaktır. Bu Chandraskher sınırına benzer Landau-Oppenheimer-Volkov sınırı olan kritik bir kütledir. Bu kritik kütleyi aşan yıldız, kendi merkezine doğru çökmeyi ve ezilmeyi sürdürecektir. Bu çöküşle beraber çevreye uyguladığı kütlesel çekim kuvveti artarken, uzay-zaman eğriliğinin de artmasını sağlar. Yıldız büzüldükçe, yüzeyindeki kütlesel çekim alanı güçlenir. Yıldızdan kaçıp kurtulma hızı da gittikçe artar. Öyle ki sonunda ışığın dahi kaçamayacağı sınır hıza ulaşır. İşte bu, karadelik dediğimiz uzay-zaman eğriliğinin sonsuza yaklaşan bir bölgesidir. Karadelikler, maddenin, adeta ezilerek yok olduğu görünmez noktalardır. Karadelikden ışık kaçamazsa, fiziksel hiçbir şey kaçamaz. Karadelikler, yıldızların ölümünün bir sonucudur.

Bütün bu süreçlerde, "genel göreceliğin kütlesel çekim yasası" ve "özel göreceliğin bu fiziksel evrende, hiçbir şeyin ışıktan hızlı gidemeyeceği yasası" hakimdir. Genel görelik yasasına göre, kütlesi olan her cisim, evreni(uzay-zamanı) eğip-bükmektedir. Karadelikler çok büyük kütleli yıldızlar oldukları için, uzay-zamanda adeta dipsiz bir kuyu oluşturmaktadırlar. Karadelikler, büyük kütleli yıldızların son durumları ve karanlık maddenin düşünülebilecek en karanlık biçimleridir. Doğrudan gözlenmeleri mümkün değildir.

Kendisinden ışık dahi kaçamadığı için gözlenemezler. Adeta bir kozmik sansür vardır. Karadelik civarında uzay-zamanda öyle bir bölge vardır ki, bu bölgedeki olaylardan ışık bile kaçamaz. Karadelik bir tuzak yüzeydir. Bu yüzeyden içeriye bir kez girerseniz, geriye dönüş yoktur. Karadelikler, uzay tozu parçacıklarından, ışık fotonlarından, dev yıldızlara kadar karşılaştığı her şeyi yutan; adeta dev kozmik bir süpürge, yahut vakumlardır.


Magnetarlar

Nötron yıldızları ilk oluştuklarında pulsarlar oluşur. Tüm yıldız maddesi küçücük bir alana sıkışınca, açısal momentumun birikmesiyle cisim olağanüstü hızlarda, bazen saniyede yüzlerce kez dönmeye başlar.

Fakat nötron yıldızları oluştuklarında, her on tanesinden biri çok garip bir şey yapar ve evrenin en gizemli ve korkunç nesnesine dönüşürler: magnetar. İsmini duymuş olabilirsiniz ama nedir bu magnetar?

Söylediğimiz gibi magnetarlar, süpernovadan oluşan nötron yıldızlarıdır. Fakat oluşumları sırasında sıra dışı bir şey olur ve manyetik alanları çok yoğun seviyelere çıkar. İşin aslı, astronomlar onları bu kadar güçlü yapanın ne olduğunu bilmiyorlar. SIRADAN BİR NÖTRON YILDIZI TRİLYON GAUSS GÜCÜNDE MANYETİK ALANA SAHİPTİR.

Bir fikre göre eğer dönmeyi, sıcaklığı ve bir nötron yıldızının manyetik alanını alıp da mükemmel bir noktada bir araya getirirseniz, dinamo mekanizması manyetik alanın kuvvetini binlerce kez artırıyor. Magnetar üzerindeki manyetik alanın büyüklüğü hayal gücünün sınırlarını zorluyor. Yer’in çekirdeğinde manyetik alan kuvveti yaklaşık 25 gauss ve yüzeye geldiğimizde hissedilen yaklaşık yarım gausstur. Sıradan çubuk mıknatıs yaklaşık 100 gausstur. Sıradan bir nötron yıldızı trilyon gauss gücünde manyetik alan kuvvetine sahiptir. Magnetarlar, katrilyon gauss ile bunun 1000 katı daha kuvvetlidirler. Peki bir magnetara yaklaşacak olursanız ne olur? Şöyle ki; manyetik alan o kadar kuvvetlidir ki bir magnetar 1000 km mesafeden vücudumuzdaki atomların elektronlarını mahvedebilir ve tam anlamıyla atomik seviyede parçalara ayrılırdınız. Atomların kendileri bile çubuk şeklini alırdı ve hayatınızı devam ettirebilmeniz için gereken kimyasal yapı yok olurdu.

Fakat magnetarın güçlü manyetik alanı içerisine hapsolmuş ölümcül seviyedeki radyasyon sebebiyle anında öldüğünüz için bunun farkına bile varmazdınız.

Kaynaklar: 

https://www.uzaydanhaberler.com/2016/08/22/magnetar-nedir/

http://www.yaklasansaat.com/evren/karadelik/karadelik.asp

https://khosann.com/hayalet-parcacik-notrino-ile-nasil-kuasar-kesfettik/

https://bilimfili.com/uzaydaki-en-garip-10-sey