Girdap Galaksisinde bir Yıldız Patlaması

Eski zamanların klasik, değişmeyen evren ve gökyüzü kuramlarını temelden sarsan bir olay, yıldız patlamaları… Gökyüzündeki her şeyin neredeyse “tasarlanmış” bir harmoni içerisinde “ezelden ebediyete” değişmeden devam ediyor oluşu görüşüne, gerçekleştikleri durumda dışarıya verdikleri enerjilerin devasa büyüklüğü ve etraflarındaki yıldız oluşum süreçlerine muazzam katkılarıyla resmen meydan okuyan olaylar. İşte bu patlamalardan birinin, galaksimiz Samanyolu’na 24 milyon ışık yılı kadar uzaklıkta, belirgin sarmal şekli nedeniyle “Fırıldak Galaksisi” olarak bilinen bir galakside gerçekleştiği amatör bir astronom tarafından geçtiğimiz günlerde gözlendi.

 

Fransız gözlemci Stéphane Lamotte Bailey 8 inçlik teleskobuyla elde ettiği görüntüleri birleştirerek oluşturduğu bu animasyonda sarmal galaksinin sol alt tarafında beliren parlaklığı seçebilirsiniz. Patlama öncesi ve sonrasını gösteren çok güzel bir fotoğraf. ( Telif Hakkı : Stéphane Lamotte Bailey )

 

Ünlü kuyruklu yıldız avcısı Charles Messier’in kataloğunda M51 olarak da bilinen bu galaksi, kuzey yarım kürede yaz döneminde küçük bir teleskopla dahi görülebilecek parlaklıkta bir sipiral galaksi. Sözü geçen patlama yukarıdaki animasyonda da görüleceği gibi sarmal kollardan birinin dış kısmında gerçekleşti ve parlaklığına dikkat edilecek olursa galaksideki bütün tekil yıldızların hepsi arasında fark edilecek seviyede, hatta merkezin parlaklığıyla yarışacak düzeyde.. Böylesine parlaklığa tek bir yıldızın sebep olması, “patlama” dediğimiz olayın ne kadar şiddetli olduğu hakkında az çok fikir verebilir. Söz konusu olan süreci ve açığa çıkan enerjileri biraz daha yakından inceleyelim.

 

Öncelikle gözlenen bu yıldız patlaması( İngilizce’si supernova"), kütlesi 8 Güneş kütlesinden daha büyük yıldızların çekirdeklerindeki yakıtı nükleer birleşme reaksiyonları(füzyon) ile tüketerek artık iç basınçlarının, kütleleri nedeniyle oluşan kütle çekimsel kuvveti artık dengeleyemediği bir duruma ulaşıp çökmeye başlamasıyla tetikleniyor. Çökme sebebiyle potansiyel enerjideki azalma yıldızın dış katmanlarının dışarıya fırlatılmasıyla sonuçlanıyor; ortada kalan çekirdek ise çökmeye devam ederek sonunda yoğunlukları suyun yoğunluğunun milyarlarca katı olan nötron yıldızları ya da hakkında hala fazla birşey bilmediğimiz karadelikler oluşuyor. Bu tip patlamalar “çekirdek çökmesi yıldız patlamaları” olarak adlandırılıyor. (Güneş’imiz bahsettiğim kütle değerinden çok düşük olduğu için evrimin son aşamasında farklı bir yol izleyerek nispeten daha basit bir “patlama” ile beyaz cüce bir yıldıza dönüşecek--bu gibi durumlarda aşağıda bahsi geçen seviyede yüksek enerji salınımları gözlenmiyor.)

 

Açığa çıkan enerjiyi dolayısıyla gücü astrofizikte sıklıkla kullanılan enerji birimi “erg” cinsinden ifade edersek:

Karşılaştırma için Güneş’in yaydığı enerjiye bir bakalım. Güneş’in bir saniyede yaydığı enerji(yani gücü):

İkisinin oranına baktığımızda ise :

Yani saniyede yaydıkları enerji bakımından supernova Güneş’ten yüz katrilyon kat daha fazla enerji yayıyor. Sonuç olarak ufak bir hesaplamayla şu çarpıcı sonuca ulaşabiliriz : Supernova patlaması sonucu bir saniyede dışarıya atılan enerji miktarı, Güneş’in ortalama 10 milyar yıllık ömrü boyunca ürettiği ve üreteceği bütün enerjiyle hemen hemen aynı!! İşte şimdi yukarıdaki animasyonda, galaksi içindeki yüz milyar yıldızdan sadece birinin patlaması sonucu neredeyse bütün galaksinin yüzeyi kadar parlaklığa erişebilmesi daha kolay anlaşılabilir.

 

Tarihi kaynaklardan MS 1054 yılında patladığı bilinen Yengeç Supernovası. Yıldızın savurduğu dış katmanları hala etrafa yayılıyor ve merkezde radyo dalgalarında yayın yapan bir nötron yıldızı bulunuyor.

 

Bu yıldız patlamalarının bu derece yüksek enerjiye sahip olmaları aynı zamanda ağır elementlerin oluşumunda da büyük rol oynuyor. Normalde hiç bir yıldızın çekirdeğinde demirden ağır metaller füzyon reaksiyonları sonucu elde edilemez; reaksiyonlar demirde durur çünkü demir bağlanma enerjisi en yüksek elementtir. Demir atomlarını bir araya getirip daha ağır bir element oluşturmak için artık enerji vermeniz gerekir. İşte bu patlamalar sonucunda açığa çıkan muazzam enerjiler demirden ağır altın, platin gibi elementlerin sentezini sağlarlar ve vurgulamakta fayda var, bu elementler sadece ve sadece yıldız patlamalarında oluşturulabilir. Peki akla şu soru geliyor? Dünya’da bu gibi ağır metallere rastlıyor oluşumuz ne anlama geliyor? Cevabı çok açık; Dünya’yı ve dolayısıyla Güneş Sistemi’nin oluşturan maddelerin bir kısmı milyarlarca yıl önce yakın civarda gerçekleşmiş bir yıldız patlaması sonucu sentezlenmiş ve Dünya’nın yapısında, bütün canlıların yapısında yerini almış.. Carl Sagan’ın bu durumu romantik, bir o kadar da gerçekçi bir şekilde şekilde tarif ettiği gibi “Hepimiz aslında yıldız tozlarıyız” !