Güneş'in Evrimi: Güneş Nasıl Var Oldu? Nasıl Yok Olacak?

Güneş ve Güneş Sistemimizin tüm gezegenleri, bundan yaklaşık 4.5 milyar yıl önce Nebular Teori'ye göre dev bir moleküler gazın ve toz bulutunun içe doğru çökmesi sonucu oluştu.

Bu çökme sonucunda bulutsu yapı, daha düz bir diske benzemeye başladı. Tozlar ve gazlar, bu disk üzerinde daha yoğun bölgelerde toplanmaya başladı. Yoğun olan bölgeler daha da fazla maddenin üzerlerine öbeklenmesine neden oldu ve her bir parçanın ilk momentumu (ve momentumun korunumu yasası nedeniyle) bu öbekler dönmeye başladı. Ayrıca giderek irileşen öbekler, artan basınçla birlikte giderek daha da ısındılar. Maddenin çoğu merkezde toplanırken, bir kısmı da etrafında dönen diske yayıldı. Merkezde oluşan top Güneş'i oluştururken, diske yayılan maddeler Güneş Sistemi'ndeki gezegenleri oluşturdu.

Ancak Güneş'in ve gezegenlerin oluşması için daha çok zamana gerek vardı. Güneş, bu oluşumdan sonra bir "protostar" (yani "ilkel yıldız") olarak 100.000 yıl geçirdi ve bu sırada iç kısımda artan basınç nedeniyle füzyon olayı başladı. Güneş'in şu anki biçimine gelebilmesi için birkaç milyon yıla daha ihtiyacı vardı ve bu zamanı aktif bir yıldız olan T Tauri yıldızı olarak geçirdi. T Tauri yıldızı, yıldızın henüz nükleer füzyonu gerçekleştirebilecek yeterli iç sıcaklığa ve basınca sahip olmadığı evresidir. Bu evre boyunca yıldız, nükleer füzyonun gerçekleşebilmesi için yavaşça çöker.

Geçen bunca zamanın ardından Güneş, evriminde bir adım daha ilerledi ve "Main Sequence" (yani "Ana Dizi") olarak adlandırılan bir evreye ulaştı. Güneşimiz, yaklaşık 4.5 milyar yıldır bu evrede yoluna devam etmektedir.

Bu evrede, Güneş'in çekirdeğinde biriken hidrojen atomları nükleer füzyon sonucu helyum atomuna dönüşür ve bu dönüşüm sonucunda ortaya çıkan enerji Güneş'in enerjisini oluşturur, ardından ısı ve ışık olarak Güneş Sistemine yayılır. Nükleer füzyon, iki elementin birleşerek daha ağır bir elementin oluşmasına neden olan reaksiyonlara denir ve bu reaksiyon sonucunda çok büyük enerji açığa çıkar. Ancak merkezde biriken hidrojen atomlarının sınırı olduğu için bu olay sonsuza kadar devam edemez. Bir nevi Güneş'in yakıtı hidrojen atomlarıdır ve dolayısıyla Güneş, sınırsız bir yakıta sahip değildir.

Güneş'in Yakıtı Bittiği Zaman Ne Olacak?

Daha önce de belirtildiği gibi Güneş, bugün yaklaşık 4.5 milyar yaşındadır. Bilim insanları, bugünden yaklaşık 5 milyar yıl sonra Güneş'in yakıtının bitmeye başlayacağını öngörüyor.

Güneş'in çekirdeğindeki hidrojen bittiğinde yıldız, bir Kırmızı Dev'e dönüşecek ve helyum füzyonuna başlayacaktır. Bu durumda yıldız şu anki boyutunun yaklaşık yüz katına ulaşana kadar genişleyecek, ayrıca Merkür ve Venüs'ü yutup yok edecektir. Oluşan Kırmızı Dev'in Dünya'yı da yutup yutmayacağı kesin olarak bilinmemektedir.

Kırmızı Dev daha sonra hidrojen ve helyumdan oluşan dış katmanların patlamasıyla karbon ve oksijenden oluşan bir yapı haline gelecektir. Böylece yaklaşık olarak Dünya'nın boyutu ve Güneş'in kütlesinin yarısına sahip bir Beyaz Cüce oluşacaktır. Bu Beyaz Cüce'nin soğuması milyarlarca yıl sürecek, sistemin iç kısımlarındaki gezegenler yok olacaktır. Buna karşın Güneş Sistemimizin dış kısımlarında kalan gezegenlerin hayatına devam etmesi beklenmektedir. Satürn ve Jüpiter gibi toz devleri, Güneş'in kütlesinin azalması nedeniyle daha az kütleçekime maruz kalacak ve bu nedenle Güneş'ten uzaklaşacaktır.

Oluşan Beyaz Cüce'nin soğuması için yaklaşık 10¹⁴ ila 10¹⁵ yıl geçmesi gereklidir. Bunun nedeni, Beyaz Cüce'nin yalnızca Dünya'nınkine eşdeğer bir yüzey boyutuna sahip olmasıdır. Doğal olarak oldukça sıcak olan cücenin bu yüzeyden ısı yayarak soğuması oldukça uzun sürecektir. Bu sürenin sonunda Beyaz Cüce, spektrumun görünür kısmından çıkacak ve 0 Kelvin'in yalnızca birkaç derece üstünde bir sıcaklığa ulaşana kadar soğumaya devam edecektir.

Soğumadan sonra artık Kara Cüce adını alan karbon ve oksijen topu, galaksimizdeki yıldızlar ve diğer yıldız cesetleri arasından kayıp gidecektir. Ancak hâlâ Güneş'in tamamen öldüğünü söyleyemeyiz. Bu noktadan itibaren yaşanabilecek 3 farklı senaryo vardır:

1. Başka Bir Yıldızla Birleşme: Galaksilerdeki tüm yıldız cesetlerinin yarısı, Güneş Sistemi gibi tek yıldızlı sistemlerin yıldızlarına aittir. Bilinen yıldızların yaklaşık yarısı iki veya üç yıldızlı sistemlerde bulunsa da Güneş, bizim sistemimizin tek yıldızıdır. Bu durum, Güneş'in ileride bir başka bir yıldızla birleşmesini veya başka bir yıldız tarafından yutulmasını olası kılmaktadır. Bu durum, Güneş Sistemimiz için büyük bir şans olabilir. Ancak bu ihtimal gerçekleşmezse Güneş'in cesedi sayısız farklı kütleyle kütleçekimi etkileşimine girecek ve Güneş Sistemimizin kalıntıları 10¹⁷ ila 10¹⁹ yıl sonra galaksimizden fırlatılacaktır.
2. Başka Bir Hidrojen Kaynağı Bulma: Güneş'in bir Beyaz Cüce'ye dönüşüp soğumasından sonra hayatına devam etmesi ve radyasyon yayması mümkündür. Her ne kadar bunun yaşanma ihtimali düşük olsa da Güneş'in cesedi; Kırmızı veya Kahverengi bir cüceyle birleşir, moleküler bir buluttan veya gazlı bir gezegenden hidrojen alır veya başka bir yıldız cesediyle çarpışırsa tekrar nükleer füzyon yapmaya başlayabilir. Kırmızı veya Kahverengi Cüce'yle birleşme senaryosunda en azından milyonlarca yıl boyunca yanmaya devam edecek bir hidrojen kaynağı sağlanmış olur. Başka bir kaynaktan hidrojen alınan ikinci senaryoda ise nova olarak bilinen bir füzyon patlaması gerçekleşir. Güneş'in cesedinin bir başka yıldız cesediyle çarpıştığı senaryo ise büyük bir süpernova patlamasına yol açarak her iki yıldız cesedini de yok edecektir.
3. Kara Deliklere Çekilme: Galaksimizin merkezindeki süper kütleli kara deliğin yaklaşık 25.000 ışık yılı uzaklığında tekil yıldızlardan oluşmuş küçük kara delikler bulunmaktadır. Bu kara delikler, evrendeki kütleli cisimler içinde en küçük kesit alanına sahip cisimlerdir. Galaktik anlamda bu kara delikler vurulması en zor hedeflerdendir. Ancak bu hiç vurulmayacakları anlamına gelmez. Bu küçük kara delikler bir maddeyle çarpıştıklarında hızlanır ve maddeyi bir birikim akışına yönlendirir. Böylece maddenin bir kısmı yutularak kara deliğin kütlesine eklenir. Ancak maddenin kalan çoğunluğu bir enkaz şeklinde dışarı atılır. Bu aktif, düşük kütleli kara deliklere alevlendiklerinde mikrokuasar adı verilir. Her ne kadar düşük bir ihtimal olsa da bizler de işte bu kara deliklere yem olabiliriz.

Özetle, evrendeki her nesne için gelecekte yaşanabilecek bir sürü olasılık vardır. Güneşimizinse 10 milyar yıldan daha kısa bir süre içinde bir Beyaz Cüce'ye dönüşeceği biliniyor. Bundan yaklaşık 10¹⁴ ila 10¹⁵ yıl sonra ise bu Beyaz Cüce bir Kara Cüce'ye dönüşecek ve 10¹⁷ ila 10¹⁹ yıl sonra galaksimizden dışarı fırlatılacaktır. En azından, bugünkü bilgilerimize göre yaşanması en muhtemel senaryo budur. Ancak Güneş'imizin başka yıldızlarla birleşmesi, başka kaynaklardan gaz alması veya başka yıldız cesetleriyle çarpışması da olasıdır.