Nebula Türleri Nelerdir? Bulutsuların Kimyasal Yapıları Hakkında Neler Biliyoruz?

Nebula veya bulutsular; bol miktarda hidrojen ve helyumdan oluşan, uzayda genişçe bir yer kaplayan, içeriğindeki hidrojen ve helyumla yıldızları oluşturan gök cisimleridir. İlginç renkleri ve desenleri ile astrofotoğrafçıların da ilgi odakları olmaktadırlar.

Bulutsu Türleri

Bulutsular kendi aralarında Emisyon Bulutsuları, Yansıma Bulutsuları, Gezegenimsi Bulutsular, Süpernova Kalıntıları ve Soğurma Bulutsuları olmak üzere beşe ayrılırlar.

Emisyon Bulutsuları

Emisyon veya salma bulutsularının böyle isimlendirilmesinin sebebi kendi ışıklarını kendilerinin yaymasıdır. Bulutsunun ışığı, içindeki ve etrafındaki yıldızların enerjilerini hidrojen atomlarına vermesi sonucu oluşur. Bu enerji o kadar güçlüdür ki iyonlaşma adı verilen bir süreçle bulutsunun hidrojen atomlarının elektronları kopar ve hidrojen (+) yüklü olacak şekilde iyonlaşır. Enerji verilmiş elektronlar, atomlarla yeniden birleşerek yüksek enerjili durumlarından düşük enerjili durumlarına geri döndüklerinde ışık yayarlar ve bulutsunun gazının parlamasına neden olurlar.

Emisyon bulutsularının ünlü bir örneği; Orion takımyıldızında yer alan devasa, yıldız oluşturan bir bulutsu olan Orion Nebulası'dır. Diğer ismiyle Avcı Bulutsusu, Trapezium olarak bilinen dört büyük yıldızdan oluşan bir yıldız kümesine ev sahipliği yapmaktadır. Bu yıldızlar sadece birkaç yüz bin yaşında, Güneş'in kütlesinin yaklaşık 15-30 katı kütlededir. O kadar sıcak ve parlaktırlar ki tüm Orion bulutsusunu aydınlatırlar.

Ancak çoğu genç yıldız bulutsunun içine gömülüdür. Bunların en büyüklerinin kütlesi Güneşimizin kütlesinin 50 ila 100 katıdır.

Bu tür bulutsularda bulunan baskın element, bulutsulara karakteristik kırmızı rengini veren iyonize hidrojendir. Bu tür bulutsulardaki helyum, oksijen, azot ve eser miktarda bulunan elementler gibi diğer elementler de yeşil ve mavi ışık yayar.

Hubble Space Telescope

Yansıma Bulutsuları

Yansıma bulutsuları, ışıklarını etraflarındaki yıldızlardan alan bulutsulardır. Emisyon bulutsularındaki yıldızların aksine bu yıldızların enerjileri bulutsulardaki gazı iyonlaştıracak kadar güçlü değildir. Yine de ışıkları gaz ve tozun içinden geçerek bulutsunun parlamasına neden olur. Bu görüntüyü sisli bir ortamda el feneri açılınca ortaya çıkan görüntü gibi düşünebilirsiniz.

Yansıma bulutsuları, hidrojen ve neonla doludur. Bazı araştırmalar, petek benzeri bir yapıda düzenlenmiş yüzlerce karbon atomu ve bazı hidrojen atomları ile birbirine bağlı aromatik halkalar olan polisiklik aromatik hidrokarbonların da yansıma bulutsularındaki varlığını doğrulamaktadır. Bu hidrokarbonlar, fullerenler gibi diğer bileşiklere dönüştürülebilir.

Science Alert

Gezegenimsi Bulutsular

Gezegenimsi bulutsular, düşük ve orta kütleli yıldızların ölümü sırasında oluşur. Bu tür yıldızlar öldüklerinde dış katmanlarını uzaya atarlar. Bu genişleyen gaz kabukları yıldız ölümünün karmaşıklığını gösteren çok çeşitli benzersiz şekiller (halkalar, kum saatleri, dikdörtgenler ve daha fazlasını) oluşturur. Gökbilimciler bu karmaşık şekillerin bir yıldızın ömrünün sonunda nasıl oluştuğunu hâlâ araştırmaktadır.

Yıldız, dış katmanlarını atarken beyaz cüceye dönüşen çekirdeğini geride bırakır. Beyaz cüceler yaklaşık olarak Güneş'in kütlesine ve Dünya'nın büyüklüğüne sahip nesnelerdir. Bu da onları kara delikler ve nötron yıldızlarından sonra evrendeki en yoğun madde biçimlerinden biri yapar. Beyaz cüce yıldızının ultraviyole radyasyonu, gezegenimsi bulutsunun gazını iyonize eder ve yıldızların emisyon bulutsularında yaptığı gibi parlamasına neden olur. Güneşimizin de ömrünün sonunda bir gezegenimsi bulutsu oluşturması beklenmektedir.

Gezegenimsi bulutsular için yapılan spektrum analizleri; bu tür bulutsularda hidrojen, oksijen, karbon ve neon iyonları bulunduğunu göstermektedir. Bu yapılar yıldızların son evrelerinde oluştuğu için oldukça karmaşık moleküllere sahiptir. Başta uzun karbon zincirleri içerenler olmak üzere pek çok farklı molekülün kaynağını oluştururlar. Bu bulutsularda C₄H₂, C₆H₂, C₂H₄ gibi karbon bazlı moleküllerin ve hatta aromatik benzen (C₆H₆) benzonitril gibi karbon bazlı moleküllerin varlığını birkaç çalışma doğrulamıştır. Aynı zamanda oksijen bulunduran H₂O, OH veya HCO gibi bileşiklere de sahiptirler.

Universe Today

Süpernova Kalıntıları

Eğer bir yıldız, Güneşimizin en az beş katı büyüklüğündeyse süpernova patlaması geçirerek içindekileri saniyede 15.000 ila 40.000 kilometre hızla uzaya fırlatma kapasitesine sahiptir.

Tipik bir süpernova patlaması sırasında açığa çıkan enerji nedeniyle galaksilerin tamamının saçtığı ışıktan daha parlak bir ışık topu oluşturabilir ve bu durumda Güneş'imizin 8 milyar yıllık toplam ömründe yayacağından daha fazla enerji uzaya savrulur.

Yengeç Bulutsusu, bir süpernova kalıntısı örneğidir. 1054 yılında Yengeç Bulutsusunu oluşturan patlama o kadar parlaktı ki haftalarca gündüz vaktinde bile gökyüzünde görülebilmiş ve Dünya'nın dört bir yanındaki gökbilimciler tarafından kaydedilmiştir. Yıldızdan gelen maddeler hâlâ saatte yaklaşık 4,8 milyon kilometre hızla uzaya akmaktadır.

Araştırmalar bu bulutsularda argon ve hidrojen iyonlarından SiO, SiS, CO ve HCO⁺'ya kadar pek çok farklı bileşiğin varlığını ortaya koymaktadır. Bu nebulalar için kaydedilen spektrumlar H₂S gibi moleküler türlerin yanı sıra, C⁺, N⁺, N⁺², O⁺², O⁺³ ve P⁺ gibi iyonlarla doludur. Aynı zamanda bu nebulalarda neon, magnezyum, silikon, kükürt ve hatta demir dahil olmak üzere çeşitli elementler de bulunabilir.

Space

Soğurma Bulutsuları

Soğurma bulutsuları veya karanlık bulutsular, ışık yaymayan veya yansıtmayan ancak arkalarından gelen ışığı engelleyen gaz ve toz bulutlarıdır. Bu bulutsular yıldızlardan veya ötelerindeki bulutsulardan gelen görünür ışığı emmelerine olanak tanıyan büyük miktarlarda toz içerirler. Bu bulutsuların görülebilmesi için arkalarında parlak bulutsular veya yıldızlar bulunması gerekir.

Soğurma bulutsularını kimyasal yapı olarak diğer bulutsulardan ayıran özellik metal de içeriyor olmalarıdır. Elbette moleküler hidrojen, H₂, H₂O, CO, CO₂, CH₃, OH, NH₃, etil alkol (C₂H₅OH) gibi yüzlerce kimyasal; şekerler ve hatta glisin gibi amino asitler de bulundurmaktadırlar. Hatta bu bileşiklerden 70 tanesi DNA'yı oluşturan bileşiklerle birlikte meteoritlerde yaygın olarak bulunmaktadır. Koyu renkli bulutsular aynı zamanda C, Si, Mg, Fe, Al, Ti gibi katı maddeler de içerirler.

Great Lakes Ledger

Bulutsularda Yıldızlar Nasıl Oluşur?

Yıldızların kimyasal yapısı, bulutsuların kimyasal yapısıyla benzerlik göstermektedir. Bunların ikisinde de hidrojen ve helyum, ağırlıklı olarak bulunmaktadır. Eğer bir bulutsunun yanında büyük kütleli bir yıldız süpernova patlaması geçirirse bu olay, bulutsudaki hidrojen ve helyumun sıkışmasına neden olur. Çünkü bir süpernova, gazın saniyede 10.000 ila 20.000 kilometreye kadar bir hızla hareket etmesine neden olmaktadır. Bu muazzam derecede güçlü bir patlamadır ve gazın sıkışması için yeterlidir. Bu durum karşısında sıkışıp toplanan gaz ve tozlar kütle çekim sayesinde etraflarına daha fazla gaz ve toz çekerler. Bunun sonucunda da toz bulutunun kütlesi artar ve daha da fazla gaz ve toz çekmeye başlar.

Bu durumda, basınç ve sıcaklık ciddi derecede artar. Bu da nükleer füzyon dediğimiz olayın başlamasına sebep olur. Nükleer füzyon, basitçe 2 küçük elementin daha ağır elementlere dönüşmesidir bu esnada ortaya yüksek miktarda ısı açığa çıkar.

Füzyon sonucu oluşabilecek en ağır element demirdir. Yıldızlardaki füzyonda hidrojen atomlarının birleşmesi sonucu helyum ve daha ağır atomlar oluşmaktadır.

Yıldızlardaki Füzyonlar

Yüksek ısıları ve kütleleri ile yıldızlar, doğal yollardan enerji açığa çıkarmak için farklı kombinasyonlar kullanır:

• Proton-Proton füzyonu: Çekirdek sıcaklıkları 15 milyon °C'nin altında olan Güneş gibi yıldızların baskın enerji kaynağını oluşturan proton-proton füzyonu, iki protonun çarpışmasıyla başlar ve sonucunda pozitronlar, nötrinolar ve gamalar gibi yüksek enerjili parçacıklar ortaya çıkar.
• Karbon Döngüsü: Daha yüksek sıcaklıklara sahip yıldızlar hidrojen atomları yerine karbon atomlarını birleştirir.
• Üçlü Alfa Süreci: 100 milyon °C'yi aşan sıcaklıkları ile kırmızı devler gibi yıldızlar, hidrojen ve karbon yerine helyum atomlarını bir araya getirir.