Evrim Ağacı
Reklamı Kapat

Nötron Yıldızı Nedir?

İstanbul Büyüklüğündeki Bir Yıldız, Kara Delikten Sonraki En Güçlü Kütleçekimine Sahip!

Nötron Yıldızı Nedir? Quanta Magazine
Tavsiye Makale
Reklamı Kapat

Bu yazı, Evrim Ağacı'na ait, özgün bir içeriktir. Konu akışı, anlatım ve detaylar, Evrim Ağacı yazarı/yazarları tarafından hazırlanmış ve/veya derlenmiştir. Bu içerik için kullanılan kaynaklar, yazının sonunda gösterilmiştir. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Kara deliklerle ilgili yazılarımızdan da hatırlayacağınız üzere, devasa bir yıldız ömrünün sonuna geldiğinde süpernova adı verilen bir olay ile patlar. Buna sebep olan şey, yıldızın stabilitesini sağlayan nükleer füzyon olayının yakıtının sona ermesidir. Yani yıldızların içerisinde, "atalarından kalma", belli miktarda madde vardır ve yıldızların çekirdeğinde sürekli devam eden nükleer füzyon olayı, bir yandan daha ağır elementlerin oluşmasını sağlarken, diğer yandan kütleçekiminin etkisi altında yıldızın kendi üzerine çökmesine engel olur. Ama ne zaman ki yakıt görevi gören bu madde sona erer, o zaman yıldızın kütlesine bağlı olarak devasa bir patlama yaşanabilir. İşte bu patlamaya süpernova adını veriyoruz.

Patlayan yıldızın kütlesine bağlı olarak (ki buna Chandrasekhar Limiti de deniyor) yıldız bir kara deliğe veya nötron yıldızına dönüşebilir. Bir nötron yıldızının oluşmasına neden olan yıldızlar, Güneş'ten yaklaşık 10-25 kat büyüklükteki yıldızlardır.[5] Karadeliklerden sonra en güçlü çekim kuvvetine sahip gök cisimlerinden biri olan nötron yıldızları, 20 kilometrelik bir çapa, Dünya'nın 500.000 katına varan miktarda kütle sığdırabilmektedir! Tıpkı karadelikler gibi nötron yıldızları da dev kütleli yıldızların (Güneş'ten 8-15 kat büyük yıldızların) "ölümü" sonrasında doğarlar.

Görselde, bir nötron yıldızının ne kadar yüksek bir yoğunluğa, yani kütle/hacim oranına sahip olabileceği gösteriliyor.
Görselde, bir nötron yıldızının ne kadar yüksek bir yoğunluğa, yani kütle/hacim oranına sahip olabileceği gösteriliyor.
Reddit

Nötron yıldızları, bir kara delik kadar olmasa da, aklınıza gelebilecek herhangi bir cisimden çok daha yüksek yoğunluğa sahip olan, sıra dışı gök cisimleridir. Şöyle düşünün: Eğer bir nötron yıldızını oluşturan malzemeden tek bir çay kaşığı miktarda alacak olsaydınız, 900 milyar kilogramlık kütleye sahip olurdunuz![6] Bu, tek bir çay kaşığı içerisinde Everest Dağı'ndan daha fazla kütle bulunması demektir!

Daha bilimsel terimlerle konuşacak olursak, tipik bir nötron yıldızı, Güneş'in kütlesinin 1.4 katından 2 katına kadar olan bir kütleye sahip olabilmektedir. Bu, ilk etapta kulağa fazla gelmeyebilir; ancak zaten bir nötron yıldızına etkileyiciliğini veren tek başına kütlesi değildir. Güneş'in 2 katına kadar olabilen bu kütle, sadece 15-20 kilometrelik çapa sahip bir yıldızın içinde toplanmıştır! Kıyaslama olması bakımından Güneş'in çapı, Dünya'nın çapından 100 kat kadar fazladır; bizse, kabaca İstanbul'un kuzeyinden güneyine kadar olan mesafeye, Güneş'in 2 katı kütle sığdırmaktan söz ediyoruz![3]

Bu durumda sorabilirsiniz, "O zaman kara deliğe ne kadar kütle sığıyor?" diye... Olay ufku 20 kilometre olan bir kara deliğe kabaca 2.25 milyon adet Dünya kütlesi sığabilmektedir. Kara delikler, böylesine inanılmaz bir yoğunluğa sahiptirler.

SciTechDaily

Nötron Yıldızları Nasıl Oluşur?

Yukarıda da söz ettiğimiz gibi, yıldız adını verdiğimiz termonükleer gök cisimleri, aslen kütleçekimi ile nükleer füzyon arasındaki bir dansın ürünüdür. Kütleçekimi, her zaman olduğu gibi, maddeyi birbirine doğru çeker ve dolayısıyla devasa büyüklükteki gök cisimlerinin kendi üzerlerine çökmesini sağlamaya çalışır.[2]

Zaten nebulalar gibi yıldız ve gezegen doğum evlerinde olan, bir önceki yıldızlardan saçılan malzemenin kendi üzerine çökecek biçimde toplanmasıyla oluşurlar. Eğer kütle belirli bir seviyenin altındaysa gezegenler oluşur. Eğer kütle belli bir düzeyin üzerindeyse, termonükleer bir süreç olan nükleer füzyon, yani çekirdek kaynaşması olayı başlar. Bu süreçte hem hidrojen gibi daha hafif elementlerden daha büyük atom numarasına sahip elementler oluşur, hem de yoğun bir enerji açığa çıkar. Dışa doğru yayılan bu enerji, yıldızın kütleçekimi etkisi altında kendi üzerine çökmesini engeller. Madde miktarı, yıldızın stabilitesini belirler; ancak madde sonsuz değildir.

Yıldız, ömrü boyunca "yanmayı" sürdürdükçe, yakıtı giderek azalır. Bu ömür, genellikle yüz milyonlarca ve milyarlarca yıldır; örneğin Güneş'imizin toplam ömrü 9 milyar yıl kadardır ve bunun 4-5 milyar yılı çoktan sona ermiştir. Ama ne zaman ki termonükleer faaliyetleri sürdürebileceği yakıtın sonuna gelir, kütleçekimi birdenbire üstün gelir. Böylece yıldızın bütün parçaları, çekirdeğe doğru hızla çökmeye başlar. Bu çökme o kadar şiddetli olur ki, bütün madde çekirdekte öbeklendiği anda, devasa bir şok dalgası bütün yıldızı sarsar ve yıldız, dışarı doğru yayılan bu şok dalgası ile patlar. Bu patlama, süpernova olarak bilinir ve genellikle sadece birkaç saniye sürer.

Bir nötron yıldızı ile Manhattan yarımadasının kıyaslanması...
Bir nötron yıldızı ile Manhattan yarımadasının kıyaslanması...
Astronomy Now

Ancak patlamadan arta kalan çekirdek halen yerindedir ve kütleçekim kuvveti, geriye kalan malzemeyi kendi üzerine çöktürmeye devam eder. Böylece artık kütlesi değişmeyen yıldız artığının hacmi hızla azalır, yoğunluğu hızla artar. Bu çökme de öylesine şiddetlidir ki, protonları büyük bir basınçla sıkıştırarak nötrona dönüşmelerine neden olur. İşte nötron yıldızları, isimlerini buradan alırlar. Eski yıldızdan arta kalan madde, nötronyum adı verilen, aşırı yoğun ve nötronca zengin bir çekirdeğe dönüşmüştür.[4] Nötronyum, yukarıda da gördüğümüz gibi, genellikle bir şehir büyüklüğündedir ve küre şeklindedir.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Şu anki bilgilerimiz ışığında, eğer süpernovadan sonra arta kalan madde miktarı, bir nötron yıldızı oluşturmak için çok fazla ise, bir kara delik oluşacaktır. Yani madde, kendi üzerine çökmeye devam edecek ve adeta uzay-zaman dokusunu "yırtan" bir boyuta ulaşacaktır.

Bir nötron yıldızı mı, yoksa bir kara delik mi oluşacağını belirleyen kütlenin sınırı halen tartışılmaktadır. Çünkü yapılan gözlemlere göre, en iri nötron yıldızları 2 Güneş Kütlesi civarındadır; en hafif kara delikler ise 5 Güneş Kütlesi civarındadır. Bu durumda, 2-5 Güneş Kütlesi arasında eksik kütle adı verilen bir boşluk bulunmaktadır. Muhtemelen bu aralıkta bir başka tip gök cismi oluşmaktadır veya bildiğimizden çok daha iri nötron yıldızları veya çok daha hafif kara delikler vardır; fakat bunlar henüz keşfedilebilmiş değildir.

Harvard University

Nötron Yıldızlarının İçinde Ne Var?

Bu soru, genellikle kara delikler için sorulur. Ancak nötron yıldızlarının içinde ne olduğu sorusu da oldukça ilginç bir sorudur ve oldukça tartışmalıdır. Her ne kadar nötron yıldızını oluşturan ana malzeme nötronlar olsa da, bilim insanları bir nötron yıldızı içerisinde yaklaşık 1.5 kilometre kalınlığında demirden bir çekirdek olduğunu düşünmektedir. Bu demirden çekirdeğin altı, büyük oranda nötronlarla doludur ve nötron yıldızının çekirdeğinden uzaklıklarına bağlı olarak bu nötronlar farklı formlarda yer alabilirler.

Nötron yıldızlarıyla ilgili yaygın bir yanlış kanı, onların da ısı ve ışık ürettiği fikridir. Tıpkı kara delikler gibi, nötron yıldızları da ısı veya ışık saçmazlar; sadece kendilerinin oluşumuna sebep olan atasal yıldızdan arta kalan ışığı ve ısıyı saçarlar. Başlangıçta 600.000 Kelvin sıcaklığında olan bir nötron yıldızında bulunan bu artık ısı ve ışık, milyonlarca yıl içinde giderek soğur.[8]

Tıpkı kara delikler gibi, nötron yıldızlarının da muazzam bir kütleçekim kuvveti vardır. Örneğin sıradan bir nötron yıldızının kütleçekim kuvveti, Dünya'da olanın 1 katrilyon (1000 trilyon) katı kadardır.[9] Bu nedenle bir nötron yıldızı üzerine düşecek olsaydınız, kütleçekimi etkisi altında atomlarınıza ve atom altı parçacıklarınıza kadar ayrışırdınız; tıpkı bir kara delikte olacağı gibi...

Ayrıca bu devasa kütleçekimi dolayısıyla, bir nötron yıldızının kütleçekim alanına giren bir cismin de kurtulması çok zordur. Kara deliklerin olay ufkundan hiçbir şekilde kaçılamasa da (çünkü ışık hızından daha hızlı gitmeyi gerektirecek kadar yüksek bir kurtulma hızı gerekiyor olsa da), nötron yıldızlarından kaçmak mümkün olabilir. Ancak Dünya'nın kütleçekiminden kurtulmak için saniyede 12 kilometre hızla gitmeniz gerekirken, bir nötron yıldızının kütleçekiminden kurtulmak için saniyeden 100.000-150.000 kilometre hızla gitmeniz gerekir; yani ışık hızının %30-50 civarında! Teorik olarak mümkün olsa da, pratik olarak bunu yapmak imkansıza yakındır; bu nedenle bir nötron yıldızına yakalanan bir gök cismi neredeyse hiçbir zaman kurtulamayacaktır.

İşte bu nedenle, bir nötron yıldızının yüzeyinin muazzam bir düzlükte olduğu düşünülmektedir. Çünkü yüzeydeki en ufak pürüzler bile, muazzam kütleçekiminin etkisi altında düzleştirilecek ve diğer yüzeylerle aynı seviyeye çekilecektir. Bu nedenle, bir nötron yıldızı üzerinde bir "dağ" bulacak olsaydınız, bu dağ sadece en fazla birkaç santimetre yükseklikte olurdu.

Nötron Yıldızları, Pulsarlar ve Magnetarlar

Bir nötron yıldızı, ufak boyutu ve devasa bir süpernova sonucu oluşması dolayısıyla genellikle kendi etrafında akıl almaz hızlarda dönmektedir. Bu dönüşler sırasında, manyetik kutuplarından enerji fışkırmaları yaşanır. Eğer bu fışkırmalar, şans eseri Dünya'ya dönük şekilde yaşanacak olursa, Dünya'daki sensörlerimiz bu fışkırmaları tespit edebilmektedir. İşte bu şekilde dönen nötron yıldızlarından ışık saçılmasına pulsar (atarca) adı verilmektedir.

Dönen bir pulsarı gösteren bir animasyon. Görebileceğiniz gibi, yıldızla birlikte güçlü manyetik alanı da kendi etrafında dönmektedir. Bu sırada etrafa yüklü parçacık bulutları ve gama ışınları saçılır. Bu, bir pulsarın adeta bir deniz feneri gibi madde saçmasına neden olur.
NASA/Goddard/ CI Lab

Bugüne kadar keşfedilmiş en yüksek rotasyon hızına sahip pulsar, PSR J1748−2446ad adıyla bilinmektedir ve saniyede 716 defa kendi etrafında dönmektedir.[1] Yani Terzan 5 yıldız kümesi içinde bulunan bu pulsar, ışık hızının yaklaşık %25'i hızda kendi etrafında dönmektedir!

Samanyolu Galaksisi içerisinde en az 100 milyon nötron yıldızı bulunduğu düşünülmektedir; ancak bunların büyük bir kısmı çoktan tespit edemeyeceğimiz düzeyde soğumuştur. Ancak eğer ki iki nötron yıldızı birbiriyle çarpışıp kaynaşacak olursa, bu çarpışmadan doğan kütleçekim dalgalarını LIGO gibi araçlarla tespit etmemiz mümkün olmaktadır. Bu çarpışmalar hem Evren'deki en şiddetli doğa olaylarından bazılarının oluşmasına neden olur, hem de altın ve platinyum gibi ağır elementlerin oluşmasını sağlar.

Magnetar
Magnetar
NASA

Ayrıca bir nötron yıldızı sıra dışı şiddette manyetik alana da sahip olabilir. Bu tür nötron yıldızlarına magnetar adını veriyoruz.[7] Bunların etrafındaki elektromanyetik alan öylesine güçlüdür ki, eğer bir magnetara Ay ile Dünya arasındaki mesafe kadar yaklaşacak olsaydınız, güçlü manyetik alanın şiddeti nedeniyle cebinizdeki anahtarlar hızla "Ay'a doğru" fırlardı! Ne var ki magnetarların doğasına ve nasıl oluştuklarına dair öğreneceğimiz çok şey var!

Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 6
  • Bilim Budur! 4
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 3
  • İnanılmaz 2
  • Merak Uyandırıcı! 2
  • Muhteşem! 1
  • Umut Verici! 1
  • Korkutucu! 1
  • Güldürdü 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  • ^ J. W. T. Hessels, et al. (2006). A Radio Pulsar Spinning At 716 Hz. Science, sf: 1901-1904. doi: 10.1126/science.1123430. | Arşiv Bağlantısı
  • ^ A. Briggs. What Is A Neutron Star? | Earthsky.org. (12 Şubat 2020). Alındığı Tarih: 29 Ağustos 2020. Alındığı Yer: earthsky.org | Arşiv Bağlantısı
  • ^ D. Byrd. How Massive Can Neutron Stars Be? | Earthsky.org. (18 Ocak 2018). Alındığı Tarih: 29 Ağustos 2020. Alındığı Yer: earthsky.org | Arşiv Bağlantısı
  • ^ E. Inglis-Arkell. Neutrium: The Most Neutral Hypothetical State Of Matter Ever. (14 Nisan 2012). Alındığı Tarih: 29 Ağustos 2020. Alındığı Yer: io9 | Arşiv Bağlantısı
  • ^ A. Heger, et al. How Massive Single Stars End Their Life. (20 Aralık 2002). Alındığı Tarih: 29 Ağustos 2020. Alındığı Yer: arXiv.org doi: 10.1086/375341. | Arşiv Bağlantısı
  • ^ NASA. Tour The Asm Sky. Alındığı Tarih: 29 Ağustos 2020. Alındığı Yer: NASA | Arşiv Bağlantısı
  • ^ A. Reisenegger. Origin And Evolution Of Neutron Star Magnetic Fields. (07 Temmuz 2003). Alındığı Tarih: 29 Ağustos 2020. Alındığı Yer: arXiv.org | Arşiv Bağlantısı
  • ^ B. Kiziltan. (2011). Reassessing The Fundamentals: On The Evolution, Ages And Masses Of Neutron Stars. ISBN: 9781612337654. Yayınevi: Universal-Publishers.
  • ^ P. Haensel, et al. (2007). Neutron Stars 1. ISBN: 9780387473017. Yayınevi: Springer Science & Business Media.
  • The Learning Center at Pari. Sensing The Radio Sky. (15 Mart 2019). Alındığı Tarih: 30 Ağustos 2020. Alındığı Yer: The Learning Center at Pari | Arşiv Bağlantısı

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 22/09/2020 05:42:56 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/9221

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Güncel
Karma
Agora
Richard Dawkins
Güve
Makale
Charles Darwin
Bebek Doğumu
Farmakoloji
Yapay Seçilim
Metabolizma
Uterus
Jinekoloji
Cinsellik
Mistisizm
Mikoloji
Primatlar
Beslenme Davranışları
Sinek
Küresel Isınma
Hamilelik
Bilim Tarihi
Abd
Biyoloji
Mucize
Hava
Halk Sağlığı
Dünya Dışı Yaşam
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Reklamı Kapat
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Varsayımlarınız, dünyaya açılan pencerelerinizdir. Arada bir tozunu alın, yoksa içeri ışık girmez.”
Isaac Asimov
Geri Bildirim Gönder