Skip to content Skip to navigation

Beyaz Cücelerin Kara Cüceye Dönüşme Serüveni

Prof. Dr. Faruk Soydugan
18/04/2019 - 16:38

Bir kara cüce benzetimi

Güneş benzeri yıldızlar, yakıtlarını tükettiklerinde patlayarak dış kabuklarını atar ve yıldızın etrafı gezegenimsi bulutsu adı verilen toz ve gaz bulutuyla çevrelenir. Geriye ise "beyaz cüce" olarak adlandırılan çekirdekleri kalır. Bu tür çekirdekler, genellikle küçük kütleli yıldızların artıkları olduklarından bu aşamaya gelmeleri çok uzun sürer. Örneğin Güneş için bu süre yaklaşık 10 milyar yıldır. Güneş'ten biraz daha büyük kütleli yıldızların beyaz cüce haline gelmeleriyse daha kısa (birkaç milyar yıl kadar) sürer. Bu zaman değerleri, sadece yıldızların beyaz cüce haline gelmesi için gereken süreyi gösterir. Şimdi gelelim "kara cüceye".

NASA, ESA, HEIC, STScI/AURA - Bir gezegenimsi bulutsu olan Kedi Gözü Bulutsusu’nun (NGC 6543) Hubble Uzay Teleskobu tarafından çekilen görüntüsü

Beyaz cüceler, görülemeyecek kadar soğuduklarında kara cüce haline gelirler. Şu ana kadar böyle bir cisim gözlenmemiştir. Peki, neden? Bu soruyu cevaplayabilmek için beyaz cücelerin ne kadar sürede soğuyarak kara cüce haline geleceklerini bilmek gerekir. İdeal olarak bir kara cücenin sıcaklığının evrenin ortalama sıcaklığına (−270,42°C) yaklaşacak kadar düşmesi beklenir. Bilinen beyaz cücelerin bu kadar soğumasıysa çok uzun zaman alacaktır. Ancak bir beyaz cücenin bu kadar soğumasını beklemeden de gözlemsel verilere ve kuramsal hesaplamalara dayanarak bir tahmin yapabiliriz.

Güneş gibi bir yıldız, beyaz cüce haline geldiğinde geriye kalan çekirdek Güneş'in kütlesinin yaklaşık yarısı kadar olacaktır. Yeni oluşan ve bir gezegenimsi bulutsu içinde yer alan beyaz cücelerin sıcaklıkları yüz bin santigrat derece ölçeğinde iken farklı soğuma süreçleri ile sıcaklıkları düşmeye başlar. Bu gökcisimlerine beyaz denmesinin sebebi, ilk keşfedilen birkaç beyaz cücenin sıcaklığının yaklaşık 10.000°C ve renklerinin “beyaz” olmasıdır. Başlangıçta çok yüksek sıcaklıklarda olan beyaz cüceler, ilk zamanlarda çok hızlı soğuduklarından kısa sürede (beyaz cücenin yapısında hangi elementten hangi oranda bulunduğuna bağlı olmakla birlikte birkaç milyar yıl içinde) sıcaklıkları 10.000°C’lere gelir. Şu anda gözlenen beyaz cücelerin de önemli bölümü bu sıcaklıklara sahiptir. Beyaz cüceler soğumaya devam ettikçe renkleri değişmeye başlar. Şu ana kadar gözlenen en soğuk beyaz cücenin sıcaklığı yaklaşık 2700°C’dir ve turuncu-kırmızı renktedir. Bu tür gözlemler beyaz cücelerin aslında çok yavaş soğuduklarını ortaya koyuyor.

NASA, ESA, H. Bond (STScI) and M. Barstow (University of Leicester) - Bir beyaz cüce olan Sirius B

Kuramsal hesaplamalar, Güneş benzeri bir yıldızın beyaz cüce haline geldikten sonra sıcaklığını sadece 7500°C’ye düşürmesi yani soğuması için 1,5 milyar yıl geçmesi gerektiğini gösteriyor. Beyaz cücelerin kara cüceye dönüşecek kadar soğumaları içinse 10 milyar yıldan fazla süre geçmesi gerekir. Beyaz cüceye dönüşene kadar geçen süreyi de göz önüne alırsak Güneş benzeri bir yıldızın kara cüce haline gelebilmesi için evrenin yaşının (yaklaşık 13,7 milyar yıl) çok üstünde bir sürenin gerekli olduğunu söyleyebiliriz. Bu nedenle, kuramsal hesaplamalar ve gözlemler, şu anda 2000°C’den daha soğuk beyaz cüce görmemizin çok da mümkün olmadığını ortaya koyuyor. Artık kara cüce gözleyebilir miyiz, siz düşünün!

 

Kaynaklar:

 

Yazar Hakkında:
Prof. Dr. Faruk Soydugan
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fizik Bölümü & Astrofizik Araştırma Merkezi ve Gözlemevi

İlgili İçerikler

Gökbilim ve Uzay

Scott S. Sheppard, David Jewitt ve Jan Kleyna, Hawaii’deki Mauna Kea Dağı’ndaki Subaru Teleskobu’yla yaptıkları gözemler sonucunda Satürn’ün 20 yeni uydusunu keşfetti. Böylece Satürn’ün bilinen uydularının sayısı 82’ye çıktı.

Gökbilim ve Uzay

Mars, 2 Eylül’de yörünge hareketi sırasında Güneş’in arkasından geçmişti. Bu süreçte Güneş ile aralarındaki açısal mesafe küçük olduğundan Mars’ı Güneş’in parlaklığı nedeniyle birkaç hafta boyunca gözlemlemek mümkün olmadı. Mars ekim ayının ortasından itibaren doğu ufkunun üzerinde tekrar ortaya çıkıyor.

Gökbilim ve Uzay

Trigonometri lisede matematik dersinde karşılaştığınız ve belki de anlamakta zorlandığınız konulardan biri. Dik üçgenlerin iç açıları ve kenar uzunlukları arasındaki bağlantılarla ilgili matematiğin bu dalı size soyut gelebilir. Geçmişte insanlar denizcilikte, haritacılıkta ve astronomi yani gökbilimde karşılaştıkları problemleri çözmek için trigonometriden faydalandı. 

Gökbilim ve Uzay

İlk kez geçtiğimiz yıl düzenlenen TEKNOFEST İstanbul Havacılık, Uzay ve Teknoloji Festivali, 17-22 Eylül tarihleri arasında Atatürk Havalimanı’nda gerçekleştirildi. Bu yıl 1.720.000 kişinin katıldığı etkinlik dünyanın en büyük havacılık, uzay ve teknoloji festivali oldu.

Gökbilim ve Uzay

NASA Space Apps Challenge’ın (NASA Uluslararası Uzay Uygulamaları Yarışması) Türkiye ayağı bu yıl Ankara, Elazığ ve Şanlıurfa’da düzenleniyor. Ankara’daki organizasyona 19-20 Ekim tarihlerinde ODTÜ Genç Girişimciler Topluluğu ev sahipliği yapıyor.

Gökbilim ve Uzay

Geçmişten günümüze birçok araç uçsuz bucaksız evreni keşfetmek için uzaya gönderildi. Bu araçlar Merkür, Venüs, Mars, Neptün, Satürn, Plüton ve Ay hakkında veriler topladı ve bugün de toplamaya devam ediyor. 

Gökbilim ve Uzay

Satürn ve ilkdördün evresindeki Ay 8 Eylül’de gökyüzünde birlikte görülebilir. 20 Eylül’de ise Ay ve Boğa Takımyıldızı’nın en parlak yıldızı Aldebaran yakın görünümde. Her iki gökcismini gece yarısına yakın saatlerde batı ufkunun üzerinde görebilirsiniz. 23 Eylül sonbahar ılımı yani gece ve gündüz sürelerinin eşit olduğu tarih.

Gökbilim ve Uzay

Maden cevherlerinden metalleri özütlemek için mikroorganizmalardan yararlanılan yöntemler biyomadencilik olarak adlandırılır. Biyomadenciliğin yeryüzündeki tarihi 1950’lere kadar gider. Günümüzde bazı araştırmacılar Uluslararası Uzay İstasyonu’nda (ISS) uzayda biyomadencilikle ilgili çalışmalar yapıyor.

Gökbilim ve Uzay

Türkiye’de tasarlanıp üretilen ilk yer gözlem uydusu olan RASAT, sekiz yıldır Dünya’nın çevresindeki yörüngesinde dolanarak görüntü almaya devam ediyor. TÜBİTAK Uzay Teknolojileri Araştırma Enstitüsü (TÜBİTAK UZAY) mühendisleri tarafından tasarlanıp büyük ölçüde ülkemizde üretilen RASAT, 17 Ağustos 2011’de Rusya’daki Yasny Fırlatma Üssü’nden uzaya fırlatılmıştı.

Gökbilim ve Uzay

Gezegenler yıldızların, uydular da gezegenlerin etrafında dolanır. Peki büyük uyduların küçük uydulara sahip olması da mümkün müdür? Eğer bu tür “altuydular” sadece etrafında dolandıkları uydunun kütleçekimi etkisinde hareket etseydi cevap kesinlikle evet olurdu.