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

Antik Çağ’ın Yunan filozoflarından ünlü matematikçi Pisagor, “Tellerin kıpırtısında geometri vardır, küreler arasındaki boşlukların hesaplanmasında da müzik” demiştir. Bundan dolayı, müzik aletlerindeki tellerin uzunluğu ile çıkardıkları sesler arasında bağlantı olduğunu öne süren ilk kişinin de MÖ 6. yüzyılda yaşayan Pisagor olduğu düşünülür.

Gökbilim ve Uzay

2020 yılı Dörtlük (Quadrantid) göktaşı yağmuruyla açılış yapıyor. Yılın ilk göktaşı yağmuru 3-4 Ocak’ta en yüksek etkinliğe ulaşıyor. Dörtlük göktaşı yağmurunun en yüksek etkinliğe ulaştığı tarihte Ay ilkdördün evresinde. Bu tarihte berrak bir gökyüzünde ve şehir ışıklarından uzakta saatte maksimum 120 göktaşı görülebilir.

Gökbilim ve Uzay

Gökbilimci Tycho Brahe’nin ani ölümü özellikle, gökyüzündeki hareketine kimsenin akıl sır erdiremediği Mars’la ilgili gözlemlerine bir süredir devam eden 30 yaşındaki asistanı Johannes Kepler için büyük bir fırsat demekti.

Gökbilim ve Uzay

Kırımlı amatör gökbilimci Gennady Borisov, 30 Ağustos’ta bir kuyrukluyıldız keşfetmişti. Daha sonraları yapılan gözlemler kuyrukluyıldızın yıldızlararası uzaydan gelen bir “ziyaretçi” olduğunu gösterdi.

Gökbilim ve Uzay

Prof. Dr. Berahitdin Albayrak hocamız geçen yıl 13 Aralık’ta gerçekleşen tren kazası sonucu aramızdan ayrılalı tam bir yıl oldu. Bir insanın hayatını kaybetmesi sevenleri ve ailesi için büyük bir üzüntü kaynağı olmasının yanı sıra bilim dünyası için de büyük bir kayıptır.

Gökbilim ve Uzay

Ay’a giden astronotların Ay’a ulaşması yaklaşık üç gün sürmüştü. İnsanların uzaydaki bir sonraki hedefi Mars. Mars’ın ötesindeki gökcisimlerine örneğin Güneş Sistemi’ndeki diğer gezegenlere ya da Güneş Sistemi’nin dışındaki yıldızlara ulaşmak ise çok daha uzun sürecek.

Gökbilim ve Uzay

Hulk çizgi romanında bilim insanı Dr. Bruce Banner laboratuvarda deneyler yaparken bir kaza geçirir ve gama ışınlarına maruz kalan DNA’ları mutasyona uğrar. Bu yüzden Dr. Banner artık her sinirlendiğinde Hulk adı verilen yeşil bir deve dönüşür.

Gökbilim ve Uzay

Türkiye'nin ilk uzay radyasyonu test altyapısı olma özelliği taşıyan ODTÜ Saçılmalı Demet Hattı’nın açılışı yapıldı. Test merkezi Türkiye Atom Enerjisi Kurumunun Sarayköy Nükleer Araştırma Merkezinde kuruldu.

Gökbilim ve Uzay

Yılın son ayında gökyüzünde çıplak gözle gözleyebileceğiniz beş gezegeni de görme fırsatı bulabilirsiniz. Mars ve Merkür aralık ayında Güneş’in doğuşundan önce gökyüzünde. Ayın ilk yarısında Merkür ve Mars'ı Başak Takımyıldızı’nın en parlak yıldızı Spika ile birlikte doğu-güneydoğu ufkunun üzerinde görebilirsiniz.

Gökbilim ve Uzay

Mars ile Jüpiter’in yörüngeleri arasındaki bölgede yer alan Asteroit Kuşağı’ndaki Hygiea’ın bu dört kriterden ilk üçünü sağladığı biliniyordu. Ancak geçmişte gökcisminin şeklinin tam olarak nasıl olduğu hakkında bir fikir edinilememişti.