Kırmızı dev Betelgeuse’da neler oluyor? - Dr Umut Yildiz
Betelgeuse yıldızının parlaklığının değişmesi dolayısıyla patlayacağına dair spekülasyonlar bu aralar sıkça dile getiriliyor. Bu konuda yazılanları spekülasyon olarak niteliyorum çünkü elimizde iki sağlam bilgi olmasının yanında, bunlardan çıkarılan büyük bir spekülatif sonuç var: “Betelgeuse, büyüklüğü ile dev yıldızlar kategorisinde olan bir yıldız ve bu yıldızın parlaklığının düşüyor olması patlayacağını gösteriyor.” Gerçekten patlayıp, patlamayacağına geçmeden önce yıldızların ömürleri nasıl tamamlanıyor, ona bakalım.
Yıldızların, kütlelerine bağlı olarak belirli ömür süreleri vardır. Ömürleri de bünyelerinde bulundurdukları hidrojen ve helyum oranına göre yani yakıtının bolluğuna göre değişiyor. Nükleer tepkimelerle hidrojen helyuma, helyum ise karbon, azot ve oksijene dönüşüyor. Bu yakıt tükenince de periyodik tabloda demire (Fe) kadar yıldız içi tepkimeler devam ediyor. Ancak demir, bir yıldızın çekirdeğinde oluşan en son element olduğu için demiri yakabilecek bir enerji oluşturamadığından dolayı, kütlesine bağlı olarak yıldız bir süpernova patlamasıyla emekliye ayrılıyor. Bu patlamadan arta kalan beyaz cüce, nötron yıldızı veya kara delik ile de emekliliğin tadını çıkartıyor.
“HEPİMİZ YILDIZ TOZUYUZ”
Bu süpernova patlamaları o kadar önemli ki, vücudumuzda dahi bulunan demirden daha ağır elementler bu patlamalar neticesinde oluştu. Carl Sagan, işte bu nedenle “Hepimiz yıldız tozuyuz” demiştir. Tabii bu tür patlamalar çok sık gerçekleşmiyor. Galaksimizdeki en son süpernova patlamasını 9 Ekim 1604 yılında kaydetmiştik. Ardında Cassiopea A adı verilen bir artık bırakan yıldız, 6500 ışık yılı uzakta olmasına rağmen gündüz de görülebilmiş ve Johannes Kepler, gözlemleri raporladığı için Kepler’in Süpernovası olarak isimlendirilmiştir.
Galaksimizde gerçekleşen bir diğer süpernova da Crab (Yengeç) nebulasını oluşturan, 1731’de Ingiliz astronom John Bevis tarafından keşfedilen patlamadır. Bu nebulanın geçmişine bakıldığında 1054 yılında patlayan, Çinli astronomların kaydettiği süpernova patlamasının artığı olduğu bulundu. Kısacası galaksimizde 1000 yılda 2 tane süpernova patlaması gözlemlendi, neredeyse 500 yıl arayla gerçekleştikleri için artık bir sonrakinin de bizim yaşam dönemimiz içinde olabileceğini tahmin ediyoruz.
KARŞINIZDA İHTİŞAMLI BETELGEUSE
Betelgeuse yıldızı, kış gecelerinde Orion takımyıldızını tanıyanların çok kolay bulabildiği, ortalama 0.5 kadirden parlak bir yıldızdır. Kadir, 2000 yıl önce Hipparchus’un başlattığı, yıldızları parlaklıklarına göre sınıflandırdığı bir birimdir. Modern astronomide Vega yıldızı sıfırıncı kadir, referans noktası alınır; ondan daha parlak cisimler eksi değerler alırlar (Güneş, -26 kadir), daha sönükler artı değerler alırlar (Hubble’ın görebildiği derin cisimler +30 kadiri aşar).
Herhangi bir yıldız izleme etkinliğine katılırsanız fark edeceğiniz üzere Betelgeuse, kırmızı renginden dolayı amatör teleskoplarla gözlemi yapılan standart yıldızlardan biridir. Betelgeuse’un yarıçapı ortalama 900 Güneş yarıçapıdır.
Yani Dünya-Güneş arası uzaklığın 150 milyon km olduğunu düşürsek, neredeyse gezegenimizden Jüpiter’in yörüngesine kadar uzanıyor. Kütlesinin ise Güneş’in kütlesinin yaklaşık 12 katı olduğu hesaplandı. Tabii bir yıldızın bu kadar büyük olması kulağa çok etkileyici gelse de aslında yıldızın kendisi için çok iyi değil. Zira bu aşamaya gelmiş bu türden dev bir yıldızın yaşam süresi sadece birkaç milyon yıl civarında oluyor. Güneşimizin toplam beklenen ömrünün 10 milyar yıl olduğunu düşünürsek, kozmik ölçekte Betelgeuse’un kalan ömrü için göz açıp kapayıncaya kadarlık bir zaman denebilir.
BİZE YAKIN SAYILABİLİR
Kırmızı yıldızlar soğuk yıldızlardır, dolayısıyla Betelgeuse da Güneş’e oranla 2000 derece daha soğuktur. Kırmızı dev aşaması, yıldızların ömürlerinin sonlarına geldiğinde yaşadıkları birkaç senaryodan birisi. Uzayla ilgili sayıların büyüklüğüne aşina olup da Güneş’ten 900 kat büyük bir yıldız söylendiğinde sıradan bir yıldız olduğu düşünülmesin. Gerçekten evrendeki yıldızların boyutlarına istatistiksel olarak bakınca Betelgeuse aşırı büyük yıldızlardan biri denebilir. Yaşam süreleri de bu kadar kısa olunca, bunları bulmak hiç de kolay olmuyor. Betelgeuse bize sadece 650 ışık yılı kadar uzaklıktadır. İçinde bulunduğumuz Samanyolu galaksisinin çapının 100.000 ışık yılı olduğunu düşününce, Betelgeuse’u neredeyse yan apartmandaki komşumuz olarak düşünebiliriz.
PEKİ YA PATLARSA NE OLACAK?
Sanırım bundan en çok etkilenecek kişiler gelecekteki amatör astronomlar olacaktır, çünkü bu güzel yıldızı artık göremeyecekler. Ancak onun yerine patlamadan arta kalan çok güzel bir nebula (bulutsu) görecekler. Öte yandan Betelgeuse’un patlaması, Dünya’nın bütün haber ajanslarının bir numaralı haberi olacaktır muhtemelen. Neyse ki bize uzaklığından dolayı bu patlamanın Dünya’ya bir zararı olmayacak.
Fakat patlama o kadar şiddetli olacak ki, onu Güneş’ten sonra gökyüzündeki ikinci parlak cisim olarak göreceğiz. Cümleme dikkat ettiyseniz Ay’dan bile daha parlak olacak. Dolayısıyla hem gece hem de gündüz görebileceğimiz bir gökyüzü cümbüşü yaşayacağız. Dünya’daki herkes buna şahit olabileceğinden nesiller boyu anlatacakları bir hikayeleri olacak. Tamam biraz dramatize ettim ama gerçekten durum böyle. Nitekim 1054’deki süpernova patlaması, Çin kayıtlarında ve 1604’deki patlama birçok kayıtlarda var.
PATLAMA NE ZAMAN OLABİLİR?
Betelgeuse, her ne kadar yaşamının sonunda gelmiş ve uzatmaları oynuyor olsa da ne zaman patlayacağına dair söylenenler şimdilik ucu çok açık tahminlerden ibaret. Bu noktada kahve falı bakanlar gibi bir tahmin yapacağım: 3 vakte kadar patlayacak ama 3 yıl mı, 30 yıl mı, 300.000 yıl mı, işte onu henüz kestirmek kolay değil. Son 1000 yıldır, kayıtlara geçmiş galaksimizde gerçekleşen sadece 2 tane süpernova patlaması olduğundan, bu denli devasa bir kütlenin tam olarak ne zaman patlayacağını kestiremiyoruz.
Bu yazıyı okuyanlar, verilen bu süre aralığı için en kötü falcıdan daha kötü bir tahmin olduğunu söyleyecektir ama evrendeki boyutları ve süreleri göz önüne alınca, biz bir toz parçasının üzerinde sadece maksimum 100 yıl yaşayan canlılarız. Milyonlarca hatta milyarlarca yıl süren süreçler yanında hiç denecek kadar kısa bir noktadayız. Aslında “sırası geldi, artık şimdi patlar” diyeceğimiz bir olaydan ziyade, patlamayı tetikleyici bir şeyin de olması gerekiyor. İşte onun da ne zaman olacağını kestirmek çok zor. Max Planck Astrofizik Enstitüsünden Hans-Thomas Janka ve arkadaşlarının yaptığı 3 boyutlu süpernova simülasyonlarına göre yıldız kırmızı dev aşamasındayken, yıldızın üzerinde küçük bir ters yönde dalgalanma oluyor ve bu tetiklenmeyle yıldızın bütün yapısı birden çalkalanıp patlama sürecini başlatıyor.
Kafanızda canlandırma olsun diye bir örnek vermek gerekirse, YouTube’de çalışan çamaşır makinesi içine tuğla attıklarında makinenin önce yalpalayıp sonra tepe takla attığı videoları gördüyseniz buna benzetebilirsiniz. Güneş’in boyutundan defalarca kat büyük dalgaların saniyeler içinde yer değiştirdiğini düşünürsek, o ilk düzensizliğe yol açan kıpırdanmanın tam olarak ne zaman olacağını bugünden kestirmenin zorluğunu anlayabilirsiniz.
Süpernova patlamasının sanatçı tarafından canlandırılan gösterimi.
BELKİ DE HER ŞEY YOLUNDADIR?
Betelgeuse, yarı-değişen yıldız sınıfında olduğu için biz zaten parlaklığının dönemsel olarak sürekli değiştiğini gözlemliyoruz. Ortalama 0.5 kadirde olan yıldızın parlaklığındaki düşüş Ekim 2019’dan beri fark ediliyor. Ancak 1,12 kadire kadar düştüğü, 8 Aralık 2019’da astronomlar dünyasına duyuruldu. Bu yazının yazıldığı sırada da parlaklığındaki düşüş hala devam etme trendindeydi. Aslına bakarsanız Betelgeuse parlak bir yıldız olduğundan dolayı, tarih öncesinden beri takip ediliyor olsa da parlaklığı değişen bir yıldız olduğu ilk kez 1836’da John Herschel tarafından rapor edilmiş.
Herschel zamanında yıldız, adeta zonklayarak her birkaç yılda ve 10 yılda bir parlaklığında ciddi değişim göstermiş. O zamandan bu zamana takip gözlemleri yapılıyor ve en fazla son 50 yıldır çok hassas bir şekilde parlaklığı ölçülüyor. Yani Betelgeuse belki de daha uzun dönemli bir değişim yaşıyorsa, biz bunu sadece bizim yaşam dönemimizde kaydetmiş olabiliriz ve dolayısıyla bu düşüşü çok ilginç olarak değerlendirdik. Belki de sıradan, uzun dönemli bir periyodik parlaklık değişimi de olabilir. Ya da öne sürülen teorilerden biri de yıldız, rüzgarları vasıtasıyla o kadar çok toz çıkardı ki, bu tozlar bizim bakış doğrultumuzda birikti ve biz de bunu parlaklığındaki bir düşüş olarak gözlemledik.
Başka bir sayımızda, nötrinoları kullanarak bir süpernovayı patlamadan çok kısa bir süre önce nasıl tespit edebildiğimizi yazmayı düşünüyorum. Betelgeuse cephesindeyse neler olduğu hala tartışma konusu. Fakat patlamasını bizim görme şansımız her ne kadar küçük bir ihtimal olsa da buna denk gelmek çok güzel olurdu. Belki bizler yaşamlarımızın kısalığından dolayı bu patlamaya şahit olmak için acele ediyoruz ama evrenin hiç de acelesi varmış gibi görünmüyor. Evren, 13,8 milyar yıldır burada, kim bilir kaç milyar yıl daha varlığını sürdürecek…
Yıldız Günlükleri (Popular Science Turkiye – Mart 2020)
Previous Previous post: Uzayda Kadınlar
Next Next post: Tek Çare Uzay | Asteroit komplo teorileri, asteroitler gerçekten ne kadar tehlikeli?