Bilim & Teknoloji

Yıldızsal Karadelik ve Mega Kütleli Karadelik Nedir?


Alper Akyüz 19 Kasım 16:28

Bir anlığına gelecekte bir karede olduğumuzu düşünelim. Uzay gemimize atlamış evrenin derinliklerine yolculuk yapıyorken bir anda gemimizin rotadan çıktığını fark ediyoruz. Etrafta hiçbir şey yok; ne oluyor anlamaya çalışıyoruz. Orda göremediğimiz ama bizi kendine çeken ne olabilir ki? Einstein uzay-zaman teorisini ortaya attığında evreni adeta düz bir çarşafa benzetmişti. Bu çarşaf, üzerindeki kütle arttıkça bükülüyordu. Bir anlığına üzerindeki kütleyi arttırdığımızı düşünün. Bükülme de artacaktır. Fakat kütleyi çok arttırırsak uzay-zaman yapısı bunu kaldıramayacak ve yırtılacaktır. Bu yırtıktan evrendeki en hızlı şey olan ışık bile kaçamayacaktı. İşte uzay fenomenimiz kara delik fikri bu noktada doğdu! Karadelikler doğanın bize sunduğu en garip varlıklardır. Biraz onları tanıyalım. Belki bir gün karşımıza çıkarlar.

Karadelikler ölen yıldızların kalplerinde şiddetli bir çığlıkla doğarlar. Bundan önceki yazıda biraz bahsetmiştik. Çok büyük kütleli yıldızların ölümü sırasında ortaya çıkarlar. Yıldızlar; füzyon reaksiyonları ile hidrojenleri birleştirip helyuma dönüştürürken ortaya çıkan enerjiyle, kendi kütlelerinin yarattığı yer çekimine karşı direnç gösterirler. Hidrojen bittiğinde helyum atomları füzyona uğrar. Karbon atomu oluştuğunda küçük yıldızlarda füzyon reaksiyonları durur. Ama güneşten çok büyük kütleli yıldızlarda bu reaksiyonlar devam eder. Karbon, oksijen, neon, silisyum bu reaksiyonlar sonucunda oluşur ve demir oluştuğunda sahne sona erer.

Son nokta olay ufku

Demir atomunu füzyona sokmak mümkün değildir ve yıldızın ölüm ilanıdır bu. İşte bu noktada yıldızın enerji üretimi durur ve yer çekimi, yıldızı sıkıştırmaya başlar. Kütlenin merkezde sıkışmasıyla ilk bebek karadelik doğmuş olur. Etrafındaki malzemeyi içine çekmeye başlar. Bu sırada ortaya çıkan şok dalgaları -daha doğrusu gama ışın patlamaları- yıldızın kutuplarından dışarıya doğru uzaya atılır. Karadelikler ne kadar madde yutarsa o kadar büyürler. O yüzden etrafta yüz bin güneş kütleli karadelik lafını duyarsanız şaşırmayın.

Aslında yapıları hakkında, fazla bir şey bilmiyoruz. Karadeliklerin etrafında ışığın kaçabildiği son noktaya olay ufku diyoruz. Olay ufkundan sonra teknik olarak artık içinden ışığın çıkması mümkün olmadığından bir şey göremiyoruz. Sadece etrafında, yutmadığı ama yörüngesinde döndürdüğü maddenin, yaydığı radyasyonu görebiliyoruz. Aynı zamanda genellikle etrafındaki yıldızların anormal hareketlerinden onları tespit edebiliyoruz.

Karadelikler sınıflandırılırken benzer tanımlamalar vardır. Genellikle kütlelerine göre dört grupta inceleriz. Yukarıda anlattığım gibi oluşanlara yıldızsal karadelikler diyoruz. Bir yıldızın kendi üzerine çökmesinden köken aldığından... Önceleri bu sınıflandırma sadece üç tipte idi. Yeni olarak orta kütleli, güneş kütlesinin 100-10000 katı kütleden oluşan karadeliklere bu isim veriliyor. Bu sınıf sadece son yirmi yıldır kullanılan, daha çok yeni olduğundan özellikle yıldız kümelerinde oluştukları için ayrı bir sınıflandırma ihtiyacı duyulmuş.

Devasa ve yaşlı olanlar var

Asıl heyecan verici olan mega kütleli karadeliklerdir. Onları anlamak için evrenin başlangıcına dönmemiz gerekli. Evrenin başlangıcında bolca hidrojen ortamda bulunduğundan, devasa hidrojen bulutları kendi üzerlerine çöküp ilkel yıldızları oluşturdu.  İlkel yıldızlar o kadar büyük kütleliydi ki çok hızlıca ömürleri tamamlayıp karadeliğe dönüştüler. İşte mega kütleli karadelikler bu yıldızlardan kalan tüm malzemeyi de kendilerine katıp büyüdüler.

İlkel yıldızlar ve ilkel galaksilerin oluşumu aynı zaman diliminde gerçekleşmiştir. Bu nedenle genelde yoğun malzemenin bulunduğu ilkel galaksilerin merkezinde, bu tür mega kütleli karadeliklere rastlanmaktadır. Bizim galaksimiz olan samanyolu galaksisinin merkezinde de dört milyon güneş kütleli bir mega karadelik bulunmaktadır. Yakın zamanda bizim galaksimizin merkezindeki karadeliğin fotoğrafının çekilmesi herkesi heyecanlandırdı. Öyle ki karadeliğin etrafındaki maddenin hızlıca etrafında dönmesiyle oluşan x-ışınları sayesinde bu fotoğraf çekilebildi.

Karadeliklerin içine madde düştükçe büyüdüğünü biliyoruz. Sadece bu kadar değil. İki tanesi birbiriyle birleşebilir. Bu birleşme sonucunda daha büyük bir tek karadelik oluştururlar. Galaksi merkezlerindeki karadeliklerin büyük kütlelere bu şekilde ulaştığına dair yorumlarda bulunmaktadır.

Hawking Radyasyonu

Fazla uzatmadan son kısımda Hawking Radyasyonu'ndan bahsetmek istiyorum. Kuantum son derece büyülü, kaotik ve anlaşılması güç bir teorem. Kuantum teorisine göre uzay-zamanın herhangi bir yerinde, herhangi bir zaman diliminde atom altı parçacıklar yoktan var olabilir ve vardan yok olabilir. Burada parçacıklar karşıt parçacığıyla birlikte oluşu ve bu karşıt parçacıkla tekrar bir araya gelerek saf enerjiye dönüşürler. Şimdi bunun olay ufkunda olduğunu düşünelim. Eğer var olan bu parçacık çiftinden bir tanesi, karadeliğe düşerse karşıt parçacığı da uzaya doğru hareket edecektir. Bu durumda karadelikten sürekli dışarıya doğru bir çeşit radyasyon yayılacaktır. İşte bu duruma Hawking Radyasyonu veya Hawking Işıması denmektedir.

Hawking bu konularda birçok çalışmada bulunmuştur. Ama en çok ses getireni, bilginin korunumu kanununu karadeliklerin ihlal ettiğini iddia etmesiydi. Sonra hata yaptığını kabul etti ama bu başka bir yazının konusu. Karadeliklerin içinde ne olduğu konusuna gelince tekilliğe geri dönüyoruz. Çünkü bilmiyoruz. İçlerine çektikleri maddeyi, uzay-zamanın başka bir yerinde dışarı püskürttüğü beyaz deliklerin var olduğu da düşünülmekte. Tabii bazı konularda bilgimiz yeterli gelmeyince anlatılan şeylerin masaldan bir farkı kalmıyor. Karadelikler bizim öngörülerimizin ötesinde heyecanımızı arttıran ve bizi korkutan, doğanın sınırlarını temsil eden, evrenin doğal hayranlık duyulan yapılarından biri.

Bu yazıyı kargala!
0 Yorum