Yıldızların Oluşumu ve Evrimi

4.6 Yıldızların Oluşumu ve Evrimi

Acaba yıldızlar, örneğin insanlar gibi, doğar, yaşar ve ölürler mi? Jeolojik kanıtlardan Yer küre'nin yaşının 4.5 milyar yıl olduğunu biliyoruz. Demek ki bizim yıldızımız Güneş, en az 4.5 milyar yıldır, Yer küre'ye ışık veriyor. Insan ömrü ya da bilimsel kayıtların tutulduğu zaman aralığı, bunun yanında saniyenin çok küçük bir kesri gibi olduğuna göre yukarıdaki soruyu nasıl yanıtlayacağız? Yeni doğmuş yıldızları tanıyabilir miyiz? Cüce yıldızlar mı önce ortaya çıktı, devler mi ? Nasıl bileceğiz? 

Bugün bu soruların yanıtlarını oldukça iyi biliyoruz. Bir yıldıza, doğumundan ölümüne kadar elbette tanık olmamız olanaksızdır, fakat yıldızları yaş sıralamasına koyabiliriz. Bir benzetme yapalım: Diyelim ki insanları hiç bilmeyen bir akıllı uzaylı, bir kaç saatliğine Dünyamızı ziyaret ediyor. İyi bir gözlemci olan bu uzaylı bir okul bahçesinde oynayan küçükleri, emekliyenleri, annesinin bakımı altında olanları izleyebilir, fotoğraflarını çekebilir. Caddelerde yürüyen büyükleri, bastonla yürüyen ak saçlıları aynı şekilde belgeleyebilir; bunların kiminin sarışın, kiminin esmer, (uzaylı İstanbul’da ise!) kiminin siyah renkli olduğunu görebilir. Ak saçlı insanların sayısının azlığını farkedebilir. Bu bilgilerden insanların yaş sıralamasını çıkarması kolay değil. Caddede yürüyen büyükler ya da bastonla yürüyen ak saçlılar yaşlanınca okul bançesindeki küçükler gibi mi olacak? Ten rengi ya da saç rengi yaşla mı değişiyor? 

Gök bilimcinin yıldızlara ilişkin yaklaşımı bundan farklı değildir. Uzun yılları kapsayan gözlemsel ve kuramsal çalışmalardan sonra; yıldızların oluşumu (doğumu, evrimi gelişmesi) ve ölümüne ilişkin fiziksel süreçleri, yanıtlanmamış birkaç ayrıntı dışında, artık iyi biliyoruz. 

4.6.1 Yıldızlararası ortam

Yıldızlar nasıl ve nerede oluşur? Samanyolu'na ışık kirliliğinden uzak karanlık bir yerden çıplak gözle bakıldığında, ya da fotoğraf çekildiğinde parlak bulutlar ve karanlık bölgeler görülür (Şekil 4.21). Parlak bulutlar, ayrıştırılamayan uzak yıldızların birlikte görünümüdür. Karanlık bölgeler aslında boş değil, yıldızlararası madde arkadaki yıldızların optik ışığını engellediği için karanlık görülmektedir. Bu parlak ve karanlık bölgelerde, binlerce hatta milyonlarca Güneş kütlesine denk kütle içeren soğuk molekül bulutları vardır. Bunlardan birisi Şekil 4.22 de görülmektedir. Yıldızların oluşum yerleri bu molekül bulutları, ‘ham’ maddesi ise bu molekül bulutlarındaki gaz ve tozdur.

Şekil 4.21. Samanyolu’nun Antalya Patara’dan görünümü (Uğur İkizler 20.07.2010)

Şekil 4.22. Karanlık Molekül Bulutu Barnard 68 (ESO (Avrupa Güneyyarımküre Gözlemevi) fotoğrafı). Toz ve molekül gazı arkadaki yıldızların görünür ışığını kesmektedir (solda). Kırmızıötesi ışıkta yeni oluşmuş yıldızlar görülmektedir (sağda).

Yıldızlararası ortam soğuk gaz (< 100 K) ve tozdan oluşur: Her 100 atomun 90’ı hidrojen, 9’u helyum; 1’i de daha ağır elementler. Keşfedilen moleküller: H2, H2O, CO, NH3, CH3OH ve daha başka 150 molekül Yoğunluk düşük: 106 atom/m3 (= 1 atom/cm3); Dünya üzerinde laboratuarda ulaşılan vakumdan ( 1010 molekül /m3) daha boş! Yıldızlararası toz daha az: 1000 parçaçık /km3 (Dünya boyutlarında bir hacimde ancak bir çift tavla zarı madesi kadar madde var!).Fakat bizimYer atmosferimiz daha “temiz”: atmosferdeki toz oranı yıldızlararası ortamdaki toz oranı kadar olsaydı görüş mesafemiz ancak birkaç metre olurdu!

Şekil 4.23. solda). . Sağdaki resim: Yıldız oluşum bölgesi Kartal Bulutsusu (M16) Yılan (Serpens) yakım yıldızı içinde ve bizden 7000 ışık yılı uzaklıkta olan bu bulutsu; gaz, toz ve genç yıldızların yakın ilişkisini sergilemektedir. Kırmızı ışığı, genç yıldızların aydınlattığı hidrojen gazı vermektedir. Parlak zemin üzerine iz düşürülmüş görülen karanlık şeritler ve karanlık topaklar (yumrular) tozlu bulutlarıdır ve toz arkadaki yıldız ışığını engellediği için karanlık görülmektedirler. Yakındaki genç küme yıldızlarının yüksek enerjili ışığı bu karanlık bulutları aydınlatıp kenarlarını belirginleştirmektedir. Soldaki resim: M16’nın ortasında iki parmak şeklinde görülen sütunların Hubble Uzay Teleskopu görüntüsü. “ Yaradılış sütunları” olarak bilinen bu sütunlar soğuk hidrojen molekülü (H2) gazı ve tozdur. Soldaki sütun bir ışık yılı uzunluğundadır. Parmak gibi çıkıntıların uçları yıldız embriyolarını içermektedir.