Evrenin Çözülen Bazı Sırları

MS 1054 YILININ 4 Temmuz günü, Yang Wei Te sabahın erken saatlerinde gökyüzüne bakıyordu. Kendisi Çin İmparatorluk Sarayı’nın resmi gökbilimcisi olarak yıldızları özenle gözlerken, Oriyon takımyıldızının yakınındaki parlak bir ışık aniden dikkatini çekti.

Eski Çinliler, nadiren görülen yıldızlara “misafir yıldız” derlerdi ve görünen de böyle bir yıldızdı. Yang, görevi gereği durumu hemen imparatoruna bildirdikten sonra, bu “misafir yıldız”ın Venüs’ten bile daha parlak olduğunu ve birkaç hafta boyunca gündüzleri de görülebildiğini fark etti.

Fakat bu özel görüntünün ne olduğunu yeterince anlayabilmek için 900 yıl geçmesi gerekiyordu. Şimdi, bu Çinli gökbilimcinin tanık olduğu şeyin bir süpernova, yani yok olmak üzere olan büyük bir yıldızın can çekişme hali olduğuna inanılıyor. Böyle olağanüstü bir olayın nedenleri, astronominin bugün çözmeye çalıştığı sırlar arasındadır. Gökbilimcilerin büyük bir özenle ortaya koyduğu bir açıklama aşağıda örnek olarak verilmiştir.

Güneşimiz gibi yıldızların neredeyse sonsuz uzunlukta ve istikrarlı bir ömürleri olmasına karşın, onların oluşumu ve yok oluşları, göklerde görülebilecek en harikulade olaylardandır. Bilim adamları, bir yıldızın hayat hikâyesinin bir nebulanın içinde başladığına inanıyorlar.

Nebula. Bu, gaz ve tozdan oluşan yıldızlararası bir buluta verilen isimdir. Nebulalar, gece gökyüzünde görülebilecek en muhteşem gökcisimleridir. Bu derginin kapağında görülen nebula, Trifid Nebulası (yani üç yarıklı nebula) diye adlandırılır. Bu nebulanın içinde yeni doğan yıldızlar, onun kırmızımsı bir parlaklık saçmasına neden olur.

Nebulanın içindeki dağınık maddenin, çekim kuvvetinin etkisiyle sıkışan gaz bölgelerine doğru yoğunlaşmasıyla yıldızların oluştuğuna inanılıyor. Bu devasa gaz topları, bulutun çekirdeğinde daha fazla sıkışmayı engelleyen nükleer reaksiyonların başladığı sıcaklıklara ulaştıkları zaman dengeye ulaşır. Böylece, bir yıldız, genellikle başka yıldızlarla birlikte doğar ve bir yıldız kümesi oluşur.

Yıldız Kümeleri. Sayfa 8’deki fotoğrafta, sadece birkaç milyon yıl önce oluştuğu düşünülen Jewel Box (Mücevher Kutusu) adlı küçük bir yıldız kümesini görüyoruz. Bu kümenin adı, 19. yüzyıl gökbilimcilerinden John Herschel’in şu canlı tasvirinden alınmıştır: “Çok çeşitli renklere sahip değerli taşlar kutusu.” Sadece bizim galaksimizde buna benzer binin üzerinde yıldız kümesi vardır.

Yıldızların enerjisi. Yeni doğan veya büyümekte olan bir yıldız, iç kısımlarındaki nükleer fırın ateşlendiği zaman dengeye oturur. Bir hidrojen bombasındaki sürece benzer şekilde, füzyon reaksiyonuyla, hidrojeni helyuma çevirmeye başlar. Güneş gibi tipik yıldızların, kendilerine milyarlarca yıllık nükleer yakıt sağlayabilecek büyüklükte kütleleri vardır.

Acaba böyle bir yıldız sonunda hidrojen yakıtını tamamen tüketince ne olur? Çekirdeği küçülür ve merkezi bölgelerdeki hidrojeni kullanırken sıcaklığı artar. Bu arada, dış tabakalarda büyük genleşmeler olur; öyle ki, yıldızın yarıçapı 50 kez hatta daha fazla büyür ve kızıl bir dev haline gelir.

Kızıl Devler. Kızıl devler, yüzey sıcaklıkları nispeten düşük olan, bu yüzden sarı veya beyazdan çok kızıl bir görünüme sahip olan yıldızlardır. Bir yıldızın bu evresi diğerlerine göre daha kısadır. Helyum kaynağının çoğu tükenince, bir havai fişek gösterisi gibi bu evre de sona erer. Hâlâ helyum yakmakta olan yıldız, asıl yıldızdan aldıkları enerjiyle parlayan ve gezegenimsi bir nebula oluşturacak olan dış tabakalarını dışarı atar. Zamanla son derece küçülür ve sönük şekilde parlayan bir “beyaz cüce”ye dönüşür.

Fakat eğer asıl yıldızın kütlesi yeterli büyüklükteyse, nihai sonuç yıldızın kendisinin patlaması olur. Bu bir süpernovadır.

Süpernovalar. Süpernovalar, başlangıçtaki kütleleri güneşten daha büyük olan yıldızların ömürlerini sona erdiren patlamadır. Büyük miktarlarda toz ve gaz, hızları saniyede 10.000 km’yi aşan şok dalgaları halinde uzaya püskürür. Patlamanın yoğun ışığı, o kadar parlaktır ki, bir milyar güneşten daha güçlüdür ve sanki gökte parıltılar saçan bir elmas gibi görünür. Tek bir süpernova patlamasında açığa çıkan enerji, güneşin dokuz milyar yılda yayacağı tüm enerjiye eşittir.

Yang’ın, süpernovayı gözlemesinden 900 yıl sonra bile gökbilimciler, bu patlamanın, Yengeç Nebulası diye adlandırılan, çevreye yayılmış enkazını hâlâ görebiliyorlar. Fakat orada geriye bir nebuladan daha fazlası kaldı. Gökbilimciler onun merkezinde başka bir şey keşfettiler. Bu, saniyede 33 kez dönen ve pulsar diye adlandırılan minik bir gökcismiydi.

Pulsarlar ve nötron yıldızları. Güneşten en fazla üç kez daha kütleli olan bir yıldızın süpernova patlamasından geriye kalan maddesinin, dönmekte olan süper yoğunluktaki çekirdeğinin pulsar olduğu sanılıyor. Çapları 30 km’den daha küçük olduğu için optik teleskoplarla zor görülürler. Fakat pulsarların hızla dönmeleriyle oluşan radyo dalgalarını yakalayan radyoteleskoplarla bunları saptamak mümkündür. Radyo dalgası ışınımları yıldızla birlikte döner ve bir fener kulesinin ışığına benzer şekilde kesik kesik yayılır. Pulsarlar, aslında sıkıştırılmış nötronlar oldukları için nötron yıldızları olarak da adlandırılırlar. Bu durum, pulsarların inanılmaz bir yoğunluğa—bir santimetre küpünün kütlesi yüz milyon ton—sahip olmalarının nedenini açıklar.

Fakat eğer gerçekten çok büyük kütleli bir yıldızdan süpernova patlaması olursa ne olur? Gökbilimcilerin hesaplamalarına göre, çekirdek, nötron yıldızı evresini de aşarak çökmeye devam eder. Teorik olarak, çekirdeği sıkıştıran çekim kuvveti o kadar büyür ki, kara delik diye bilinen şey oluşur.

Kara delikler. Kara deliklerin, içinden hiçbir şeyin kaçması mümkün olmayan çok büyük kozmik girdaplar olduğu sanılıyor. İçe doğru olan çekim kuvveti o denli güçlüdür ki, ışık olsun, madde olsun, ona fazla yaklaşan her şey karşı konulmaz şekilde içeri doğru emilir.

Fizikçiler, kara deliklerin varlığını, komşu cisimler üzerindeki etkilerine dayanarak göstermeyi ümit ediyorlarsa da, şimdiye kadar hiçbir kara delik doğrudan gözlenebilmiş değildir; zaten tanımı gereği bu imkânsızdır. Bu sırrı çözmek üzere yeni gözlem teknikleri gerekir.

Galaksilerin Sırları

Galaksiler, milyarlarca yıldızdan oluşan kozmik yapılardır. 1920 yılında, daha önceki varsayımın aksine, Güneş’in bizim galaksimizin merkezi olmadığı anlaşıldı. Bunun hemen sonrasında, güçlü teleskoplarla başka birçok galaksi bulundu ve insanoğlu böylece evrenin muazzam genişliğini kavramaya başladı.

Samanyolu dediğimiz buğulu goblen işleme, aslında bizim galaksimizin yan görünüşüdür. Eğer onu uzaktan görmemiz mümkün olsaydı, görünüşü dev bir fırıldağı andıracaktı. Şekli, yan yana duran yağda pişmiş iki yumurtaya benzetilmektedir—tabii, çok büyük bir ölçekte. Eğer ışık hızıyla gidebilseydiniz, galaksimizin bir ucundan diğer ucuna 100.000 yılda ulaşırdınız. Samanyolu’nun dış kenarına yakın bir yerde bulunan güneş, galaksinin merkezi etrafındaki yörüngesini 200 milyon yılda kat etmektedir.

Galaksiler de yıldızlar gibi, hâlâ bilim çevrelerinin merakını kurcalayan birçok sırra sahiptir.

Kuvasarlar. 1960’larda, bizim yakınlarımızdaki galaksi grubundan çok uzaklarda bulunan cisimlerden gelen kuvvetli radyo sinyalleri yakalandı. Bunlara, yıldızlara benzerlikleri yüzünden kuvasar (quasi-stellar radio sources—yani yıldız benzeri radyo kaynakları) adı verildi. Fakat kuvasarların yaydığı korkunç enerji gökbilimcileri şaşırtıyordu. Daha parlak bir kuvasar, Samanyolu’ndan yaklaşık 10.000 kez daha parlaktır. Saptanan en uzak kuvasarlar ise, 10 milyar ışık yılı uzaktadır.

Yirmi yıl süren yoğun çalışmalardan sonra, gökbilimciler, bu uzak kuvasarların oralardaki galaksilerin çok aktif çekirdekleri olduğu sonucuna vardı. Fakat acaba bu galaksilerin çekirdeklerinde o kadar çok enerjiyi üretecek ne tür olaylar oluyor? Bazı bilim adamları bu enerjinin, yıldızlardakine benzer nükleer bir füzyondan çok, çekim kuvvetine dayalı tepkimeler sonucu açığa çıktığını ileri sürüyorlar. En son teori ise, kuvasarlarla dev kara delikler arasında bağlantı kurmaktadır. Fakat bunun doğru olup olmadığı şu anda belli değildir.

Kuvasarlar ve kara delikler, hâlâ çözülmeyi bekleyen bulmacalardan sadece ikisidir. Aslında, evrenin bazı sırlarını kavramak bizim için asla mümkün olmayabilir. Bununla birlikte çözülmüş olanlar, bize bazı çok güçlü dersler verebilir; öyle dersler ki, kapsamları astronominin sınırlarının çok ötesindedir.

[Sayfa 7’deki resim]

Spiral Galaksi M83

[Sayfa 8’deki resimler]

The Jewel Box (Mücevher Kutusu)

Oriyon nebulası, kare içinde Horsehead (Atbaşı) nebulası görülüyor

Açık yıldız kümesi, M45 Taurus’taki Pleiades