Beyaz cüce nedir?
Merkezdeki ufak ışık kaynağı bir beyaz cücedir
Güneş’e benzeyen yıldızlar, parlaklıklarında büyük bir artış göstererek ölmeye mahkumdurlar. Yıldızın çekirdeğinde hidrojen kalmadığında, nükleer yakıtı da geçici olarak tükenmiş demektir. Çekirdekteki nükleer reaksiyonlar durursa da çekirdek çevresindeki bir kabukta hidrojen yanması devam eder. Bu arada hidrojen yakan kabuğun sıcaklığı artar, bu nedenle de helyum üretimi hızlanarak sürer. Kabuğun fazla ısınması nedeniyle yıldızın dış yüzeyi genişlemeye başlar. Yarıçapı 100 kat artan yıldız, bir kırmızı dev haline gelir.
Genişleyen yüzey bu genişlemeye paralel olarak aynı zamanda soğumaya başlar. Yüzey soğurken, yıldızın kütlesinin yüzde onunu oluşturan helyum çekirdek büzülür ve ısınır. Sıcaklığı 10 kat artarak yaklaşık 100 milyon derece Kelvin’i bulduğunda helyum ateşlenir. Bu ateşleme sonucunda oluşan nükleer tepkimede üç helyum atomu birleşerek daha ağır olan Karbon atomuna dönüşürler ve enerji açığa çıkar.
Hidrojen yakan kabuk, sonunda yakıtını bitirerek zayıfladığında yıldız büzülür ve mavileşir. Çekirdekteki nükleer tepkimeler sonucunda helyum tümüyle karbona dönüşmüştür, ama karbon çekirdeğin sıcaklığı yeni reaksiyonların başlamasına yetecek kadar yüksek olmadığından çekirdek büzülür. Bu arada karbon çekirdeğin dışındaki helyum, füzyon reaksiyonlarını başlatacak kadar sıkışmış ve ısınmıştır. Bu helyum son derece şiddetli bir biçimde yanar ve açığa çıkan ısı, daha dış bir kabukta hidrojen yanmasını başlatır. Yanmakta olan her iki kabuktan yayılan ısı kırmızı dev yıldızın dış yüzeyinin daha da fazla şişmesine neden olur. Yıldız ışıma gücü bin Güneş’e eşit olan bir kırmızı süperdeve dönüşmüstür. Öylesine çok miktarlarda enerji açığa çıkar ki yıldız kararsız hale gelir ve dış katmanlarını yıldız rüzgarıyla uzaya püskürtür.
Sonunda geriye, yıldızın orijinal kütlesinin yüzde onunu oluşturan ve genişlemekte olan iyonlaşmış bir gaz kabukla çevrelenmiş karbon bir çekirdek kalır. Önceki süperdev, bir gezegenimsi bulutsu haline gelmiştir. Genişlemekte olan gaz kabuk, yıldızın yaşamı boyunca meydana gelen nükleer reaksiyonlar tarafından ortaya çıkarılan maddelerce kimyasal olarak zenginleşmiştir. Gezegenimsi bulutsunun merkezinde sıcak olmakla birlikte hızla soğuyan bir yıldız kalıntısı vardır.
Gezegenimsi bulutsunun merkezindeki yıldız bir beyaz cücedir. Yıldız çökerken atomları birbirlerinin içine girinceye kadar sıkıştığından, beyaz cüceyi kütle çekim kuvveti karşısında daha fazla çökmekten de alıkoyan bu basınçtır. Bir beyaz cücenin kütlesi ne kadar büyükse boyutları o kadar küçük olur. Bir beyaz cücenin sahip olabileceği en büyük kütle, Chandrasekhar kütlesi olarak bilinen 1,4 güneş kütlesidir. Bundan daha büyük kütleli bir cismin çökmesi içerdeki elektron basıncı tarafından engellenemez. Yaklaşık 10 milyar yılda bütün enerjesini uzaya yayan beyaz cüce, bir siyah cüceye dönüşür. Bu, yaklaşık yerküre boyutlarında, sıkı bir yıldız olup sıcaklığı ve ışıma gücü çok düşüktür. Böyle cisimler, karanlık maddenin olası biçimleridir. Ortalama kütlesi 8 güneş kütlesinden daha büyük olan yıldızlar, yıldız rüzgarı ile yeterince madde kaybedemediklerinden dolayı beyaz cüce olamazlar.
Evrenin Kısa Tarihi, Joseph Silk
Merkezdeki ufak ışık kaynağı bir beyaz cücedir
Güneş’e benzeyen yıldızlar, parlaklıklarında büyük bir artış göstererek ölmeye mahkumdurlar. Yıldızın çekirdeğinde hidrojen kalmadığında, nükleer yakıtı da geçici olarak tükenmiş demektir. Çekirdekteki nükleer reaksiyonlar durursa da çekirdek çevresindeki bir kabukta hidrojen yanması devam eder. Bu arada hidrojen yakan kabuğun sıcaklığı artar, bu nedenle de helyum üretimi hızlanarak sürer. Kabuğun fazla ısınması nedeniyle yıldızın dış yüzeyi genişlemeye başlar. Yarıçapı 100 kat artan yıldız, bir kırmızı dev haline gelir.
Genişleyen yüzey bu genişlemeye paralel olarak aynı zamanda soğumaya başlar. Yüzey soğurken, yıldızın kütlesinin yüzde onunu oluşturan helyum çekirdek büzülür ve ısınır. Sıcaklığı 10 kat artarak yaklaşık 100 milyon derece Kelvin’i bulduğunda helyum ateşlenir. Bu ateşleme sonucunda oluşan nükleer tepkimede üç helyum atomu birleşerek daha ağır olan Karbon atomuna dönüşürler ve enerji açığa çıkar.
Hidrojen yakan kabuk, sonunda yakıtını bitirerek zayıfladığında yıldız büzülür ve mavileşir. Çekirdekteki nükleer tepkimeler sonucunda helyum tümüyle karbona dönüşmüştür, ama karbon çekirdeğin sıcaklığı yeni reaksiyonların başlamasına yetecek kadar yüksek olmadığından çekirdek büzülür. Bu arada karbon çekirdeğin dışındaki helyum, füzyon reaksiyonlarını başlatacak kadar sıkışmış ve ısınmıştır. Bu helyum son derece şiddetli bir biçimde yanar ve açığa çıkan ısı, daha dış bir kabukta hidrojen yanmasını başlatır. Yanmakta olan her iki kabuktan yayılan ısı kırmızı dev yıldızın dış yüzeyinin daha da fazla şişmesine neden olur. Yıldız ışıma gücü bin Güneş’e eşit olan bir kırmızı süperdeve dönüşmüstür. Öylesine çok miktarlarda enerji açığa çıkar ki yıldız kararsız hale gelir ve dış katmanlarını yıldız rüzgarıyla uzaya püskürtür.
Sonunda geriye, yıldızın orijinal kütlesinin yüzde onunu oluşturan ve genişlemekte olan iyonlaşmış bir gaz kabukla çevrelenmiş karbon bir çekirdek kalır. Önceki süperdev, bir gezegenimsi bulutsu haline gelmiştir. Genişlemekte olan gaz kabuk, yıldızın yaşamı boyunca meydana gelen nükleer reaksiyonlar tarafından ortaya çıkarılan maddelerce kimyasal olarak zenginleşmiştir. Gezegenimsi bulutsunun merkezinde sıcak olmakla birlikte hızla soğuyan bir yıldız kalıntısı vardır.
Gezegenimsi bulutsunun merkezindeki yıldız bir beyaz cücedir. Yıldız çökerken atomları birbirlerinin içine girinceye kadar sıkıştığından, beyaz cüceyi kütle çekim kuvveti karşısında daha fazla çökmekten de alıkoyan bu basınçtır. Bir beyaz cücenin kütlesi ne kadar büyükse boyutları o kadar küçük olur. Bir beyaz cücenin sahip olabileceği en büyük kütle, Chandrasekhar kütlesi olarak bilinen 1,4 güneş kütlesidir. Bundan daha büyük kütleli bir cismin çökmesi içerdeki elektron basıncı tarafından engellenemez. Yaklaşık 10 milyar yılda bütün enerjesini uzaya yayan beyaz cüce, bir siyah cüceye dönüşür. Bu, yaklaşık yerküre boyutlarında, sıkı bir yıldız olup sıcaklığı ve ışıma gücü çok düşüktür. Böyle cisimler, karanlık maddenin olası biçimleridir. Ortalama kütlesi 8 güneş kütlesinden daha büyük olan yıldızlar, yıldız rüzgarı ile yeterince madde kaybedemediklerinden dolayı beyaz cüce olamazlar.
İlker EM
Kaynak:Evrenin Kısa Tarihi, Joseph Silk
