nötron yıldızı

bir yıldız ömrünün sonuna geldiğinde süpernova ismi verilen olay ile patlar.patlayan yıldızın kütlesine bağlı olarak bir kara delik veya nötron yıldızına dönüşebilir.nötron yıldızının oluşmasına neden olan yıldızlarımız güneş'ten yaklaşık 10-25 kat büyüklükteki yıldızlardır.

normalde bir atomun %99,99999’u boşluktur ancak nötron yıldızlarının çekirdeği o kadar muazzam bir kütle çekim kuvveti uygular ki bu boşluk çok küçük oranlara düşer ve yoğunluğu çok fazla bir madde oluşur, işte o nötron yıldızıdır.
o kadar büyük bir yoğunluktur ki, bir çay kaşığı nötron yıldızı -yıldızdan yıldıza değişir tabi ama ortalama olarak- 1 milyar ton ağırlığındadır, eyfel kulesinin ağırlığı ise 10.000 tondur. yani 1 çay kaşığı nötron yıldızı 100.000 tane eyfel kulesiyle aynı ağırlıktadır.

kara deliklerden sonra en güçlü kütle çekim kuvvetine sahip cisimdir. nötron yıldızları ilk evrelerde kendi etrafında çılgınca döner.
bu ilk evre nötron yıldızına pulsar denir.
eğer bir nötron yıldızının çekimine kapılsaydınız; saliseler içinde spagetti gibi uzar ve hemen sonra parçalanır, meteor yağmuru olarak üzerine yağardınız. iki nötron yıldızının çarpışması yerçekimsel dalgalanmalara sebep olurlar.
iki nötron yıldızı veya iki büyük kara deliğin çarpışması gibi şiddetli olaylarla ortaya çıkan yerçekimsel dalgalar, bir havuza taş atıldığında yüzeyinde oluşan halkalar gibi dağılmaya başlıyorlar.

bazıları o kadar hızlı döner ki ekvatorlarındaki çizgisel hız ışık hızının yedi de biri kadar olanlar tespit edilmiştir. altın platin osmium iridium gibi elementler nötron yıldızları sayesinde oluşur.

hiç unutmuyorum, bir fizik öğretmeninden hayatımda duyduğum en güzel iltifatı almıştım. konu da bu.

oluşum aşamasındaki kütlesi 8-10 güneş kütlesinden 20 güneş kütlesine kadar olan yıldızların merkezî bölgelerindeki yakıtları bittiğinde çekrideklerinin çökmesi ve üst katmanlarının süpernova ile uzaya savrulmasından geriye kalan cisim. 20 güneş kütlesinden büyük yıldızlar ise "ölünce" kara deliklere dönüşürler. yani nötron yıldızları da, kara delikler de aslında sadece birer yıldız ölüsüdür.

pulsar, magnetar gibi farklı isimle anılan cisimler aslında birer nötron yıldızıdır.

kara delikleri doğrudan göremediğimiz için, evrende doğrudan gözlenebilen en yoğun cisimler nötron yıldızlarıdır. ne kadar yoğun? orta büyüklükte bir şehir kadarlık bir hacim içerisine 2 tane güneş kütlesi sığdırdığınızı düşünün. bu yıldızların iç kesimlerinden 1 çay kaşığı madde almayı başarabilseydiniz, bu madde dünyada milyarlarca ton ağırlığında olurdu.

***

buraya ek bilgi koyuyorum. uzun yazı okumak istemeyenler bir sonraki bölümden devam edebilir.

yıldızların içinde sistem basitçe şöyle işler: kütle çekim etkisi nedeniyle yıldızı oluşturan madde sürekli olarak yıldızın merkezine (yani çekirdeğine) doğru çekilir. bu madde hareketine konveksiyon deriz. çekirdekte basınç ve sıcaklık son derece yüksek olduğundan nükleer füzyon başlar. yıldızın öncelikli "yakıtı" hidrojendir. füzyon yoluyla çekirdekte bulunan hidrojen bittiğinde helyum, o da bittiğinde sırayla başka elementler...

yıldız hayatına ilk başladığında hidrojenden ürettiği enerjiyi, dış yüzeyinden uzaya yaymakta olduğundan hidrostatik denge ve termal denge içindedir. enerji üretimi için kullanılan ilk materyal olan hidrojeni tükenen yıldızın dengesi bozulur. denge bozulunca yıldız "debelenmeye" başlar, yani dengeyi tekrar bulmak için bir genişleyip bir daraldığı evrelere geçiş yapar. örneğin kırmızı dev böyle bir evredir. yıldız eğer çok küçük ya da orta kütleliyse, yakıt üretecek yeni elementi olan helyumu, karbon ve oksijene uzun süre boyunca dönüştüremez ve patlayarak bir beyaz cüceye dönüşür.

eğer yıldızın kütlesi ilk tanımda bahsi geçen aralıktaysa, yıldız sırayla her elementi (karbon, neon, oksijen, silikon ve demir) tükettiğinde benzer evrelerden geçer ve son element türünü de (yani demiri) bitirdiğinde, iç katmanları ile atmosferi arasında ortaya çıkan dengesiz durumlar ve şok dalgası hücumu nedeniyle yıldızın çekirdeği içeriye doğru çöker. zira artık üretilen enerjiden kaynaklı, dışarıya doğru olan bir basınç yoktur ve kütle çekimi galip gelmiştir. atmosfer katmanları ise büyük bir süratle patlayarak uzaya dağılır.

sonuçta ortada demir gibi ağır bir elementin sıkıştığı küçücük, yoğun ve ağır bir hacimdeki çekirdek kalmıştır.

atmosfer neden uzaya saçıldı? çünkü aslında o da çekirdekle birlikte içeriye doğru süratle (ışık hızının %25'i kadar bir süratle) çöküyordu. ancak iç kısımdaki son derece yoğun çekirdeğin üzerinden geriye "sekti" ve şok dalgaları da bu nedenle ortaya çıkarak yıldızın atmosferini dağıttı.

***

nötron yıldızı ismi nereden geliyor?

elimizde yıldızdan geriye kalan yoğun bir çekirdek var. bu çekirdekteki atomlar normal şartlarda belirli bir düzene sahipti. merkezlerinde proton ve nötronlar, dış katmanlarında da elektronlar vardı. fakat yıldızın çekirdeği kendi üzerine doğru çökerken, basınç aşırı derecede arttı. öyle arttı ki, demir atomlarının proton ve elektronlarını birbiriyle kaynaştırıp nötron oluşumunu sağlayacak bir seviyeye geldi. böylece atomda zaten var olan nötronlara, bu birleşmeler sonucu ortaya çıkan nötronlar da eklendi. şimdi elimizde yoğun olarak nötronlardan oluşmuş bir çekirdek var. yaklaşık 25 kilometrelik bir çapa sahip hacim içerisinde sıkışmış, milyarlarca dünya kütlesi kadar nötronla dolu...

güneş yüzeyinin sıcaklığı 6000 dereceye yakınken, nötron yıldızının sıcaklığı 1 milyon derece civarındadır. nötron yıldızları tıpkı gezegenler gibi atmosfer, kabuk ve çekirdek katmanlarından oluşur. kabuğun dış kısmı normal demir atomlarından oluşurken içeriye doğru inildikçe bu yapı değişir ve nükleer makarna dediğimiz yapıya dönüşür. bu yapının evrendeki en sert ve dayanıklı yapı olduğu tahmin edilmektedir. çekirdek kısmında ise gerçekten neler olup bittiğini tam olarak bilemiyoruz. burada bir kuark - gluon plazması olabilir.

lafı yeterince uzattım. daha çok şey yazılır çizilir bu konuda ama benden bu kadar olsun.

edit: 1-2 imla düzeltmesi

özet olarak büyük bir yıldız (tam olarak güneş'in 1,35 ile 2,1 katı arası) supernovaya dönüşüp patladıktan sonra kendi içine çökerse bir nötron yıldızı oluşur.

yıldızın içerdiği tüm madde sıkışıp 10-20 km çapında bir topa dönüştüğü için nötron yıldızları o kadar yoğunlardır ki insan aklı hayal etmekte zorlanır.

maddesinin bir santimetreküpü milyonlarca ton ağırlığındadır.

akıl almaz bir yoğunluğa sahiptir. dünyadaki tüm maddenin bir iğne deliği kadar alanda olduğunu düşünmek, bunu anlamak için iyi bir örnektir.

supernova sonrası boyutu kütlesine göre çok büyük bir hızla küçülür. dünyanın yüzbinlerce katı kadar olan boyutu, 1 büyük şehir boyutuna hızla sıkışır. bu da kendisinin inanılmaz hızlanmasına sebep olur.

bunu kendi ekseni etrafında dönerken kollarını kendine çekip iyice hızlanan bir patenci örneği ile düşünebiliriz.

saniyede 600 rpm hızla dönebilirler.