Bir Yıldız Nasıl Oluşur?

Bulutsuz bir gecede gökyüzüne baktığınızda parıldayan birçok yıldız görürsünüz. Karanlık bir yüzeyde parlayan noktalar şeklinde görünen bu manzara, aslında algıladığımızdan oldukça farklıdır.

Gökyüzüne baktığımızda yıldızların hepsini tek bir yüzeyde görmemize karşın her biri farklı uzaklıklardadır. Bazıları sırt sırta vermiş gibi dursalar da, aralarında rakamsal olarak ifade etmekte zorlanacağımız kadar büyük mesafeler vardır. Gökyüzündeki yıldızların tamamı aynı görünür. Oysa yaydıkları ışınlar, ısıları ve parlaklıkları, hatta renkleri bile birbirlerinden farklıdır. Gökyüzündeki yıldızların her birini parlak birer nokta olarak görsek de aslında sandığımızdan çok daha büyüktürler. Hatta o kadar ki; içine trilyonlarca Dünya’nın sığacağı kadar büyük olanları bile vardır.

Küçük ya da büyük olsun, yakın ya da uzak olsun bütün yıldızlar oldukça şaşırtıcı özelliklere sahiptirler. Sözgelimi yıldızların hareketleri oldukça ilginçtir. Bazı insanlar yıldızları uzayda sabit zannetmesine karşın, bütün yıldızlar uzayın içinde akıp giden bir yörüngede seyrederler. Hiçbir yıldız geçtiği bir noktadan bir daha geçmez. Çünkü içinde bulundukları galaksiler de uzayda bir yöne doğru akıp gitmektedirler.

NASA’nın hesaplamalarına göre evrende yaklaşık olarak 1000 kentrilyon (10²¹) tane yıldız var. Matematiksel olarak anlamlandırması bile zor olan bu kadar çok sayıdaki yıldızın, birbirlerine çarpmadan ilk var oldukları günden beri, yani milyarlarca yıldır, büyük bir süratle dönebilmeleri, onları bir yaratan, planlayan ve düzenleyen olduğunu gösterir. Hiç şüphesiz bu Yaratıcı, tüm evrenin hâkimi olan Allah’tır. Allah, uzaydaki gezegenler, yıldızlar ve kuyrukluyıldızlar için sayısız yollar yaratmıştır. Bu gök cisimleri kendi yollarında birbirleriyle çarpışmadan ilerler.

Şimdi bizler için sadece parlayan bir nokta gibi görünen ama aslında her biri hayranlık verici özelliklere sahip olan yıldızların hikâyelerine bir bakalım. Hikâyemiz yıldızların doğumu ile başlıyor:

Yıldızların Doğum Yerleri: Galaksiler

Evren; en küçük atom altı parçacıktan, bilinen en büyük yapı olan galaktik süperkümelere kadar var olan her şeyi içine almaktadır. Astronomlar evrenin, her biri ortalama 100 milyar yıldızdan oluşan yaklaşık 100 milyar galaksi içerdiğini tahmin etmektedirler. Galaksiler çok sayıda yıldız, bulutsu (içinde yıldızların doğduğu toz ve gaz bulutları) ve yıldızlararası maddeden oluşur. En büyük galaksiler 3 trilyon kadar yıldız içerirken en küçükleri yaklaşık yüz bin yıldız içerir. Galaksi çekirdeklerinin kuasarlar olduğu düşünülmekle birlikte, çok uzakta olduklarından gerçek doğaları halen tam anlaşılamamıştır. Kuasarlar; evrenin en uzak köşelerinde bulunan yoğun ve çok parlak, yıldızlara benzeyen cisimlerdir. Örneğin, bilinen en uzaktaki galaksiler bizden yaklaşık 10 milyar ışık yılı (bir ışık yılı yaklaşık 9,46 trilyon kilometredir) uzaktayken, bu uzaklık kuasar için yaklaşık 15 milyar ışık yılıdır. Kuasarlar yoğun bir şekilde ışınım (radyasyon) yayarlar.

İçinde bulunduğumuz Samanyolu Galaksisi’ni çevreleyen dev bir yıldızlararası gaz ve toz bulutu mevcuttur. Galaksinin çevresine dağılmış diğer birçoğu gibi bu yıldızlararası da aşırı miktarda madde içerir. Bu bulut, Güneş’e benzeyen yüzlerce yıldız oluşturabilecek kadar maddeye sahiptir. Bu ince bulutta rastlanılan atomların çoğunluğu, evrende en bol bulunan element olan ‘hidrojen’dir. Her 16 hidrojen atomuna karşılık 1 tane de evrendeki ikinci bol element olan ‘helyum’ atomu bulunur. Uzayda daha ağır olan karbon azot, oksijen ve demir gibi elementlere de uzun araştırmalar sonucunda rastlanılmıştır.

Samanyolu’nu çevreleyen gaz ve toz bulutu soğuktur. Mutlak sıfırın sadece 100 derece üzerinde (yaklaşık -173°C) olan bu sıcaklıkta atomlar çok yavaş hareket ederler ve hemen hiç çarpışmazlar. Yıldızı doğuracak olan kozmik rahim, işte böyle bir yerdir. Böyle bir bulut, galaksinin sarmal kollarından birine yaklaşmak için milyonlarca yıl bekler.

Doğum Başlıyor…

Uzayın derinliklerine sayılamayacak kadar çok sarmal galaksi saçılmıştır. Güneş, Samanyolu galaksisinin kenarına yakındır ve iki sarmal kol arasında yer alır. Bu sarmal kollar galaksinin çekirdeği etrafında dönerken yıldızlararası bulutları sıkıştıran şok dalgaları meydana getirirler (Şok dalgalarını şöyle tarif edebiliriz: Hareketli ses kaynağının hızı, sesin yayılma hızını geçince, ses, patlama sesi olarak duyulur. Bu durumda dalga ışın gibi konik bir alana yayılır ve bu olay şok dalgaları olarak isimlendirilir). Şok dalgalarının meydana getirdiği sıkıştırma, yeni yıldızların doğum sürecini başlatır.

Galaksinin sarmal kollarından biri yıldızlararası bulutun içinden geçerken birbirinden çok uzak olan atomlar birdenbire sıkışırlar. Eskiden şeffaf olan bulut bu nedenle saydamlığını yitirir. Zayıf yıldız ışığı, artık bulutun içine giremez. Böylece bulut, bir “karanlık bulutsu”ya dönüşür.

Astronomlar için karanlık bulutsuları bulmak oldukça zordur. Ancak arkalarında parlak bir yıldız grubu varsa karanlık siluetler biçiminde görünürler.

Bulutsu, saydam olmadığından uzak yıldızların ışıkları bulutun içlerine giremez ve içindeki gazları ısıtamaz. Sıcaklık yavaş yavaş mutlak soğuğa (-273°C) doğru düşer. Sıcaklık düşerken atomların hareketleri de gittikçe yavaşlar ve atomlar arasındaki zayıf çekim kuvveti bulutsunun içyapısına egemen olmaya başlar. Karanlık bulutsu çok düzgün ve homojen değildir. Yani bulutsunun farklı bölgelerinde ortalama sayının üzerinde ya da altında atomlar bulunur.

Devasa Bir Madde Yığını: Karanlık Bulutsular

Kütle çekim kuvveti (Dünya’nın ve diğer gökcisimlerinin, üzerinde bulunan cisimlere uyguladığı çekim kuvvetidir, bir cismin kütlesi artıkça kütle çekim kuvveti artar.) sebebiyle; herhangi bir noktada biraz fazla madde bulunması demek o noktada çekim alanının daha kuvvetli olması demektir.

Dolayısıyla karanlık bulutsunun kimi noktalarında fazla sayıda atom olması daha kuvvetli çekim alanları oluşturur. Bu noktalar çevrede yavaş hareket eden atomları kolayca çekerler. Atom sayısı arttıkça, bu noktalardaki çekim alanları daha da kuvvetlenir ve çevredeki bulutsudan daha çok maddeyi çeker. Böylece bulutsu içinde kümelenmeler oluşur. Böyle bir kümenin yarıçapı milyarlarca kilometre olabilir ve Güneş kütlesinin birkaç katı maddeyi içerebilir (Güneşin kütlesi yaklaşık 2 milyar kere milyar tondur).

Bir bulutsu içindeki kümeler yıldızların doğuş sürecinin ilk basamağını belirler. Kümenin yoğunlaştığı bölgeler kütle çekim kuvvetinin etkisiyle giderek artan bir basınca maruz kalır. Birkaç milyon yıl içinde bu bölge yüksek basınç ve sıcaklığın etkisiyle yeni doğmuş yıldızların göz kamaştırıcı parlaklığına sahne olacaktır.

Resim 1: Resimde arkadaki parlak fonun üzerinde birçok küme görülmektedir. Böyle kümeler kararsızdır ve kendi ağırlıklarını taşıyamazlar. Her yandan içeriye doğru basınç yapan trilyonlarca ton gaz, kümenin çökmesine neden olur. Kendi çekim kuvvetinin etkisi altında küme gittikçe küçülür ve merkezdeki gazlar çok yüksek basınç ve yoğunluklara ulaşır.

Yıldız Taslağı ve İlk Işıklar

Doğadaki birçok olayda basınç ve sıcaklık başa baş gider. Sonuç olarak çöken kümenin çekirdeğindeki gazların basıncı arttıkça sıcaklığı da giderek artar. Artan sıcaklıkla birlikte kümenin içindeki gazlar parlamaya, çöken gaz kümesinden de dışarı ışınım (radyasyon) süzülmeye başlar. Artık, söz konusu küme karanlık değildir. Çıkan ışık önce mat kırmızıdır ve gazlar şöminedeki odun parçaları gibi parıldar. Küme artık bir yıldız taslağı haline gelmiştir.

Ne var ki yıldız taslağı da çekim kuvvetine karşı kararsızdır. Bir gaz küresi şeklinde olan yıldız taslağı, kendisini oluşturan gazların muazzam ağırlığına karşı koyamaz büzülür ve böylece merkezindeki basınç ve sıcaklık da hızla artar.

Yıldız taslağının merkezindeki sıcaklık 10 milyon dereceye ulaşınca “hidrojen yanması” başlar. Bu sıcaklıkta hidrojen atomlarının çekirdekleri öylesine büyük hızlarla hareket eder ki çarpıştıkları zaman birbirleri ile kaynaşırlar. Bu önemli süreçte hidrojen, aslında helyuma dönüşmektedir.

Burada bir hususa dikkat çekmek gerekir. Yıldız taslağının merkezindeki sıcaklık 10 milyon dereceye ulaşamasaydı yıldız taslağının merkezindeki hidrojen atomları büyük hızlarda hareket edemeyecek, çarpışamayacak ve birbirleri ile kaynaşamayacaklardı. Yani evrendeki 1000 kentrilyon yıldız ve yaşam kaynağımız olan Güneş var olmayacaktı. Yıldızların oluşabilmesi için gereken bu sıcaklığı tam olması gereken derecede planlayan, yaratan hiç şüphesiz tüm kâinatın yaratıcısı olan Yüce Allah’tır.

İhmal Edilebilecek Kadar Küçük Bir Farktan Muazzam Bir Enerji Doğuyor

Kaynaşan her 4 hidrojen çekirdeğine karşılık 1 helyum çekirdeği ortaya çıkar. Ama daha da önemlisi, sonuçta ortaya çıkan helyum çekirdeğinin ağırlığı, başlangıçtaki 4 hidrojen çekirdeğinin ağırlığından daha azdır. Burada kaybolan madde, saf enerjiye dönüşmüştür. Adına “termonükleer tepkime” denen bu süreç, doğadaki en kuvvetli olaylardan biridir ve maddenin dolaysız yoldan enerjiye dönüşümü demektir.

Bu tepkimede açığa çıkan enerjinin de çok önemli bir işlevi vardır. Hidrojen yanmasından ortaya çıkan bu enerji, sonunda yıldız taslağının kendi ağırlığını taşımasını sağlayacak ortamı hazırlar. İçe doğru çökmeyi önleyecek kadar basınç oluşturur ve sistem bir dengeye oturur. Yani yıldız, ihtiyacı olan enerjiyi kendisi üretmiş olur. Artık büzülme durmuş ve bir yıldız doğmuştur.

Genç Yıldızların Yuvaları

Peki, eğer yanan hidrojenler tamamen helyuma dönüşmüş olsaydı, yani yıldız kendi oluşumu için ihtiyacı olan enerjiyi üretemeseydi ne olurdu? Yıldız kendi içine doğru çökmeyi önleyecek basıncı oluşturamayacak, kendini dengede tutamayacaktı. Yani yıldızların hiçbiri var olmayacak, Güneş ve Güneş Sistemi de oluşmayacaktı. Yıldızın oluşumu için gerekli olan bu enerjiyi tam da yıldızın doğabilmesi için gerekli miktarda yaratan, hiç şüphesiz, tüm âlemlerin Rabbi olan Yüce Allah’tır.

Şekil 2 : Orion Bulutsusu (M42 ya da NGC 1976). Birkaç yeni doğmuş yıldız bu bulutsunun derinliklerinde gömülü durmaktadır. Bu yıldızların yaydığı yoğun mor ötesi ışınlar çevredeki gazların sıcaklıklarının yükselmesine yol açar. Bu bulutsu, çıplak gözle, Orion takımyıldızının “kılıcı” denilen bölgenin ortasında silik bir yıldız şeklinde görülür.

Yeni doğmuş bir yıldız, merkezinde yanan hidrojeni yeni ateşlemiş bir yıldız demektir ve birkaç 100 milyon yıldan birkaç 10 milyar yıla kadar yaşar. Kütlesi küçük olduğu ölçüde bu yaşam daha uzun sürer.

Yıldız, yaşamı sırasında nükleer enerji tüketerek parlamaktadır. Gökyüzüne bakıldığında uzayın her bölgesine dağılmış böyle genç birçok yıldız bulunabilir. Bu genç yıldızlar kendilerini oluşturan bulutun parçaları hâlâ çevrelerinde bulunduğundan kolayca tanınırlar. Genç ve büyük kütleli yıldızların yaydığı morötesi ışık, çevredeki yıldızlararası gaz bulutlarının içinden geçerken bu bulutları ışıldatır. Bu yıldız yuvalarının en ünlülerinden Orion Bulutsusu (nebula) Resim 2’de görülmektedir.

Yıldız Oluşumunun Her Aşamasında Bir Denge ve Hesap Var

Gökyüzüne bakıldığında görülen hemen hemen her yıldız, çekirdeğinde hidrojenin yandığı genç bir yıldızdır. Yaklaşık 5 milyar yıl önce doğan bizim yıldızımız Güneş, buna çok güzel bir örnektir ve onun ayırt edici özellikleri bir yıldızın ortalama yapısı hakkında bize iyi bir fikir vermektedir. Güneş’in merkezinde her saniye 600 milyon ton hidrojen, helyuma dönüşür. Eğer saniyede 600 milyon ton değil de 700 milyon ton hidrojen helyuma dönüşmüş olsaydı milyonlarca yıl önce Güneş ömrünü bitirmiş, sönmüş olacaktı. Kendisiyle beraber etrafındaki her şeyi de yok edecekti.

Yüce Allah’ın yarattığı kusursuz denge sayesinde Güneş ve Güneş Sistemi varlığını hala sürdürmektedir. Ancak belirli bir süre sonra Güneş’in içindeki yakıt bitecek, Güneş kendi enerjisini üretemeyecek ve içinde yaşadığımız Dünya ile birlikte tüm Güneş Sistemi yok olacaktır.

Kuşkusuz, Güneş’in yakıtındaki bu ince ayar ve yıldızların oluşumundaki bu detaylı süreçler rastlantıların eseri olamaz. Bilim adamlarının pek çok bilim dalından bir arada faydalanarak ortaya çıkardığı bu muhteşem olaylar zinciri, Allah’ın kontrolünde ve O’nun emriyle gelişmektedir. Tüm gökcisimleri, Allah tarafından kendileri için belirlenmiş olan kadere uygun şekilde hareket etmektedirler. Aksi takdirde kâinattaki düzenin varlığı mümkün olmazdı, canlılık meydana gelmeyeceği gibi gökcisimleri de birbirine çarparak anlamsız bir yığın oluştururdu. Ancak böyle bir durum yerine, uzay mucizeler içermektedir. Gökcisimlerindeki mucizeler Allah’ın takdiriyle yaşanmaktadır. Bir Kuran ayetinde Yüce Allah şöyle buyurmaktadır:

“Güneş de, kendisi için (tespit edilmiş) olan bir müstakarra doğru akıp gitmektedir. Bu, üstün ve güçlü olan, bilen (Allah)ın takdiridir.”(Yasin Suresi, 38)

 

Yazar / Aylin Yılmaz /  İstanbul Üniversitesi Fizik Bölümü