Dış Uzay Tüm Yazılar

Kahverengi Cüce Nedir, Nasıl Bir Şeydir?

Facebooktwittergoogle_plusredditlinkedintumblrmail

Yeterli kütleye sahip (örneğin güneş’in yüzde 1 ila 7’si) bir “gök cismi“, ömrünün başlangıcında, yani henüz oluşma ve “sıkışma” aşamasında ciddi bir ışıma yayar. Bu ışıma, gök cismini oluşturan maddenin kütle çekim etkisiyle büzüşmesi sonucu oluşur. Büzüştükçe ısınır, ısındıkça ışıma yayar. Ancak bu ışıma, onu bir yıldız yapmaz!

Kahverengi cüce denilen bu türden gökcisimlerinin ışıma süresi birkaç milyon yıldan fazla sürmez. Çünkü içerdiği madde yeterince sıkışmış, fakat kütlesi yetersiz olduğu için içerdiği madde daha fazla yoğunlaşamaz hale gelmiş, sıkışma işlemi sona ermiştir. Artık kahverengi cücemiz kimi zaman iki bin santigrat dereceye ulaşabilen yüzey sıcaklığını yavaş yavaş kaybedip soğumaya ve görünür ışık dalga boyunda görünmez olmaya başlar.

kahverengicuce11548

Kahverengi cüceler, kütle çekimin etkisiyle sıkışırlar ve bu sıkışma ortaya büyük bir ısı çıkarır. Bunun sonucunda bir yıldız gibi ışıldarlar.

Bunlara yıldız demek ne derece doğrudur bilinmez ama gerçekten de bugün görebildiğimiz tüm kahverengi cüce yıldızların kaderi, birkaç milyon yıl içerisinde tümüyle ölü karanlığa gömülmüş bir gök cismine dönüşmek. Galaksimiz, hala parlayan yüz milyarlarcasının yanında, artık sönmüş olan yüz milyarlarca kahverengi cüce içeriyor.

Yalnız içlerinden bazılarının şöyle bir şansları da var; eğer ışıma yapmaya ve sıkışmaya devam eden kahverengi cüce, hidrojen ve helyum dışında ağır elementler açısından (yani karbon, oksijen, azot, demir vb. gibi) zengin içeriğe ve yeterli kütleye (0.07, yani yüzde yedi Güneş kütlesi) sahipse, çekirdeğinde gerçek yıldızlar gibi nükleer tepkime başlatabilir. Bunun sonucu, yüzey sıcaklığı 2500 santigrat derece civarında olan bir kırmızı cüce yıldıza dönüşerek yüz milyarlarca yıl parlamaya devam eder. Fakat çoğu kahverengi cüce için bu bir hayalden öteye gidemez. Çünkü bunu başarabilenlerin büyük bir kısmında yetersiz kütle çekim nedeniyle çekirdek reaksiyonu sona erer ve taze yıldızımız yeniden soğumaya başlar. Buradan anlamış olmalısınız ki, bir gök cisminin yıldız olabilmesi için, doğarken en az yüzde yedi Güneş kütlesine sahip olması gerekir.

Güneş sisteminin ilk aşamalarında yaklaşık 0.006 (binde altı) Güneş kütlesine sahip olan Jüpiter tıpkı bir yıldız gibi ışıldıyordu. Bu ışıldamanın sebebi elbette kütle çekim büzülmesi idi ve zamanla bu sona erdi. Bugün Jüpiter çevresine çok az da olsa, hala bir miktar enerji yaymakta. Bu enerji, her yıl çekirdeğindeki 2-3 cm’lik sıkışmadan kaynaklanıyor. Birkaç yüz milyon yıl sonra bu sıkışma da sona erince Jüpiter’in kızılötesi ışınım yoluyla ısı yayması da sona erecek.

Kahverengi cüceleri birer “başarısız yıldız” olarak nitelemek yanlış olmaz. Burada aslında bir kavram yitimi söz konusu. Bilindiği gibi kahverengi cüceler, bir yıldız gibi nükleer reaksiyon oluşturmaya yeterli olmayan kütleye sahip, yalnızca kütle çekimsel büzüşme sonucu geçici bir süreliğine ısınan gök cisimleri. Kahverengi cüce ismini almalarının nedeni de, çok düşük ısıları gereği oldukça koyu kırmızı ve kırmızı ötesi tayfta ışık yaymaları.

kahverengicuce487821

Kahverengi cücelerin diğer yıldız türleri ve gezegenler ile boyut olarak kıyaslanması.

Bunların ilk keşfedilenleri Güneş’in yüzde yedisinden daha az kütlelere sahiplerdi ve yüzey sıcaklıkları 1.000 santigrat derecenin üzerindeydi. Dolayısıyla parlaktılar, gerçek birer yıldız gibi ışıldıyorlardı ve keşfedilmeleri görece kolaydı. Geçen zaman içinde teleskoplarımızın hassasiyeti arttı ve artık sadece birkaç yüz santigrat derecelik yüzey sıcaklığına sahip kahverengi cüceleri de keşfedebilmeye başladık. Yani iyice soğumuş veya ancak bu sıcaklığa ulaşabilecek kadar ısınabilmiş kahverengi cüceleri “zor da olsa” görebilecek teknolojik yeterliliğe ulaştık. Yeni keşfedilen “daha soğuk” kahverengi cücelerin kütleleri ise Güneş’le değil, ancak Jüpiter gibi gaz devleriyle kıyaslanabilecek kadar küçük: Sadece 5-10 Jüpiter kütlesindeler. Dolayısıyla daha sönükler ve keşfedilmeleri çok daha zor.

Çok yakınımızda yer alan bir kahverengi cüce hakkında bu makalemizi okuyarak bilgi alabilirsiniz.

Bu düşük kütledeki cisimleri kahverengi cüce olarak tanımlıyor olsak da, gerçekte bunların yapısal olarak Jüpiter’den ve diğer yıldızların çevresinde dönen Jüpiter yahut Satürn gibi “gaz devi” gezegenlerden bir farkı yok. Tek şansları (ya da şanssızlıkları) bir yıldızın çevresinde dönmüyor oluşları. Ya yıldız fabrikalarında (yoğun gaz ve toz bulutları içeren nebulalarda) bağımsız olarak gelişmişler ya da kütle çekim etkileri gibi sebeplerle birlikte oluştukları yıldızlardan kopup uzay boşluğunda bir başlarına veya kendi gibi eşleriyle dolaşmaya başlamışlar.

Aldatıcı da olsa, kahverengi cücelerin “yıldız” sınıflandırılmasına sokulması sadece “sıcak kaldığı” kısa dönem süresince geçerli olabiliyor. Çünkü kütle çekimsel büzülmeleri (sıkışması) durduğu andan itibaren hızla soğumaya başlıyorlar.

Buraya kadar olan kısmın özeti: Kahverengi cüceler “yıldız” değildir. Sadece, oluşum aşamasındaki sıkışma sebebiyle ısınan ve bu şekilde çok kısa bir dönem için az da olsa parlamayı başaran gök cisimleridir. Gerçekte Jüpiter’in birkaç katı yahut çok daha büyük kütleye sahip gaz devi gezegenlerden farkları yoktur.

İstatistiksel olarak, Güneş’ten çok daha düşük kütleli ve gerçek birer yıldız olan “kırmızı cüce” yıldızların, evrendeki toplam yıldız miktarının yüzde 80’ini oluşturduğu gerçeği ortadayken, kırmızı cüce dahi olamamış kahverengi cücelerin sayısının tüm yıldızlardan çok daha fazla olduğunu düşünmek yanlış olmaz. Henüz gözlemsel kanıtlar bu savı doğrulamasa da, düşük kütleli gök cisimlerinin oluşma oranının daha büyük kütleli cisimlerden çok daha fazla olduğu gerçeğini de göz ardı edemeyiz.

Zafer Emecan

Hep daha fazla okumak gerekir...

Yorum

Yazar Hakkında

Zafer Emecan

Bir astronomi işçisi. Kozmik Anafor'un kurucusu, her şeyi ve hiçbir şeyi. Alakasız üniversiteler bitirmiş olmasına rağmen, içinden atamadığı gökbilim sevgisini kaleme, klavyeye, araştırmalara dökmeye çalışan, haddini bilen, ama bazen aşan amatör bir bilimci.