Nötron Yıldızları Nedir?
Nötron yıldızları, gökbiliminde şüphesiz en çok rağbet gören kozmik cisimlerdendir.
Her ne kadar yıldız olarak adlandırılsalarda aslında ölü olan nötron yıldızları Güneş kütlesinin yaklaşık 8 ila 25 katı arasında olan devasa kütleli yıldızların süpernova patlaması ile ulaştığı nihai sondur.
Bu kütle skalası arasında bulunan yıldızlar fazla kütlelerinden dolayı anakol evrelerini oldukça hızlı geçirirler, unutmamak gerekir ki bir yıldız ne kadar kütleliyse ömrü o kadar kısadır. Güneş kütlesinden 8 kat ve daha fazla olan yıldızlar, çekirdekte nükleer füzyon ile demir üretilene kadar enerji üretmeye devam eder.
Çok kararlı olan demir atomu füzyon olayına giremediği için dev kütleli yıldızımızın, merkeze olan kütleçekim kuvvetine direnç gösteren ışınım basıncıda sona erer ve yıldızımız kendi kütleçekimi altında ezilmeye başlar.
Güneş ve yakın kütleli yıldızların sonu olan beyaz cücelere özgü maksimum kütle parametresine Chandrasekhar Limiti denir.
Chandrasekhar Limiti dejenere elektron basıncının çökmeyi durduğu hassas bir noktadır ve 1.44 Güneş kütlesine tekabül eder.
Elektron basıncı Güneş ve yakın kütleli yıldızları çökmekten kurtarırken, anakol kütlesi Güneş’ten en az 8 kat daha büyük kütleye sahip olan yıldız için hiçbir işe yaramaz ve chandrasekhar limiti aşılarak çökme son hız devam eder bu sırada eğer çökmekte olan yıldız çekirdeğinin kütlesi , Güneş kütlesinin 1.44 ila 3 katı arasında ise bu sefer yardımına dejenere nötron basıncı yetişir.
Nedir Bu Nötron Basıncı ?
Nötron basıncı çok sıkışık haldeki yıldız çekirdeğinde elektronlarn çekirdekteki protonlar tarafından yakalanıp nötürlenmesi durumunda oluşur. Nitekim bu durumda atom boşluğu dediğimiz (çekirdek ile yörüngedeki elektron arasındaki boşluk) kapanır ve ortam atom yoğunluğu ve üstü seviyesine gelir bu durumda çökmeye karşı bir direnç açığa çıkar işte bu direnç nötron basıncıdır.
Nötron basıncı tarafından çökmesi durdurulan yıldız çekirdeği çok küçük bir hacme sahipken buna karşılık olarak oldukça fazla kütleye sahiptir. (Bahsettiğimiz atom boşluğu kapanmış ve madde çok küçük bir alana sıkışmıştır)
Bu durumda yıldızımız yaklaşık 20 km çapa sahipken güneşin 2 katı kütlesine çıkabilir bu muazzam yoğunluk büyük oranda nötrondan oluşmuş yıldızımızın oldukça kararlı olmasını sağlar.
Öyle ki nötron yıldızlarının yoğunlukları Güneş’in yaklaşık 2,6 x 1014 ila 4,1 x 1014 katıdır.
Nötron Yıldızları Neden Çok Hızlı Dönerler ?
Yıldızın çökmeden önceki açısal momentumu, artık çökmekten kurtulmuş çekirdek içinde geçerli olacaktır yani açısal momentum korunacaktır fakat hacim ilk hacme göre oldukça küçüktür bu sebeple nötron yıldızları kendi etraflarında inanılmaz bir hızla dönmeye başlar bu hız öyle yüksektir ki nötron yıldızının dönüş periyodu saniyede yüzlerce ve hatta binlerce kez olabilir.
Böyle muazzam hızlarda dönmekte olan nötron yıldızları çok güçlü manyetik alanlara sahiptir ve manyetik kutup ekseninden sürekli olarak ışınım yaymaya başlarlar bu karakteristikte olan cisimlere pulsar (atarca) diyoruz. Her pulsar bir nötron yıldızıdır yani pulsarlar nötron yıldızlarının farklı bir tanımıdır.
Pulsarların manyetik kutuplarından yayılan elektromanyetik ışınımlar bizim görüş eksenimizi kesiyor ise biz bu sinyalleri periyodik olarak algılarız (aslında kutuplardan hep ışınım yapılır fakat kutupların bizim görüş eksenimizi kesme periyodu belirli aralıklar ile olur) bu olayada ‘’Deniz Feneri Etkisi’’ deniliyor nitekim nötron yıldızlarını görünür bölgede keşfetmek ve incelemek zordur bu sebeple nötron yıldızının ilk somut verilerini bize periyodik radyo sinyalleri vermiştir.
Pulsarların ilk keşfi 1967 yılında olmuştur. Cambridge Üniversitesinden Jocelyn Bell Burnell ve Anthony Hewish’in başrollerini oynadığı araştırma ekibi uzayda belirli periyotlar ile atım yapan bir radyo dalgası kaynağı keşfetmişler bu kaynağın düzenli periyoduna ithafen bu keşfe LGM-1 (Little Green Man) ismini vermişler. Ayrıca radyo dalgası kaynağının çok küçük bir darbe aralığının olması (parçacık atımı) bu kaynağı bir hayli esrarengiz hale getirmiş ta ki 1968 yılında pulsarların nötron yıldızları olduğu somut olarak kanıtlanıncaya dek ortada çeşitli komplo teorileri de dönmemiş değil.
1968 yılında Yengeç Bulutsusunda yaklaşık 33 ms darbe periyoduna sahip atarca keşfedilmiş atarcanın bu denli kısa aralıklarla atım yaparken parçalanmaması için kütlesinin çok yüksek olması gerektiği anlaşılmış bu sayede pulsarların aslında birer nötron yıldızı oldukları kesinleşmiştir.
Nötron Yıldızları Hakkında
Galaksimiz Samanyolunda 2000 civarında nötron yıldızı mevcuttur ve keşfedilebilmiş en büyük nötron yıldızı güneşten 2 kat daha kütlelidir (Nötron yıldızları en az 1.44 en fazla 3 güneş kütlesine sahip olabilirler, 3 güneş kütlesi aşıldığında ortaya çıkan cisim bir kara delikten başkası olmayacaktır)
Nötron yıldızlarının kendi çevrelerindeki dönüş hızlarının çok büyük olduğundan bahsetmiştik. Bilinen en hızlı nötron yıldızı olan PSR J1748-2446ad kendi etrafında saniyede 716 kez döner.
Yoğunluklarına bir irdeleme yapacak olursak nötron yıldızından alacağımız bir kaşık materyal yaklaşık olarak 100 milyon ton ağırlığında olacaktır.
Nötron Yıldızları Ne Kadar Tehlikeli?
Belki tehlike konusunda kara delikler kadar dile getirilmesede nötron yıldızları küçümsenmeyecek cisimlerdir.
Pulsarların güçlü manyetik alanları sayesinde yaptıkları X ve Gama ışımaları eğer bulunduğunuz gezegene denk gelecek bir yol izliyor ise bu canlılık için ölümden başka bir anlam ifade etmez. Fakat şu an korkulacak bir durum yoktur bize en yakın nötron yıldızı yaklaşık 400 ışık yılı uzaklıktadır.
Zaten ölü bir yıldız olan nötron yıldızları evrende milyarlarca yıl içinde dönme hızlarınıda kaybetmekte ve monotonluğa yol almaktadırlar.
