Kırmızı Cüce Yıldızlar
‘’ Kırmızı Cüce ’’ olarak nitelendirilen yıldızların ne olup olmadığı konusuna geçmeden nitelendirme üzerinden birkaç çıkarımda bulunalım.
Evet gerçekten bu yıldızlar astronomik ölçekte cüce yıldızlar fakat bizim ölçeğimizde hiçte cüce değiller.
Yıldızın oluşum evrelerinde yeterli yoğunlukta gaz ve toz molekülleri (Büyük çoğunluğu hidrojen ve helyumdur) belirli bir kütleçekimi altında sıkışarak büzülmeye başlar. Nitekim bu büzülme o kadar şiddetli hale gelir ki oluşum aşamasındaki bu toz yığını sırf sıkışmadan dolayı ışınım yapmaya başlar. Lakin aldanmamamız gereken bir nokta var henüz yıldızımız oluşmadı bu ışınım başlangıçtaki sıkışmadan kaynaklı.
Bu sıkışmaya bir yıldızı oluşturabilecek seviyede kütle katılırsa merkezi bölgedeki hidrojen ateşlenerek füzyon tepkimesi başlar. Füzyon tepkimesinin başlaması ile yıldız olmanın önünde engel kalmamış demektir. Bu aşamadan sonra genç yıldızımız ömrünün çoğunu geçireceği anakol evresine geçiş yapar. ( Hiper Hızlı ve İstilacı Yıldızlar )
Yıldızlarının ömürlerinin farklı farklı olduklarını biliyoruz peki buna sebep olan etmen nedir?
Temel etmenimiz kütledir. Yıldızın anakol evresine başladığı kütle doğrudan ömrünü etkiler. Büyük kütleye sahip yıldızlar ömürlerini milyonlarla belirteceğimiz kadar az ömre sahiptir. Düşük kütleli yıldızların ise ömürlerini milyarlar ve hatta trilyonlar ile ifade ederiz.
Konumuz olan ‘’Kırmızı Cüce’’ yıldızlar ise tam olarak ömürlerini milyarlar ve hatta trilyonlarla ifade ettiğimiz yıldızlardandır çünkü kütleleri oldukça düşüktür. (Aldanmamamız gereken bir diğer nokta ise Kırmızı Cüce yıldızların diğer tip yıldızlara oranla düşük kütleye sahip olmaları)
Kırmızı Cüce yıldızların bu denli uzun ömürlü olmasına kütlenin sebep olduğundan bahsetmiştik. Düşük kütleleri çekirdek bölgesinde kabaca düşük basınca neden olur ve yıldızın enerjisinin üretildiği bölgenin hacmi (Çekirdek) diğer tip yıldızlara oranla oldukça küçüktür bu nedenle yakıtlarını çok tasarruflu kullanırlar. Tasarruflu olmanın mükafatını çok çok uzun yaşarak alırlar fakat yaydıkları enerji bu tasarruf nedeni ile oldukça düşüktür.
DÜŞÜK KÜTLEDEN BAHSEDİYORUZ FAKAT NE KADAR DÜŞÜK ?
Yıldızları sınıflandırırken O-B-A-F-G-K-M gibi sınıflara ayırırız O tipi yıldızlardan M tipi yıldızlara gidildikçe kütle bir hayli düşer. O halde en düşük kütleli yıldızlar olarak nitelendirdiğimiz Kırmızı Cüce yıldızlar ‘’M’’ tipi sınıfa dahil olmaktalar.
Tabloda ‘’M’’ tipi yıldızlara karşılık gelen değerlere baktığımızda yaklaşık yüzey sıcaklıkları en fazla 3.700 K en düşük ise 2.000 K civarlarında dolaşmakta. Unutmadan söyleyelim ‘’G’’ tipi sarı cüce olarak adlandırılan yıldızımız Güneş’in yüzey sıcaklığı yaklaşık 5.778 K. Asıl önemli konumuz ‘’Kırmızı Cüce’’ yıldızların ne kadar kütleye sahip olabileceği.Güneşi’in kütlesine yaklaşık olarak ‘’1’’ dersek Kırmızı Cüce yıldızlarının ortalama kütlesi 0.45 Güneş kütlesine eş değer göründüğü gibi, bize göre aslında hiçte cüce değiller bir örnekle açıklarsak sistemimizde ki gaz devi gezegenlerin kütlelerinin yüzlerce katı ama ölçeği bize göre almak yanlış olacaktır Kırmızı cüceler astronomik ölçekte gerçekten cüce’dir Nitekim kütleleri yıldız olabilmek için ucu ucuna yeten tipleri vardır.
Kırmızı Cüce yıldızlarının kütlelerini Güneş kütlesinin ortalama 0.45’i olarak tanımlamıştık. Fakat bu değer ortalamadır Kırmızı Cüce yıldızın kütlesi en fazla olarak Güneş kütlesinin yaklaşık 0.6 sına dayanabilir yine en az olarak 0.07-0.10 Güneş kütlesine eşdeğer kütleyede sahip olabilir. Daha düşük kütleden meydana gelen sıkışma malesef hidrojeni ateşleyebilecek basıncı ve sıcaklığı yaratamayacak yani yıldız oluşamayacaktır. Bu durumda oluşan cisim kahverengi cüce olarak kalacaktır.
Güneşimize en yakın yıldız olan Proxima Centauride bir Kırmızı Cüce yıldızdır. Proxima Centaurinin kütlesi Güneş kütlesinin yaklaşık 0.12 sine eşittir. Yani ortalamanın altında kütleye sahip bir kırmızı cüce yıldızdır.
Kırmızı Cüce yıldızların aydınlatma güçleri kütlelerine oranla oldukça düşüktür . Güneş kütlesinin 0.12 sine sahip olan Proxima Centauri’nin parlaklığı Güneş parlaklıığının 0.0056’ sı kadardır. Tablodan da anlaşılacağı üzeri kütle düştükçe aydınlatma gücü kütlenin katbekat üstünde düşüyor buda kırmızı cüce yıldızların uzun ömürlü olmasının nedenini bariz gösteren bir noktadır.
Grafiği incelediğimizde Kırmızı Cüce yıldızların sıcaklık aralığına denk gelen bölgenin çoğunluk olarak kızılötesi bölge olduğunu görüyoruz. Bunun sebebi kütlesinin düşük olmasıdır (Wien yasası adlı yazımızda detaylı anlattık)
Yine Kırmızı Cüce olan Proxima Centauri üzerinden gidersek, Proxima Centaurinin yaydığı ışımanın %85’i kızılötesi dalga boyundadır (Kütlesinin düşüklüğü sebebiyle)
KIRMIZI CÜCE YILDIZLARIN SONU
Kırmızı cücelerin çok uzun ömre sahip olduğunu söylemiştik nitekim evrenin yaşını göz önüne getirdiğimizde (yaklaşık 13.8 milyar yıl) hiçbir kırmızı cücenin ölmediği sonucuna varırız çünkü biz kırmızı cücelerin ömürlerini yüzlerce milyar ve hatta trilyonlar ile ifade etmiştik. Ama Yıldız astrofiziği ile ilgilenen bilim insanlarının kullandığı yöntemler sayesinde bir kırmızı cüce’nin sonunun ne olabileceğini bilebiliyoruz.
Kırmızı cücenin hazin sonu sönüp bir kara cüceye dönüşmek olacaktır.
Tablodan anlayacağımız üzere bunun sebebi kütledir. Artık Kırmızı Cüce yıldızımızın yakıtı bittiğinde kütleçekim baskın hale gelecek ve yıldızımız içe doğru çökmeye başlayacaktır fakat yıldızımız görece düşük kütlede olduğu için sıkışma yeteri kadar ilerleyemeyecek ve belirli bir noktada duracaktır.
Durduktan sonra yüzey sıcaklığı hala yüksek olacaktır fakat bu sıcaklık anakol evresinden geriye kalan miras sayesindedir.
Ekstra enerji üretecek bir mekanizması kalmayan yıldızımız milyonlarca yıl içinde soğuyup karanlığa bürünecektir.
