Kategoriler
Bilim & İnsan

Kahverengi cüce: Ne yıldız ne de bir gezegen

İnsanlık uzun yıllar uzaydaki nesnelerin düzenli kategorilere ayrılabileceğini düşündü. Parlayan büyük, sıcak nesnelere yıldız dedik ve küçük kaya ve gaz kürelerini gezegen olarak adlandırdık. Ancak 1995'te gökbilimciler ne yıldız ne de gezegen olup arada bir yerde olan nesneler keşfetmeye başladılar ve evren düşündüğümüzden karmaşık çıktı. Bu nesnelere kahverengi cüce deniliyor ve bunlar oldukça tuhaf nesnelerdir. Kahverengi cüceler evreni ve yaşamı anlamamız yönünde önemli özelliklere sahip ve şimdiye dek binlercesi bulundu.

Kahverengi cüce aslında nedir?

Gezegenler ve yıldızlar aynı gaz ve toz bulutundan meydana geliyor.
Gezegenler ve yıldızlar aynı gaz ve toz bulutundan meydana gelir. (Görsel: ESA, NASA, L. Calcada)

Bir yıldız altı nesne olarak kahverengi cüce düşüncesi ilk kez 1960'larda Shiv S. Kumar tarafından kuramlaştırıldı ve onlara siyah cüce dedi. Böyle bir nesnenin nükleer füzyonu sürdürmeye yetecek kütlede olmayacağını belirtti ve aslında soğumuş beyaz cücenin bir sonraki aşaması olduğunu açıkladı. "Kahverengi cüce" terimi sonraları gökbilimci Jill Tarter'dan gelmiştir ve nesneler aslında kırmızı veya turuncudur.

NASA'nın bilimsel verilerle hazırladığı bir kahverengi cüce çizimini incelediğinizde baktığınız şeyin önce gezegen olduğunu düşünürsünüz. Hatta Jüpiter gibi bir gaz devi gezegen de olabilir. Ancak öyle değildir.

Gezegenler toz, buz veya kaya parçacıklarının çarpışıp birbirine tutunmasıyla meydana geliyor. Bazıları aşırı büyüyerek gaz devi olur ancak hepsi özünde toz veya kayadan bir çekirdeğe sahiptir. Ancak kahverengi cüce böyle oluşmuyor. Kahverengi cüce tıpkı yıldız gibi büyük bir gaz bulutunun yerçekiminin etkisiyle kendi içine çökmesiyle oluşuyor. Ne var ki kahverengi cüce bir yıldız da değildir.

Bir gaz bulutu çökerek yıldıza dönüşürken atomlar birbirine çarparak büyük miktarda enerji yayar. Bu enerji o denli yüksektir ki nükleer füzyon tepkimesi başlar. Nükleer füzyon sırasında hidrojen helyuma dönüşüyor ve dışarı enerji saçılıyor. Yıldızların parlamasını sağlayan şey bu. Kahverengi cüce ise küçük bir gaz bulutunun içinde oluşuyor ve bu bulut yeterince büyük olmadığından hidrojen füzyonu yaşanmaz. Füzyon yoksa parıltı yok. Parıltı yoksa yıldız değilsin.

Yıldız gezegene dönüşebilir mi?

Tıpkı yıldızlar gibi hızlı dönen kahverengi cüceler neredeyse kendisini parçalayacak bir sürate sahip.
Tıpkı yıldızlar gibi süratli dönen kahverengi cüceler neredeyse kendisini parçalayacak hıza sahip.

Teoriye göre kahverengi cüce ilk oluştuğunda aslında farklı bir tür füzyonu başlatmaya yetecek enerjiye sahip olabilir. Bu füzyon türünde hidrojenin farklı bir formu olan döteryum, protonla kaynaşarak yeni bir helyum türü oluşturuyor. Ancak döteryumun füzyonu verimsizdir ve birkaç milyon yıl gibi kısa sürede tükenir. Yani kahverengi cüce, aslında yıldız olmayı bırakmış bir nesne olabilir. Bu yüzden onlara "başarısız yıldız" da deniliyor. Yani bir yıldız gezegene dönüşebilir mi? Yanıt evet. Kahverengi cüce yıldızın aksine asla ölmez ve sonsuza dek soğumaya, kararmaya ve var olmaya devam eder.

Bir kahverengi cüce 320.000 km/saat hızla dönebilir ve yüzeyi 500-1700°C ısıya sahiptir.

Karanlık madde aslında kahverengi cüce mi?

karanlık madde
Karanlık madde hala evrenin en büyük gizemi.

Ne gezegen ne de yıldız olarak kahverengi cüce ilginç bir yerde ve yıldız olmayı başaramamış bir nesne gibidir. Ancak bu halde bile kahverengi cücenin insanlığa öğretecek pek çok şeyi var:

Örneğin, elimizdeki bilgilere göre bir kahverengi cüce en fazla Jüpiter'in kütlesinin 75 katına denk ağırlıkta olabilir. Çünkü 75 kattan sonra gaz bulutu nükleer füzyona neden olarak bir yıldız meydana getirecektir. Ancak 2018'de bu sınırı aşan bir kahverengi cüce bulundu. Nasıl bu denli büyük olup yıldıza dönüşmediği hala açıklanamıyor. Kahverengi cüceleri anlamak yıldız oluşumuna dair anlayışımızı genişletecek.

Hepsi bu da değil. Uzak galaksileri inceleyen bilim adamları bu galaksilerin yalnızca görünenle açıklanamayan hareketler yaptığını fark etmiştir. Buna göre bu galaksilerde görünmez kütleler mevcut olmalıdır. Gökbilimciler bu kütleye karanlık madde diyor ve tamamen farklı ve saptanamayan türde olduğuna inanıyorlar.

Ancak bazı bilim adamlarına göre bu gizli kütle aslında kahverengi cüce olabilir. Çünkü kahverengi cüceler yaşlandıkça ve yakıtını tüketip karardıkça yalnız küçük miktarda kızılötesi ışık yayıyor. Bu nedenle tespit edilmeleri zordur. Yine bir yıldızdan biraz az kütledeler. Yani yeterince çoklarsa galaksilerin hareketinde önemli role sahip olabilirler. Araştırmalar yalnız Samanyolu'nda yüz milyar kadar kahverengi cüce bulunduğunu açıkladı.

Bu sayı hidrojen yakan her yıldız kadar kahverengi cüce olduğunu gösteriyor ki önemli bir sayıdır. Ancak daha farklı sayıda kahverengi cüce olduğunu söyleyen çalışmalar da var. Karanlık maddenin tam olarak ne olduğu hala bilinmediğinden kesin konuşmak zor. Görünüşe göre karanlık maddeden önce kahverengi cücelere yanıt bulmuş olacağız. Bu nesneler bir yıldız ile gezegen arasındaki ayrımın o kadar da büyük olmadığını göstererek evrene dair bakışımızı değiştirdi.


Referanslar:

  • https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/B/brown+dwarf
  • https://www.stsci.edu/~inr/bdpics/bd1.htm
  • https://www.nasa.gov/vision/universe/starsgalaxies/brown_dwarf_detectives.html

Yazar Berkay Alpkunt

Bilim ve doğa tarihi üzerine geniş kapsamlı içerikler hazırlıyor. Diğer ilgi alanları arasında popüler teknoloji ve coğrafya yer alıyor. Aynı zamanda bağımsız video oyunlarına ilgilidir.

Arşivi görüntüle