Güneş… nasıl  ışık  saçar…? (How… the Sun shines…?)

 

Proton  füzyonu.

(Kaynak:Randy Russell/sciencebuzz.org/scienceblogs.com)

Bir  “yıldız”  olarak,  Güneşin  ışık  saçması  bir  nükleer  reaksiyonun  sonucu… Bunu,  birçoğumuz  biliriz…  Peki…bu  reaksiyon  nasıl  gerçekleşiyor…?

Bu  konunun  daha  detayını  merak  edenler, gerek  You Tube’den, bugünlerde  erişime  kapatılan  Wikipedia’dan, ve  Internetteki  diğer  kaynaklardan  bu  bilgileri  elde  edebilir… (Bu  arada, bu  sitedeki  yazıları  hazırlarken, sıkça  başvurduğumuz  Wikipedia’ya  erişimin  engellenmesinin, bizim  gibi  birçok  bilim/araştırma  meraklısının  çalışmalarını  zorlaştırdığını da   belirtelim…!)

Bu  yazıda  kullandığımız kaynaklardan  biri, Karl  Tate’nin (dijital  grafik sanatçısı)  “space.com”da 27  Ağustos  2014  yılında  yayımlanmış  olan kısa yazısı… Diğeri  ise, “scienceblogs.com”da, 12  Ağustos 2011  tarihinde  yayımlanmış  bir  başka  yazı…

Yıldızlar, protonları  çarpıştırarak  enerji  üreten  dev  füzyon (fusion) reaktörleri… Güneş  gibi yıldızların  içinde  ortaya  çıkan, milyon-santigrad  derece  gibi,  aşırı  yüksek  sıcaklıklar atomların proton,  nötron  ve elektron  gibi,  komponentlerine  ayrışmasına  sebep  olur…

Normal  şartlar  altında, aynı  yüklü  protonların  birbirini  iterek, birbirinden   uzaklaşması  beklenir… Ancak, Güneşin (yıldızın)  içinde  gerçekleşen “kuantum  tünelleme  etkisi”  (klasik  fizikte, enerjisinin  yetersiz  olması  sebebiyle,  önündeki  engeli  aşamayan  bir  parçacığın, kuantum  fiziğinde, bazı  durumlarda  bu  engeli  aşabilmesinin  mümkün olması; quantum  tunneling  effect) sıcak  ve  yüksek  hızlı  protonların birleşerek,  helyum  çekirdeğini   oluşturmasını  sağlar…!  Bu  füzyon  reaksiyonu, Güneşin  ışımasının (radiance) sebebidir…

Proton-proton  füzyonu  reaksiyonunda, protonlardan  biri   bir  süre  için  nötrona  dönüşür… Ortaya  çıkan  proton-nötron  çifti, bir  hidrojen  türü  olan  döteryumdur… Bu  süreçte  bir  pozitron (anti-elektron) ile  bir  nötrino  da  açığa  çıkar… Açığa  çıkan  bu  pozitron  ortamdaki  bir  elektronla  karşılaşınca, gama  fotonu (ışığı) yayımlayarak,  birbirini  yok  eder (annihilate)…

Takiben, bir  başka proton döteryum  çekirdeğiyle  çarpışır  ve, iki  proton  ve bir  nötrondan  oluşan helyum-3’ü  oluşturur… Sürecin  bu  son  adımında  da bir  gama  ışını  fotonu  yayımlanır…

Güneşin  güç  kaynağı…proton  füzyonu…!

(Kaynak: Karl  Tate/space.com)

Bu  şekilde  ortaya  çıkan  gama ışını  fotonları (gama  ışınları), yüzbinlerce  yıl  sürebilecek  bir çarpma-yansıma  süreci  sonunda, Güneşin  merkezinden kendini  Güneşin  dışına  atabilir… Bunu  başaranlar  Güneş ışığı olarak  uzaya (ve  Dünyaya)  saçılır…!

İki  helyum-3  çekirdeği birbiriyle  çarpışarak  helyum-4  çekirdeğini  ve ekstra  iki  protonu  oluşturur…

Güneş… , 300 000  Dünya  kütlesine  eşit  kütlesiyle  ve  neredeyse tamamı  hidrojen  olan   yakıtıyla, yanma  süresi  milyarlarca  yılı  bulabilen ve  yakıtı  nükleer  reaksiyonlar  olan  bir  fırın…

Jüpiter  gibi  gök  cisimlerinin  kütlesi arttıkça, merkezindeki  atomlar  birbirine  daha  fazla  yaklaşır… Kütlesi  artmakta  olan  bir  gezegenin  hacminin  de  artması  beklenirken, tersi  gerçekleşir… Yoğunluk  artmasına  bağlı  olarak, hacmi  küçülür…  Kütlesi  Jüpiterin  kütlesinin  yetmiş  katına (veya Güneşin  kütlesinin yüzde  sekizine)  ulaşan  bir  gök  cisminin  çekirdeğindeki  hidrojen  atomları, ortamda  oluşan aşırı  büyük  yoğunluk  ve  basınç  sebebiyle, füzyon  reaksiyonunu  başlatır …kütle  enerjiye  dönüşmeye  başlar…! Doğmakta  olan  yıldızın  kütleçekimi  ile ortaya  çıkan  nükleer  radyasyon  basıncı bir  denge  oluşturarak, yıldızın  tamamen  içeri (merkezine) çökmesini  veya  patlayarak  uzaya  saçılmasını  önler…

Bilim  insanları  Güneşin  saniyede altıyüzmilyon  ton  hidrojeni  helyuma  dönüştürdüğünü  hesapladı… Bu  dönüşüm  süreci  Güneşin  yarıçapının  ilk  yüzde  yirmilik  bölümünde (hacminde)  gerçekleşmekte…

Yararlanılan  kaynakta,  Güneşin yarıçapının  700 000  kilometre  kadar  olduğuna (çok  büyük  hacmine)  dikkat  çekilerek, Güneşin  içinde  üretilen  enerjinin  metreküp  hacim  başına  300  watt  kadar  olduğuna  dikkat  çekilmiş… Yetişkin  iki  kişinin birlikte  üretebildiği  bir  enerji…!)

Füzyon  hızı yıldızın  çekirdeğinin  boyutu  tarafından  belirlenmekte… Bilim  insanları, Güneşin içinde  gerçekleşen  füzyonun  yüzde doksandokuzunun en  iç, %24’lük  hacimde  gerçekleştiğini  düşünüyor… Daha  küçük  yıldızlarda füzyonun  gerçekleştiği  çekirdek daha  küçük…

Bir  yıldızın  kütlesi  ne  kadar  küçükse, azalan   füzyon  hızına  bağlı  olarak, yayımladığı  ışık  da  o  kadar  azalır… Daha  soğuk  olarak  ortaya  çıkan  bu  yıldızın  rengi  de, daha kırmızıdır… Ancak, bu  tip  yıldızların ömrü, daha  büyük-daha  parlak  yıldızlardan  daha  uzun  olur… Yakıtın  yanma  süresine  bağlı  bir  durum…!

Güneşin  de  dahil olduğu “G”  tipi  yıldızların  ömrü 10-15  milyar  yıl  kadar  olabilirken, M-tipi, sönük  kızıl  yıldızların  ömrünün milyarlarca  yıl  olabileceği  hesaplandı…

Yıldızın  kütlesi  artarken, füzyon  gerçekleştiren  çekirdeği  de büyür… Yıldızın  yayımladığı  ışık,  sıcaklığa  bağlı  olarak, mavileşir… O-tipi  olarak  sınıflanan ve  Güneşin yüz  katı  kadar  kütleye  sahip  olabilen  bu  tip  yıldızların, bünyelerinde  sahip  olduğu  hidrojeni birmilyon  yıl  kadar  kısa  bir  sürede  tüketebileceği  hesaplandı… Kısaca,  bir  yıldızın  ömrünü  belirleyen…yakıtını  yakma  hızını  da  belirleyen  kütlesi…!

Bilim  insanları, Güneşin  nisbeten  bir yapısal  denge  içinde  bulunmasının, kütleçekimi  ile  nükleer füzyonun  sebep  olduğu  iç  basınç  arasındaki  dengenin  korunması  sayesinde  mümkün  olabildiğini  düşünüyor…  Değişken  yıldız (variable  star)  adıyla  sınıflandırılan  bazı  yıldızlarda  bu  denge  zaman  zaman  bozulabilmekte… Artan  iç  basınç  yıldızın  daha  fazla  şişmesine (ve  daha  fazla  ışıma  yapmasına)  sebep  olabilmekte… Bu  şişmeye  sebep  olan  iç  basıncın  sürdürülemediği  durumlarda, yıldız  kısmen  içine  çökerek,  küçülmekte  ve  ışıması  azalmakta…  Bu yıldızlar,  gökyüzünde  periyodik  veya  belirli  bir  periyoda  bağlı  olmadan, ışık  şiddeti  değişen  yıldızlar  olarak  gözlenmekte…

Araştırmacılar,  bu  değişken  yıldızların, normal  şartlarda,  yol  arkadaşı  yıldızlardan  madde  emen  gök  cisimleri  olduğunu  da  belirledi…

 

 

Yararlanılan  Kaynaklar:

http://scienceblogs.com/startswithabang/2011/08/12/the-brightest-stars-doomed-fro/

http://www.space.com/26956-proton-fusion-sun-power-source-infographic.html

http://www.kuark.org/2013/01/kuantum-tunelleme-nedir/

 

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Connecting to %s