Alman bir bilim insan\u0131 olan Melina Th\u00e9venot, Avrupa Uzay Ajans\u0131\u2019n\u0131n Gaia uzay arac\u0131 taraf\u0131ndan toplanan bilgiler \u00fczerinde ara\u015ft\u0131rma yaparken bir anomali ke\u015ffetti. Ba\u015fta uzay arac\u0131ndan gelen dosyalar\u0131n bozuk oldu\u011funu d\u00fc\u015f\u00fcnse de, NASA\u2019n\u0131n K\u0131z\u0131l \u00d6tesi Y\u00fczey Ka\u015fifinden gelen foto\u011fraflar\u0131n kaynaklar\u0131n\u0131 inceledi\u011finde dosyalar\u0131n i\u015fe yarayabilece\u011fine karar verdi. Ard\u0131ndan foto\u011fraflar\u0131 Nept\u00fcn gezegeninin etraf\u0131ndaki c\u00fcce gezegenleri ara\u015ft\u0131ran bir ekibe teslim etti.<\/p>\n
Ekibin liderleri, ara\u015ft\u0131rma i\u00e7in Hawaii\u2019de bulunan Keck II teleskobunu kullanmaya karar verdi. G\u00f6ky\u00fcz\u00fcndeki bu ufak noktaya odaklanmalar\u0131 ve teleskoptan gelen raporlarla birlikte dosyalar\u0131n bozuk olmad\u0131\u011f\u0131 do\u011frulanm\u0131\u015f oldu. Bu, ke\u015ffettikleri en eski, en so\u011fuk beyaz c\u00fcce gezegendi ve etraf\u0131nda toz bulutundan olu\u015fan halkas\u0131 vard\u0131.<\/p>\n
Ekibin s\u00f6zc\u00fclerinden ve ayn\u0131 zamanda bir g\u00f6kbilimci olan John Debes verdi\u011fi bir r\u00f6portajda \u201dBu beyaz c\u00fcce gezegen o kadar eski ki, halkas\u0131na g\u00fc\u00e7 veren i\u015fleyi\u015f milyarlarca y\u0131l \u00f6nce \u00e7al\u0131\u015fmaya ba\u015flam\u0131\u015f olmal\u0131. Bu y\u0131ld\u0131z, gezegen sistemleri hakk\u0131ndaki varsay\u0131mlar\u0131m\u0131z\u0131 ger\u00e7ekten zora sokuyor. \u00d6zel olan yan\u0131 ise, tipik beyaz c\u00fcce gezegenlerden \u00e7ok daha eski olmas\u0131. \u015eu an elimizde bulunan teknoloji ile bu i\u015fleyi\u015fi a\u00e7\u0131klamak biraz zor fakat do\u011fa ana bir \u015fekilde hallediyor\u201d diyor.<\/p>\n
\u00c7\u0131plak g\u00f6zle g\u00f6rd\u00fc\u011f\u00fcm\u00fcz y\u0131ld\u0131zlar (G\u00fcne\u015fimiz gibi s\u0131radan \u201cana kol\u201d y\u0131ld\u0131zlar\u0131 ve k\u0131rm\u0131z\u0131 devler) n\u00fckleer tepkimelerle enerji \u00fcreterek \u0131\u015f\u0131yorlar. \u201cY\u0131ld\u0131z Evrimi Nedir?\u201d yaz\u0131s\u0131nda g\u00f6rd\u00fc\u011f\u00fcm\u00fcz gibi, farkl\u0131 y\u0131ld\u0131z t\u00fcrleri farkl\u0131 t\u00fcr \u00e7ekirdekleri \u201cyakarak\u201d \u00e7al\u0131\u015f\u0131yorlar. Peki b\u00fct\u00fcn yak\u0131tlar t\u00fckenince ne oluyor? Yak\u0131t bitince y\u0131ld\u0131z \u00e7\u00f6k\u00fcp yitecek mi?<\/p>\n
K\u00fctle\u00e7ekimini yak\u0131t kullanmadan dengeleyebilecek bir temel fizik yasas\u0131 var: \u0130ki elektronun \u2018\u00fcst\u00fcste gelemeyece\u011fini\u2019 s\u00f6yleyen Pauli \u0130lkesi farkl\u0131 elemanlar\u0131n atom yap\u0131lar\u0131n\u0131 dolay\u0131s\u0131yla Periyodik Tabloyu ve kimyay\u0131 belirleyen temel fizik yasas\u0131.<\/p>\n
\u015eimdi Pauli \u0130lkesini konu\u015fal\u0131m: Kuantum Mekani\u011fi t\u00fcm par\u00e7ac\u0131klar\u0131n ayn\u0131 zamanda dalga \u00f6zellikleri ta\u015f\u0131d\u0131klar\u0131n\u0131 s\u00f6yl\u00fcyor. G\u00fcnl\u00fck hayat\u0131m\u0131zda hi\u00e7 fark\u0131nda olmad\u0131\u011f\u0131m\u0131z bu dalga \u00f6zelli\u011fi atomlar\u0131n yap\u0131s\u0131n\u0131 dolay\u0131s\u0131yla maddenin \u00f6zelliklerini belirliyor. Hem d\u00fcnyada \u00e7evremizde g\u00f6rd\u00fc\u011f\u00fcm\u00fcz maddeyi hem de g\u00f6kcisimlerini ancak kuantum mekani\u011fi ile, dalga \u00f6zellikleriyle anlayabiliyoruz.<\/p>\n
Her par\u00e7ac\u0131k bir dalga olarak par\u00e7ac\u0131k boyutlar\u0131ndan \u00e7ok daha fazla yer kapl\u0131yor. Peki bir\u00e7ok par\u00e7ac\u0131\u011f\u0131n birlikte bulundu\u011fu bir ortamda bu dalgalar ayn\u0131 yerleri i\u015fgal edecek \u015fekilde \u00fcst\u00fcste gelebilir mi? Par\u00e7ac\u0131\u011f\u0131n t\u00fcr\u00fcne g\u00f6re iki se\u00e7enek var. Kimi par\u00e7ac\u0131klar i\u00e7in dalga durumlar\u0131n\u0131n ayn\u0131 olmas\u0131 \u00fcst\u00fcste gelmesi tercih ediliyor. Bu \u00f6zellikteki par\u00e7ac\u0131klara \u2018bozon\u2019 deniyor. I\u015f\u0131\u011f\u0131n taneci\u011fi olan fotonlar bozon, belli \u015fartlar sa\u011flan\u0131rsa hepsi ayn\u0131 duruma ayn\u0131 y\u00f6ne yo\u011fu\u015fmay\u0131 tercih ediyorlar. Lazerler buna g\u00f6re tasarlan\u0131yor.<\/p>\n
Di\u011fer se\u00e7enek ise iki par\u00e7ac\u0131\u011f\u0131n ayn\u0131 dalga durumunda bulunamamas\u0131. Pauli \u0130lkesi denen bu \u00f6zelli\u011fe elektronlar, protonlar ve n\u00f6tronlar uyuyorlar, bu \u00f6zellikteki par\u00e7ac\u0131klara \u2018fermiyon\u2019 deniyor. Elektronlar, protonlar ve n\u00f6tronlar maddenin kararl\u0131 yani kendili\u011finden bozulup yok olmayan temel yap\u0131ta\u015flar\u0131 oldu\u011fundan Pauli \u0130lkesi maddenin yap\u0131s\u0131n\u0131 belirliyor.<\/p>\n
Her par\u00e7ac\u0131\u011f\u0131n spin ad\u0131 verilen kendi i\u00e7 (\u00f6zg\u00fcl) a\u00e7\u0131sal momentumu var. Kuantum mekani\u011fine g\u00f6re spin temel a\u00e7\u0131sal momentum kuantumu \u210f \u2019nin tam say\u0131 veya bu\u00e7uk katlar\u0131n\u0131 alabiliyor (\u210f \u2248 10-34 kg.m2\/s Planck sabiti). Deneyler elektron, proton ve n\u00f6tronlar\u0131n \u00bd \u210f kadar spin ta\u015f\u0131d\u0131klar\u0131n\u0131 g\u00f6steriyor. Bir y\u00f6ndeki spin sadece +\u00bd \u210f ve \u2013 \u00bd \u210f gibi iki farkl\u0131 de\u011fer alabiliyor. Bu\u00e7uk spinli b\u00fct\u00fcn par\u00e7ac\u0131klar gibi elektronlar da \u201cfermiyon\u201d. Yani Pauli \u0130lkesi\u2019ne g\u00f6re iki elektron b\u00fct\u00fcn \u00f6zellikleri olan bir dalga durumunda bulunam\u0131yor. Ayn\u0131 dalga durumunda, ayn\u0131 yerlerde sadece biri +\u00bd \u210f di\u011feri \u2013 \u00bd \u210f spin de\u011ferli iki elektron bulunabiliyor.<\/p>\n
\u015eimdi birden \u00e7ok say\u0131da elektronun bulundu\u011fu bir sistem d\u00fc\u015f\u00fcnelim. T\u00fcm\u00fcn\u00fcn toplam enerjisinin olabildi\u011fince d\u00fc\u015f\u00fck olmas\u0131 i\u00e7in elektronlar\u0131n en d\u00fc\u015f\u00fck enerjili dalga durumlar\u0131nda bulunmalar\u0131 gerekir. Ama en d\u00fc\u015f\u00fck enerjili dalga durumunda sadece farkl\u0131 spin ta\u015f\u0131yan 2 tane elektron bulunabilir. Ondan sonraki en d\u00fc\u015f\u00fck enerji seviyelerinde iki\u015fer iki\u015fer elektronlar yerle\u015ferek en d\u00fc\u015f\u00fck enerjiden yukar\u0131ya enerji seviyelerini doldururlar. B\u00f6ylece sistemdeki elektron say\u0131s\u0131na g\u00f6re ula\u015f\u0131lacak en y\u00fcksek bir enerji seviyesi vard\u0131r.<\/p>\n
\u0130\u015fte Pauli \u0130lkesine g\u00f6re elektronlar\u0131n, atomlar\u0131n enerji seviyelerine da\u011f\u0131l\u0131m\u0131 bu \u015fekilde belirlenir. Bir elementin elektronlar\u0131 iki\u015fer iki\u015fer her dalga durumuna yerle\u015fir, elektron say\u0131s\u0131na g\u00f6re enerji seviyelerinin dolulu\u011fu belirlenir. Bu da o atomun elektron alma verme yetkinliklerini yani kimyay\u0131 ve periyodik tabloyu belirler. Ortam\u0131n s\u0131cakl\u0131\u011f\u0131 her bir atoma d\u00fc\u015fen ortalama enerji demektir. Yeterince y\u00fcksek s\u0131cakl\u0131klarda elektronlar daha y\u00fcksek enerji seviyelerinde bulunabilir, hatta atomlardan kopup serbest kalabilirler. D\u00fc\u015f\u00fck s\u0131cakl\u0131klarda ise elektronlar Pauli \u0130lkesi ile belirlenen \u015fekilde atomun en alttan itibaren d\u00fc\u015f\u00fck enerjili seviyelerinde bulunurlar.<\/p>\n
Yak\u0131t\u0131 t\u00fckenen y\u0131ld\u0131zlar dengesiz duruma girip patlamalarla d\u0131\u015f katmanlar\u0131n\u0131 uzaya \u00fcf\u00fcr\u00fcrken orta k\u0131s\u0131mlar\u0131 k\u00fctle \u00e7ekimi alt\u0131nda \u00e7\u00f6k\u00fcyor. Yo\u011funluk artt\u0131k\u00e7a elektronlar atomlardan ayr\u0131\u015f\u0131p serbest dalgalar olu\u015fturuyorlar. Birim hacimdeki elektron say\u0131s\u0131 en d\u00fc\u015f\u00fck enerjiden ba\u015flayarak iki\u015fer iki\u015fer d\u00fc\u015f\u00fck enerjili dalga durumlar\u0131na yerle\u015fince ula\u015f\u0131lan en son enerji seviyesine Fermi enerjisi (EF ) deniyor. \u00c7\u00f6kme ile yo\u011funluk artt\u0131k\u00e7a Fermi enerjisi birim hacimdeki elektron say\u0131s\u0131 n ile birlikte, EF ~ n 2\/3 \u015feklinde art\u0131yor. S\u0131cakl\u0131k da art\u0131yor ama Fermi enerjisi daha \u00e7ok art\u0131yor. Bu durumda s\u0131cakl\u0131k etkisiz kal\u0131yor ve elektronlar 0 enerji ile Fermi enerjisi aras\u0131ndaki enerji seviyelerini dolduruyorlar.<\/p>\n
Bu bas\u0131n\u00e7 s\u0131cakl\u0131ktan ba\u011f\u0131ms\u0131z; yo\u011funluk yeterince y\u00fcksekse bas\u0131n\u00e7 olu\u015facak. Demek ki Pauli bas\u0131nc\u0131n\u0131 sa\u011flamak i\u00e7in yak\u0131t t\u00fcketerek y\u0131ld\u0131z\u0131 s\u0131cak tutmak gerekmiyor!<\/p>\n
Yak\u0131t\u0131n\u0131 t\u00fcketip de \u00e7\u00f6ken bir y\u0131ld\u0131z yakla\u015f\u0131k r ~ 105 gm\/cm3 yo\u011funluklara ula\u015f\u0131nca elektronlar\u0131n Pauli bas\u0131nc\u0131 k\u00fctle\u00e7ekimini dengeliyor. G\u00fcne\u015f kadar yani 2 x 1027 ton mertebesinde k\u00fctlesi olan bir y\u0131ld\u0131z gereken r ~ 105 gm\/cm3 yo\u011funluklara birka\u00e7 bin kilometre yar\u0131\u00e7apl\u0131 yani gezegen gibi bir boyuta indi\u011finde ula\u015f\u0131yor; k\u00fctle\u00e7ekimi dengeleniyor, \u00e7\u00f6kme duruyor. Olu\u015fan yeni y\u0131ld\u0131za Beyaz C\u00fcce deniyor.<\/p>\n
Daha b\u00fcy\u00fck k\u00fctlesi olan y\u0131ld\u0131zlar daha y\u00fcksek yo\u011funluklara kadar \u00e7\u00f6k\u00fcyorlar. r ~ 106 gm\/cm3 civar\u0131 yo\u011funluklarda elektronlar\u0131n Fermi enerjileri Einstein\u2019in form\u00fcl\u00fcndeki elektron k\u00fctle enerjisi E0 = me c2 \u2018yi a\u015f\u0131yor (me elektron k\u00fctlesi, c ise \u0131\u015f\u0131k h\u0131z\u0131). Bu \u015fartlarda elektronlar\u0131n h\u0131zlar\u0131 \u0131\u015f\u0131k h\u0131z\u0131na yakla\u015f\u0131yor. Bu r\u00f6lativistik elektronlar i\u00e7in dalga enerji seviyeleri farkl\u0131. Sonu\u00e7 olarak bas\u0131nc\u0131n yo\u011funlu\u011fa ba\u011f\u0131ml\u0131l\u0131\u011f\u0131 P ~ n EF ~ n 4\/3 ~ r 4\/3 haline geliyor. Ortam daha yo\u011fun ama daha yumu\u015fak: bas\u0131n\u00e7 yukardaki ilk form\u00fcle g\u00f6re daha d\u00fc\u015f\u00fck. B\u00fcy\u00fck Hintli astrofizik\u00e7i Chandrasekhar\u2019\u0131n (1983 Nobel Fizik \u00d6d\u00fcl\u00fc) ilk kez farketti\u011fi gibi 1.4 G\u00fcne\u015f k\u00fctlesinden daha a\u011f\u0131r olup \u00e7\u00f6ken y\u0131ld\u0131zlar\u0131 elektron Pauli bas\u0131nc\u0131yla dengelemek m\u00fcmk\u00fcn de\u011fil. Demek ki onlar Beyaz C\u00fcce olamayacaklar. Sonraki \u2018Nedir?\u2019 yaz\u0131lar\u0131nda ele alaca\u011f\u0131m\u0131z gibi, patlamalardan sonra y\u0131ld\u0131z\u0131n \u00e7\u00f6ken orta k\u0131sm\u0131nda 1,4 G\u00fcne\u015f k\u00fctlesinden (\u2018Chandrasekhar k\u00fctlesi\u2019) fazla madde kal\u0131rsa, bu y\u0131ld\u0131z kal\u0131nt\u0131lar\u0131 sonunda N\u00f6tron Y\u0131ld\u0131z\u0131 veya Kara Delik olacaklar.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Alman bir bilim insan\u0131 olan Melina Th\u00e9venot, Avrupa Uzay Ajans\u0131\u2019n\u0131n Gaia uzay arac\u0131 taraf\u0131ndan toplanan bilgiler \u00fczerinde ara\u015ft\u0131rma yaparken bir anomali ke\u015ffetti. Ba\u015fta uzay arac\u0131ndan gelen dosyalar\u0131n bozuk oldu\u011funu d\u00fc\u015f\u00fcnse de, NASA\u2019n\u0131n K\u0131z\u0131l \u00d6tesi Y\u00fczey Ka\u015fifinden gelen foto\u011fraflar\u0131n kaynaklar\u0131n\u0131 inceledi\u011finde dosyalar\u0131n i\u015fe yarayabilece\u011fine karar verdi. Ard\u0131ndan foto\u011fraflar\u0131 Nept\u00fcn gezegeninin etraf\u0131ndaki c\u00fcce gezegenleri ara\u015ft\u0131ran bir ekibe […]<\/p>\n","protected":false},"author":23,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"inline_featured_image":false,"footnotes":""},"categories":[506],"tags":[],"class_list":["post-58959","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-astronomi"],"acf":[],"yoast_head":"\n