DERS 17: YILDIZ OLUŞUMU

Dersin Konuları

• Moleküler bulutlar
• Yıldızların doğum yeri
• Moleküler bulutların parçalanması ve çökmesi
• Ön yıldızların (Ata yıldızların) oluşumu
• Bir yıldızın doğumu

Yıldızların Yaşam Süresi

• Bir yıldızın kütlesi onun ömrünün ne kadar olacağını belirler.
• Daha büyük kütleli yıldızlar daha hızlı evrimleşir.

Yıldızın Doğuşu

• Yıldızlar sonsuza kadar yaşamadıklarından onlarda geçmiş bir zamanda doğmalıdırlar.
• Bu nasıl olmaktadır?
• Gezegenlerde yıldızlar gibimi doğmaktalar!

Moleküler Bulutlar

• Yıldızlar dev gaz ve toz bulutlarından oluşmaktadırlar ve bu bulutlara moleküler bulutlar.
• moleküler bulut terimi burada moleküllerin oluşması nedeniyle kullanılmaktadır.
• Büyük miktardaki gaz ve toz, moleküllerin galaksimizde bulunan yıldızlardan yayınlanan UV ışınımının ulaşmasını bir kalkan gibi engeller.

Yıldız Üretim Kuramı

Bulutun Parçalanması

• Moleküler bulut tek bir yıldız oluşuracak biçimde çökmez (büzülmez).
• Bulut birkaç yoğunlaşmış bölgeye parçalanır.
• Bu yoğunlaşmış parçalar daha sonra yıldızların oluşması için çökmeye devam ederler.
• Bir buluttan 10 - 1000 arasında yıldız oluşabilir.

Çekimsel Büzülme

• Moleküler bulutun bir parçası kritik bir kütleye ulaşırsa bu parça büzülmeye devam ederek bir yıldız oluşturabilir.
• Gaz ve toz birlikte bir yıldız oluşuncaya kadar çökmeye devam ederler.
• Fakat bu kritik kütleye ulaşması o kadar kolay olmamaktadır.

Büzülme: 1. Yöntem

• Yığılma:

Küçük gaz ve toz bulutlarının büyük bulutları oluşturur.
• Bulutlar birbirleri ile birleşerek büyürler.
• Yıldızlararası ortamın yoğunluğunun çok düşük olması nedeniyle bu işlem çok yavaş gelişir.

Büzülme: 2. Yöntem

• Çekimsel ve Işınım Basıncı

Büzülme: 3. Yöntem

• Süpernova patlaması ile ortaya çıkan dalgalar nedeni ile sıkıştırılması

Büzülme (Çökmenin) Oluşabilme Yolu

• Çekimsel güç bulutun büzülmesini sağlar.
• Two hindrances to collapse, both which favor expansion of the cloud:
1. İç Isınma
• Basıncın oluşmasına neden olur
2. Açısal Momentum
• Yüksek hızlara neden olur
• (exemplified by a figure skater)

İç Isınma

• Bulut büzülmesi parçalara ayrılır
• Potansiyel Enerji => Kinetik Enerji
• Gaz parçacıkları hızlanır ve çarpışırlar.
• Sıcaklık artar.
• Bu durum basıncın artmasına neden olur ve çökmeyi (veya büzülmeyi) yavaşlatır (veya durdurur).
• Enerji yayılmaya başlar.

Açısal Momentum

• Açısal momentum
• A = kütle x dolanma hızı x yarıçap
• A = mvr
• Açısal momentumun korunumu.
• A = kapalı bir sistem için sabittir.
• Bulutun bu parçası çekim nedeniyle büzülürken daha hızlı dönmeye başlar.

Açısal Momentum

• Collapse occurs preferentially along path of least rotation.
• Bulut parçası merkezi bir çekirdeği saran bir disk maddesi şeklinde çöker.

Disk Oluşumu

Gezegen Oluşumu

• Merkezi çekirdek etrafında bulunan disk parçalanmaya devam ederek halkalı yapılar meydana getirir.
• Bu halkalarda bulunan parçacıklar birbirleri üzerine düşerek gezegenlerin oluşumuna neden olurlar!

Ön Yıldız (Ata Yıldız)

• Merkezi çekirdeğe ön yıldız adı verilir.
• Yüzey sıcaklığı ~ 300 K kadardır
• Çekimsel büzülme devam eder.
• Kendi büzülmesi merkezi çekirdeği ısıtır.

Ön yıldız Diagramı

• Çekirdeğin çökerken sıcaklığın artması nedeniyle kırmızıöte bölgede ışınım yayılması başlar.
• L = 4*pi*R² *sigma*T⁴ , R çok büyüktür.

Oluşuma Genel Bakış

• Çökme, çekim tarafından kontrol edilen serbest düşme ile başlar.
• Merkezi çökme çok daha hızlı gerçekleşir => merkezi çekirdek böylece bir ön yıldız haline gelir.
• Çekirdek çevresinde bulunan zarftan madde almaya devam eder.

Bir Yıldız Doğar

• Çökmeye devam eden ön yıldız merkezi çekirdeğin sıcaklığını milyonlarca dereceye kadar çıkarır..
• Füzyon reaksiyonları başlar => Yeni bir yıldız doğar.

Çökmeyi Ne Durdurur?

• Çökme ısıtılan gazın basıncı ve ışınımı nedeniyle çekimsel etkiyi dengeleyerek durdurulur.
• Basınç dışarıya doğru etkiyen güç iken çekimsel güç yıldızın içeriye itilmesine neden olur.
• Her iki kuvvet arasında bir dengeye ulaşılır.

Kararlı Yıldız

• Güçler denge halindedir => çökme veya genişleme yoktur

H-R diagramına giriş

Bir Yıldızın Oluşma Süresi

Nebula Görüntüleri