DERS 20: YILDIZLARIN ÖLÜMÜ

Dersin Konuları

• Yıldızların son evreleri
• Nükleosentez
• Elementler nasıl oluşur?
• Yıldız Patlamaları
• Beyaz Cüceler
• Yıldızların Özeti "Son Ürün".

Yıldızların Son Evreleri

• Helyum Patlaması:
• T_çekirdek ~ 10⁸ K sıcaklığına ulaştığında He atomu yanmaya başlar.
• He⁴ + He⁴ => Be⁸
• Yıldızın kütlesi yeterince büyük ise bu durumda nükleosentez olayı daha ağır elementlerin oluşmasını sağlar.

Yıldız Ürünleri

• H ve He dışında bütün elementler yıldızlarda üretilir (yada yıldızların patlamasıyla.)
• Sizin vücudunuzu oluşturan madde de yıldızlar tarafında oluşturulmuştur!

Nükleosentez

• Elementlerin oluşması.
• Ağır elementler H ve He'un çok yüksek sicaklık ve yoğunluklarında oluşur.
• Dev ve Süperdev yıldızların çekirdeklerinde!!

Demir'e Dönüşüm

• En kararlı element demir elementidir (₂₆Fe⁵⁶).
• Demiri parçalamak veya birleştirmek için enerjiye gereksinim vardır.
• Demirden daha hafif elementler için:
• Füzyon enerji üretir
• Demirden daha ağır elementler için:
• Fizyon enerji üretir
• Evren yavaş bir şekilde demir'e dönüşmektedir!

Bir element fabrikasıdır!

An "onion skin" of different elements.

Demir çekirdek - eğer yıldız yeterince büyük kütleye sahipse.

Füzyon ve Fisyon

• Füzyon hafif elementlerden ağır elementlerin üretilme sürecidir.
• örn. 4 H¹ => He⁴ + enerji
• Fiiyon ağır çekirdeklerin parçalanarak daha hafif çekirdeklere dönüşme sürecidir.
• örn. U²³⁵ + n => Ba¹⁴¹ + Kr⁹² + 3n + enerji

Barışçıl Enerji?

• Termonükleer enerji sanal olarak sınırsız bir enerji üretebilir!
• Fakat sizin ihtiyacınız...
• - kontrol (güvenli kullanım)
• - çevre dostu (kirlilik)
• Mevcut politik iklim "dost" bir yapıda değildir fakat buna belki birgün ihtiyaç duyabiliriz.

Yıldızların Patlaması!

• Mild Explosion => Gezegenimsi Nebula
• Kırmızı dev yıldızlarının dış katmanlarını atması
• Güçlü Patlama => Nova
• Bir çift yıldız sisteminin patlaması
• Catastrophic Explosion => Süpernova
• Bir yıldızın dış katmanlarını fırlatması

Patlamaların Sonuçları

• Patlamalar yeni jenarasyon yıldızların oluşabilmesi için yıldızlararası ortama yıldız maddesini geri bırakır!
• Bir Süpernovada nötronlar çekirdeği bombardımana tutarak çok ağır elementlerin oluşumunu sağlar. (In a supernova, neutrons bombard nuclei and build up very heavy elements,) örn. Altın, Uranyum, gibi.

Yıldızların Son Ürünü: Geriye Ne Kalır?

• Kara cüceler
• Soğuk Kor, görülebilmesi için çok karanlıktır!
• Beyaz cüceler => Kara cüceler
• Gezegenimsi nebulaları işitarak bir süre görülebilmesini sağlar
• Pulsarlar => soğuk nötron yıldızları
• Gökyüzünde büyük bir çekirdek
• Kara Delikler => ???

Kütlenin Önemi

• Yıldızın geleceği onun ömrünün sonunda kalan kütlesine bağladır.
• Şunlara bağladır
• Başlangıç kütlesine
• Yaşamı süresince ne kadar kütle kaybettiğine.

Beyaz Cüceler

• M_çekirdek < 1.4 M_güneş için çekirdek kararlı haldedir
• Bir beyaz cüce oluşur
• Dünyanın boyutunda fakat güneş'imizin kütlesine sahiptir!
• Yıldız soğumaya devam ederken yıldızın gittikçe küçüleceği beklenir.
• … Fakat böyle olmamaktadır!

Çekirdeğin Büzümesini Ne Durdurmaktadır?

• Pauli Prensibi:
• İki elektron aynı anda aynı yerde aynı enerjiye sahip olarak bulanamazlar.
• Elektronlar birlikte olabilecek kadar birbirlerine yaklaşamazlar çünkü gidecekleri yer kalmaz.
• The strong repulsion caused by the Exclusion Principle is called

- Electron Degeneracy Pressure

Ve Kazanan?!

• Elaktronun dejenarasyon basıncı M_çekirdek < 1.4 M_güneş olduğunda çekimi dengeler.
• M_çekirdek > 1.4 M_güneş olduğunda çökme elektron çekirdeğe kadar girip bir Nötron Yıldızı oluşturana kadar devam eder.
• M_çekirdek > ~ 4 M_güneş olduğunda nükleer basınç bile bu çökmeyi durduramaz. Çekim gücü bir Kara Delik üretir.