Uzaydaki Vuruşlu Yıldızlar: Pulsarlar

Yüklü bir alışveriş arabasını itmenin, bir bebek arabasını itmekten daha zor olduğunu günlük hayattaki tecrübelerimizden hepimiz biliriz. Bu tecrübeyi 350 yıl önce Isaac Newton hareket yasaları olarak isimlendirip formülleştirmiştir. Bu yasalara göre bir cismi harekete geçirebilmek için ona kuvvet uygulamanız gereklidir (sizin alışveriş arabasını itmeniz gibi). Tabi cisim ne kadar kütleli olursa harcamanız gereken kuvvette o kadar büyük olmalı.  İşte pazar arabası doldukça daha çok yorulmanızın sebebi budur.

Herkes dolu bir pazar arabasını itmek için aşağı yukarı ne kadar kuvvet harcaması gerektiğini kestirebilir. Peki, hareket ettirmeniz gereken alışveriş arabası Güneş kadar, hatta ondan daha büyük olsaydı harcamanız gereken kuvveti düşünebiliyor musunuz? Günlük hayatta böylesine büyük bir kuvveti hayal etmek bile güç. Ancak bu devasa kuvvet uzayda mevcut ve dev kütleli yıldızların bir topaç gibi hareket etmesine yol açıyor.

Bu kuvvet bir nötron yıldızı olan pulsarlarda mevcut. Pulsarların bu şaşırtıcı özelliklerine geçmeden nötron yıldızlarının ne olduğundan bahsedelim biraz: Nötron yıldızları, süpernova adı verilen şiddetli patlama sonucu çökerek oluşan ölü yıldızlardır. Güneş’ten birkaç kat daha ağır olmalarına rağmen boyutları ancak Güneş’in milyarda biri kadardır.

Nötron yıldızları küçük yarıçapa, yüksek manyetik alana ve devasa kütleye sahiptir öyle ki bir çay kaşığı kadarının dünyadaki ağırlığı 100 milyon tonu geçmektedir.(1)

10-20 kilometre çapındaki bir topun içine 1000 tane Dünya sığdırıldığını düşünün… Topun yoğunluğunun ne kadar fazla olacağını tahmin edersiniz. Bir de bu topun kendi etrafında delice döndüğünü düşünürseniz durum daha da ilginç bir hal alır. Pulsarlar da tıpkı bu topa benzer.

En Hızlı Dönen Gök Cisimleri

Gökyüzünde görülen hemen her yıldız kendi çevresinde döner. Birçok durumlarda dönme hızı oldukça yavaştır. Örneğin; Güneş her 4 haftada 1 kez döner. Ama çok küçük boyutlara büzülünce, bu yıldızların dönme hızları da muazzam ölçülerde artar.

Yıldızların hemen hepsinin merkezinde mıknatıstaki gibi bir çekim alanı vardır. Bu yıldızların çoğunda bu çekim oldukça zayıftır. Örneğin; Güneşin çekim gücü, Dünyanın doğal çekim gücüne yakındır. Ama zayıf çekim gücüne sahip olan bir yıldız küçük boyutlara kadar büzülürse, yıldızın çekim gücü çok çok artar. Artmanın nedeni önceden milyonlarca hatta milyarlarca kilometre kareye dağılmış olan çekim alanının çökmeden sonra çok küçük bir yüzeye sıkışmasıdır. Bu nedenle nötron yıldızları çok yüksek çekim gücüne sahiptirler. Öyle ki, evrendeki gökcisimleri arasındaki en kuvvetli mıknatıslardır.(2) Tipik bir nötron yıldızının çekim alanı, Güneşinkinin 1000 milyar katıdır. Güneşim çekim alanının milyonlarca kilometre uzağındaki gezegenleri bile çevresinde tuttuğunu hatırlarsanız, nötron yıldızının çekim alanının ne kadar büyük olduğunu daha iyi düşünebilirsiniz.

1967’de gökbilimciler gökkürenin değişik bölgelerinde radyo sinyalleri almaya başladılar. Başlangıçta bu sinyaller gizemli ve tartışmalı idi.

Bu sinyallerin kaynağının, “kalp gibi atan”(3), vuruş yapan anlamına gelen pulsar (atarca)lar olduğu anlaşıldı. Pulsarlar, çok güçlü çekim alanına sahip olan ve bir motor gibi kendi etrafında hızla dönen nötron yıldızlarıdır. Yıldızın yüzeyindeki elektronlar kuzey ve güney kutuplarında bir mıknatıs etkisi gösterir, elektronların hızı artarak değişir ve radyo dalgaları yayarlar. İnce bir demet biçiminde yayılan radyo dalgaları, yıldız döndükçe uzayı tarar. Eğer Dünyamız bu demetlerden birinin yolunun üzerinde ise, pulsarın her dönüşünde bir radyo sinyali alırız. Yani pulsarlar, her bir vuruşta bir sinyal gönderir. Pulsarları havaalanlarında bulunan döner ışıklara benzetebiliriz.

Bir Sanatçı Tarafından Resmedilen Yeni Keşfedilen Bir Pulsar; Ortadaki nokta pulsarı, bu noktadan çıkan içbükey mavi renkli çizgiler manyetik alan çizgilerini, pembe kısımlar ise pulsarın kutuplarından çıkan ışınımı (radyasyonu) göstermektedir.

En hızlı dönen pulsarlar en genç olanlarıdır. Bir pulsar her kendi etrafında bir dönüş yaptığında, bir darbe(vuruş) yapar. Diğer bir deyişle sinyal gönderir. Binlerce yıl boyunca uzaya radyo yayını yapan pulsar gittikçe yavaşlar ve gönderdiği sinyallerin arasında kalan zaman aralığı büyür. En hızlı pulsar olan PSR J1748-2446ad, saniyede 716 sinyal gönderir.(4) Yani kendi etrafında tam 716 kez döner. Bir dönüş hareketinin bu kadar kısa olması, pulsarın çok yoğun olmasından kaynaklanıyor. Öyle ki, bir pulsarın yoğunluğu suyun yoğunluğundan bir milyon defa daha ağırdır. Ve evrendeki en ağır gökcisimleridirler. 10 kilometre çapındaki bir pulsarın ağırlığı yaklaşık 500 milyon tondur.

1974 yılında birbirinin etrafında dolanan bir pulsar çifti keşfedilmiştir. B1913+16 verilen bu çift günde üç defa birbirini etrafında dolanmaktadır. Pulsarlardan birinin, bir saniyede 17 defa kendi etrafında döndüğü hesaplanmıştır.

En yavaş dönen pulsarın iki sinyali arasında yalnızca 4 saniye vardır. Bu nedenle bu pulsar nötron yıldızlarından bilinenlerin en yaşlısı olarak kabul edilir.

Burada çok mühim bir konuya dikkat çekmek gerekir. Pulsarların kendi etrafında büyük bir hızla döndüklerini belirttik. Fizik kanunlarına göre dönen bir cismin ağırlığı çok fazla ise ‘merkezkaç kuvveti” denilen ve cismin merkezinden dışarı doğru oluşan bu kuvvetin cismi savurması, etrafa dağıtması gerekir.

Yukarıdaki resimde bazı pulsarların radyo sinyalleri arasındaki fark görülmektedir.

• Peki, nasıl oluyor da milyonlarca ağırlıktaki bir yıldız saniyede birçok kez kendi etrafında dönüyor da uzaya savrulup dağılmıyor?
• Dönmenin etkisiyle yıldızın merkezinden dışa doğru oluşan merkezkaç kuvvetini yıldızı dağıtmaktan koruyan kimdir?

Yukarıdaki temsili resimde bir galaksinin içindeki pulsar ve ondan yayılan ışıma canlandırılmış.

Hiç şüphesiz ki, şuursuz atom parçacıklarından oluşan bu yıldız(pulsar)ı bir arada tutan ve bunun için yıldız parçacıkları arasında süper güçlü kütle çekim kuvvetini yaratan sonsuz kudret sahibi olan Yüce Allah’tır.

Küçük bir topacın bile dönmesi bile hassas dengelerin devamına tabidir.  Eğer topacın dengesi bozular dönme durarak topacın savrulmasına neden olur. İşte bu nedenle topaca kırbaç denen aletle vurmak sureti ile bu dengenin dolaysıyla da dönmenin devamı temin edilir. Güneşten bile büyük bir kütlenin milyonlarca yıl istikrarla dönmesi için topaçtaki gibi sürekli korunan bir dengeye ihtiyacı vardır. İşte pulsarları böylesine dengede tutan kuvveti yüce Allah yaratmaktadır ve onu her daim etkin kılmaktadır.

Burada öyle muazzam bir denge vardır ki, bir yandan yıldızın dağılmaması için kütle çekim kuvveti arttırılmalı, diğer yandan kütle çekim kuvvetine zıt oluşan merkezkaç kuvveti yıldızı dağıtmayacak seviyede tutulmalı.  Eğer kütle çekim kuvveti, karşıtı olan merkezkaç kuvveti ve bu iki güç arasındaki kusursuz denge olmasaydı hiçbir yıldız oluşmayacağı gibi evren de oluşmayacaktı. Öyle ki evren gök taşları gibi en küçükten en büyüğe doğru birbiri üzerine düşecek, sonuçta çöküp yok olacaktı. Dünyanın ve diğer gezegenlerin Güneş’in etrafında belirli bir yörüngede kalabilmelerinin nedeni de yine kütle çekim kuvvetidir.

Pulsar PSR J1748-2446ad’ın Temsili Bir Fotoğrafı; En hızlı pulsar olan PSR J1748-2446ad, saniyede kendi etrafında tam 716 kez döner. Ve yaydığı radyasyonla evreni tam 716 kez tarar.

Moleküler biyolog Michael Denton’ın “Doğanın Kaderi: Biyoloji Kanunları Evrendeki Amacı Nasıl Gösteriyor “ adlı kitabının kapağı

Eğer evrendeki dönen cisimler arasında oluşan bu iki kuvvet şu anda sahip oldukları değerlere tamı tamına sahip olmasalar yine hiçbir yıldız, süpernova, gezegen ve atom olmayacak, canlılık oluşmayacaktı.

Ünlü moleküler biyolog Michael konuyla ilgili olarak şunları yazmıştır:

“Eğer kütle çekimi kuvveti bir trilyon kat daha güçlü olsaydı, o zaman evren çok daha küçük bir yer kaplardı ve ömrü de çok daha kısa sürerdi. Ortalama bir yıldızın kütlesi, şu anki Güneşimizden bir trilyon kat daha küçük olurdu ve yaşama süresi de bir yıl kadar olabilirdi. Öte yandan, eğer yerçekimi kuvveti birazcık güçsüz olsaydı, hiçbir yıldızın oluşması mümkün olmazdı…” (5)

Dünya Pulsarlardaki Zararlı Işınlardan Nasıl Korunuyor?

2004 yılında radyo teleskoplarla yapılan gözlem ve araştırmalara göre evrende yaklaşık 1500 tane pulsar tespit edilmiştir.(6) Pulsarların her bir dönmede evrene gönderdikleri sinyal sadece radyo dalgaları değildir. Pulsarlar, radyo dalgalarının yanında X-ışını, Gamma ışını gibi daha birçok radyoaktif ışıma da yaparlar. Yani radyasyon yayarlar.

Pulsarların her seferinde dönüş ekseni çok az da olsa sapar, çalkalanır, yalpalar. Tıpkı dönen bir top gibi… Bu nedenle bir pulsar, hiçbir zaman geçtiği bir noktadan ikinci bir defa geçemez. Galaksimizdeki 500 tane pulsarın her biri ayrı yörüngelerde seyreder ve birbirine çarpmaz ve Dünyamıza zarar verecek bir mesafeden geçmez.

Pulsarlar yoğun mıknatıslanma gücüne sahip, çok hızlı dönen nötron yıldızlarıdır. Parçacıklar ve radyasyon, pulsarın kuzey ve güney kutuplarından dışarı demetler halinde akar. Nötron yıldızı döndükçe bu demetler uzayı havaalanlarının döner ışıkları gibi tarar. Bu demetlerin yolu üzerinde bulunan biri, dönemli radyo dalgalarını izleyebilir.

Burada çok önemli 2 soru sormak gerekir:

• Dünya’ya yakın olan pulsarlardan bir tanesi bize biraz daha yaklaşırsa ne olur?
• Pulsarların yaydığı çok yüksek enerjili radyasyondan Dünya nasıl korunuyor?

Bize yakın olan pulsarlardan örneğin; bizden 6500 ışık yılı uzaktaki (1 ışık yılı yaklaşık 9,46 trilyon kilometredir) Yengeç Bulutsusu (Crab Nebula) içinde bulunan Yengeç pulsarı bize biraz daha yakın olsaydı şiddetli radyasyona maruz kalırdık.(7)

Pulsarın yaydığı X ışınları ve Gamma ışınları  çok yüksek frekanslarda olduğundan, oluşan radyasyon vücudumuzdaki ve diğer canlılardaki kimyasal bağları kırar ve hücrelerimizin materyali olan DNA’yı parçalardı. DNA’nın zarar görmesi ise hücrelerimizin ölümü ile yani bizim ve tüm canlılığın yok olması ile sonuçlanırdı.(8)

Bu yıldızların yaydığı yüksek miktardaki radyasyondan Dünya’ya ulaşanlar ise atmosferimizin iyonosfer ve termosfer gibi koruyucu tabakalarında emilir. Bu sayede bize zarar vermesi önlenir. Bizimle beraber diğer canlılar da bu büyük tehlikeden bu vesileyle korunmuş olur.

Yengeç Bulutsusu (M1 ya da NGC1952); Bizden 6500 ışık yılı uzaktaki(1 ışık yılı yaklaşık 9,46 trilyon kilometredir.) Yengeç Bulutsusu (Crab Nebula) içinde bulunan Yengeç pulsarı bize biraz daha yakın olsaydı şiddetli radyasyona maruz kalırdık. 11

Yaşamımıza devam edebilmemiz için evrenin en uzak noktalarıyla bile bağlantımız var. Evrenin en büyük sistemiyle en küçük sisteminin bağlantılı olması, evrenin bir makinenin çarkları gibi birbirine bağlı olduğunun kanıtlarından biridir.

Evrenin ‘bir an bile aksatılmadan’ idare edilmesi kudreti sonsuz olan Yüce Rabbimiz’in varlığının bir delilidir.

Yüce Rabbimiz, evrende canlılığın olduğu tek gezegen olan Dünyamızı kompleks ve ince ayarlı bir koruma sistemi ile de bu büyük tehlikelerden her an korumaktadır. Fussilet Suresi’nin 12. ayetinde üstün kerem sahibi Rabbimiz şöyle buyurmaktadır:

“Allah,  bunun üzerine,  iki gün içinde yedi gök var etti ve her göğün işini kendisine bildirdi. Yakın göğü ışıklarla donattık ve bozulmaktan koruduk. İşte bu, bilen, güçlü olan Allah’ın kanunudur.” (Fussilet, 12)

 Yazar / Aylin Yılmaz /  İstanbul Üniversitesi Fizik Bölümü

REFERANSLAR

1-http://www.muhendisbeyinler.net/pulsar-nedir-ve-nasil-olusur/
2-http://www.caltech.edu/news/astronomers-discover-strongest-known-magnet-universe-582
3-http://tr.wikipedia.org/wiki/Pulsar
4-http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2011/08/image-of-the-day-pulsar-first-thought-to-be-signals-from-et-form-of-life.html
5-Michael Denton, Nature’s Destiny, The Free Press, New York, 1998, ss. 12-13.)
6-http://rasathane.ankara.edu.tr/files/2013/02/Uzay-Saatleri_Atarcalar.pdf
7-KAUFMANN, William J. (1979)  Evren’in Evrimi ve Yıldızların Oluşumu; Çev. Murat Alev; Galeri Yayınları
8-http://bilheal.bilkent.edu.tr/aykonu/ay2011/radyasyonturk.htm