BİR YILDIZIN HİDROJEN ORANI AZALIRSA NE OLUR?
Gökbilimciler güneşimizi de içermek üzere yıldızların enerjisini hidrojen füzyonu işlemi ile sağladıklarını bulunca, başlıktaki soru önem kazandı. Güneş ve yıldızlar genelde büyük oranda hidrojeni içerirler. Ancak bu içerikleri sınırsız değildir ve sonsuza değin sürmeyecektir. Şu halde hidrojen oranları düşerse ne olacaktır?
Hidrojen oram azaldıkça yıldızın giderek daha az enerji üreteceği görülür. Yıldız soğuyacak ve çekim gücüyle baş edemeyecek; sonunda boyutları küçülüp soğuk ve yoğun bir gök cismi; ölü bir yıldız olacaktır. Gerçekte bu durum zamanla oluşabilir. Ancak sonunda yıldızın ortadan kalkışı gerçekleşmeden önce birçok şaşırtıcı ara aşamalar yaşanır. Yıldızların böyle sınıflandırılması ilk kez, salt parlaklık kavramım da ortaya koyan DanimarkalI gökbilimci Ejnar Hertzsprung’un (1873-1967) çalışmaları arasında yer aldı.
Hertzsprung salt parlaklığı yüksek olan bazı yıldızların kırmızımsı bir ışık yaydıkları ve bu yüzden pek sönük göründüklerini saptadı. Bazı yıldızların da düşük salt parlaklıkları vardı ve parlak gözüküyorlardı. Bu iki grubun arasında gökbilimci aynı özellikte yıldız bulamadı.
Eğer bir yıldız, kırmızımsı bir ışık yayıyorsa bu onun yüzeyinin göreceli olarak soğuk ve 2000°C’ı geçmeyen sıcaklıklarda olduğunun şaşmaz belirtisidir. Böyle bir yıldız ana sıralama üzerinde yer alıyorsa küçük kütleli olmalıdır. Bu yüzden kınmzı ciice adıyla adlandırılır. Kırmızı cüceler tüm evrene yayılmışlardır. Ve tüm yıldızların dörtte üçü bu tipin içinde yer alırlar.
Sorun, parlak kırmızı ışık yayan yıldızlarda yatmaktadır. Böyle yıldızların da yüzeyi soğuk olmalıdır. Bu yüzden yıldız parlak görünse de, yıldızın yüzeyinin her bir ünitesi daha az ışık yayar. Bu durumun tek açıklaması, yüzeyinin belli bir ünitesinin sönük gibi görünmesine karşılık yıldızın çok büyük bir yüzeyinin var oluşudur. Başka bir deyişle, parlak kırmızı yıldızlar güneşimizden çok daha büyüktür. Bu da onların parlaklıklarının fazla olmasını sağlar. Böyle yıldızlara da, kıımızı dev diyoruz.
Başlangıçta kırmızı dev yıldızların yoğunlaşmakta olan gök cisimlerinden oldukları; pek genç yıldızların kırmızı cüce haline gelene değin yoğunlaştığı ve sonra sönükleştiği düşünüldü. Bu durum mümkün olamazdı. Çünkü yoğunlaşan bir yıldız olarak aşırı derecede fazla ışık ve ısı yayıyorlardı. Daha şimdiden merkezlerinde nükleer bir fırına sahiptirler. Gökbilimciler hidrojen füzyonu olayım inceledikçe, kırmızı devlerin yıldızın oluşum aşamasında değil, en geç var oluş aşamalarım yaşamakta olduğunu saptadılar.
Gökbilimciler hidrojenin helyumu oluşturmak üzere füzyon işlemini yaptıkça, helyumun yıldızın merkezinde bir helyum çekirdeği meydana getirmek üzere toplandığım sezinlediler. Daha sonra hidrojen füzyonu işlemi bu çekirdeğin daha dış çevresinde sürüyordu. Bu da helyumdan oluşan çekirdeği daha fazla kütleli ve daha fazla sıkışmış hale getiriyordu. Yıldızın sıcaklığı ağır ağır artarken yıldız zamanla soğuyacağına ısınmış oluyordu.
Sonunda yıldızın merkezindeki sıcaklık o denli artıyordu ki, buradaki helyum, karbon ve oksijenin daha büyük olan atomlarım meydana getirmek üzere füzyon işlemlerini başlatıyordu. Daha sonra, merkezde helyum füzyonu
ile büyük ısı oluşurken yıldızın daha dış kısımlarında hidrojen füzyonu işlemi sürüyor, oluşan sıcaklık yıldızın çekim gücünü aştığından yıldız şişip genişlemeye başlıyordu. Yıldız genişlerken
ısı daha geniş alana yayıldığından dış tabakalar soğuyor ve boylece yıldızın rengi kırmızılaşıyordu. Ancak yıldızın yaydığı toplam ısı, genişlemenin başladığı aşamada daha öncekinden fazlaydı.
Bazı yıldızlar böyle genişlerken olayı arada tatiller vererek yaşıyor; yani biraz genişleyip soma büzülüyor ve durum böylece yinelenerek sürüyordu. Ancak sonunda bu gibi yıldızların genişlemesi galip geliyordu. Bu genişleme ve büzülmeler Sefeit değişkenleri denilen yıldızlarla temsil ediliyordu. Bir yıldız kırmızı dev halinde genişleyince onun “ana sıralamayı terk ettiği” ifade edilmekteydi.
En iyi bilinen kırmızı dev yıldız, Orion takımyıldızı içindeki Betelgeuse (Türkçe’mizdeki adıyla, İkizlerevi Çeviren) yıldızıdır. Bu yıldızın çapı güneşimizin çapının 800 katı olup 1.100 milyon kilometredir. Eğer ikizlerevi güneşimizin yerinde parıldıyor olsaydı, bedeni güneş sistemimizle birleşecek ve yüzeyi Mars ile onun ötesindeki asteroit kuşağım da içine alacaktı.