Yıldızlar’da Meydana Gelen Nükleer Reaksiyonlar

0
216

Büyük Patlama’dan sonra oluşan gök adaların (Galaksilerin), element olarak ilk yıllarda sadece hidrojen ve helyum içerdikleri, dolayısıyla bu gök adalarda ilk oluşan yıldızların, hidrojen ve helyumdan meydana geldiği düşünülür; şöyle ki, bu yıldızlarda atom numarası 2’den büyük olan elementler (z > 2) görülmez. Zaman ilerledikçe, yıldızların iç kısımlarındaki nükleer reaksiyonlar sonucu, ağır elementler oluşur ve yaşamını çabuk tamamlayan yıldızların patlamasıyla, bu ağır elementler gök adaya dağılır. Bu şekilde ortam, zamanla ağır elementler yönünden zenginleşmeye başlar. Böyle bir ortamda doğan yıldız, hidrojen ve helyumla birlikte bu elementleri de (z > 2) içerir, örneğin. Güneş’in 1 gramında bulunan kesirsel hidrojen, helyum ve ağır elementlerin miktarı, sırasıyla 0.760, 0.221 ve 0.019’dur.

Çok büyük bir yıldız İçin elementlerin, merkezden yüzeye doğru düşünülen dağılımı.
Yıldızlardaki en önemli reaksiyonlar, hidrojeni helyuma dönüştüren reaksiyonlardır ki bunlar proton-proton (pp) çevrimi veya karbon-azot-oksijen (CNO) çevrimi olmak üzere, iki grupta toplanırlar, pp çevrimi üç kolda gelişir:ppl, ppll ve pplll, zincirleri Birinci zincirde 2 proton CH) birleşerek deteryum (2H). positron (e+) ve nötrino (v) oluşturur. Deteryum, bir başka protonla birleşir ve bir helyum izotopu (3He), y-ışınımı İle birlikte görülür. 3He, bir diğer 3He ile reaksiyona girebileceği gibi, helyumla (4He) da blrleşebilir. 2 tane 3He birleşirse ppl zinciri tamamlanmış olur ve 4He meydana gelir. Aksi durumda 3He, 4He ile reaksiyona girerse, y-ışmını ile birlikte berilyum (7Be) görülür. 7Be, bir elektron (e ] alarak lityuma (7Li) dönüştüğü gibi, bir proton alarak da borona (8B) dönüşebilir. İlk durumda 7Li bir proton yakalarsa, 8Be ve sonra 4He oluşur ve ppll zinciri sonuçlanır. İkinci durumda, 8B önce 8Be’a, sonra 4He’a dönüşür ve pplll zinciri de tamamlanmış olur. CNO çevriminde ise karbon (12C). azot (14N) ve oksijen (16O), hidrojeni helyuma çevirmede katalist olarak kullanılır. Şüphesiz ki, bir yıldız bu elementleri içermiyorsa CNO çevrimi olmaz. Bütün bu reaksiyonların oluşabilmesi için, yıldızın iç sıcaklığının en az 1-2×107 °K olması gerekir. Şu anda, Güneşteki hidrojenin % 55’İ helyuma dönüşmüş bulunmaktadır. Bu da, en çok ppl ve ppll zincirleriyle sağlanmaktadır.
Yıldızın sıcaklığı 5×107 °K’i aşınca, hidrojenin yanmasıyla oluşan helyum da yanmaya başlar. 3 tane 4He çekirdeği birleşip ,2C oluşturacağı gibi, bir 4He çekirdeği ,2C veya UN veya ,60 ‘İle birleşip sırasıyla ,16O veya ,16F veya 20Ne oluşturabilir. Böylece, merkezdeki helyum yanıp tükenince, oluşmuş olan ,12C’da yanmaya başlayacak ve değişik reaksiyonlar sonucu, bu defa yıldızın İçinde, karbonun en kararlı ürünü olan magnezyum (24Mg) birikecektir. 16O yandığı zaman İse, en kararlı ürün olan silikon (28Si) oluşur. Her bir elementin yanması (reaksiyona girebilmes’ı) için gerekli olan sıcaklıklar farklı olacaktır. Örneğin12C= 1×1109°K, 160 = 3×10’°K dolayında yanabilirken. 2 silikon çekirdeğinin birleşmesi için, 5×109 K’den fazla sıcaklığa gerek vardır iç sıcaklık yeterli ise elementler merkezde demir (56Fe) oluşana dek reaksiyona girebilirler. Şekilde, kütlesi Güneş kütlesinden çok büyük olan yıldızlar için, elementlerin merkezden yüzeye doğru, düşünülen dağılımını göstermektedir.
Yukarıda bahsettiğimiz bütün reaksiyonlar enerji vermektedir. Oysa, demir çekirdeklerinin birleşmesi enerji ister; bu yüzden yıldız kararsız olur ve çöker, iç sıcaklık aniden artar Demir reaksiyonlarının alamıyacağı kadar fazla bir enerji üretimi olur ve yıldız, gerisinde nötron yıldızı veya kara delik bırakarak patlayabilir. Bu patlama, yıldızın iç kısmında karbonun ateşlenmesi sırasında da (yıldızın kararsız olması nedeniyle) olabilir. Yalnız,- bu kez geride sadece genişleyen bir gaz bulutu kalacaktır.
Yıldızın bu patlama evresine dek gelebilmesi için kütlesinin çok büyük olması gerekir. Evrende büyük kütleli yıldızların sayısı az olduğu İçin gökbilimciler bu olayı Samanyolu’muzda nadiren gözlerler. Patlamanın şiddeti o denli yüksektir ki yıldız eski durumuna göre çok parlaklaşır ve bazen gündüz ile gözlenebilir. Gökbilimciler bu patlama olayına “Süpernova” adını verirler. Süpernova bir nötron yıldızının veya bir kara deliğin meydana gelmesini yani doğmasını sağlamasına ‘karşın yöresindeki her şeye felaket getirir.

Dr. Nilgun KIZILOĞLLP

Kimler Neler Demiş?

avatar
  Subscribe  
Bildir