GÖKADALAR
GALAKSİLER
"Işık yılı" dediğimiz astronomi birimi, ışığın bir dünya yılı
süresi içinde katettiği mesafedir. Bu da, bizim naçiz metrik
sistemimizle 9.5 trilyon kilometre demektir... Gökadaların
kendi çapları kabaca yüz bin ışık yılından başlayıp bunun beş
altı katına kadar uzanabilir... Gökadalar arası uzaklıklara
gelince: En yakın komşumuz olan M31 Andromeda gökadası bizden
"yalnızca" 2.9 milyoncuk ışıkyılı uzaklıkta --
yani bize çok yakındır!!...
Bunlar, çevresini onbinlerce yıldır "iki
mızrak atımı... tee şu tepeciğin ardı" gibi kavramlarla
algılamış ilkel dünyalı yaratığın kolay kolay akıl
erdirebileceği büyüklükler değildir...
Evrenin her yöresine dağılmış durumda irili ufaklı bütün
gökadalar, çekim gücüyle kümeleşmiş yıldızlar, daha küçük diğer
gök cisimleri, dev gaz bulutları, yıldızlar arası toz ve
gazlardan oluşmuş dev kitlelerdir. İçerdikleri yıldız sayısı, yüzbinlerle
ölçülebilecek kadar mütevazi; yada milyarlarla ifade edilecek,
aklın alamayacağı kadar çok da olabilir. Kendi aralarında "üstküme" yada "süperküme" diyebileceğimiz
şekilde gruplaşmalar da sözkonusudur.
Gökbilimciler gökadaları biçim ve görünümlerine göre
sınıflıyorlar. Düzensiz biçim gösteren gökadalar genelde genç
yıldızlar, toz ve gazlardan oluşurken; sarmal biçimli
gökadaların ağırlıklı olarak orta-yaşlı yıldızlar ile gaz ve toz
bulutlarından oluştuğu görülür. Bu tür gökadalar disk şeklinde
olup, dönerken uçlarından dışarı doğru birer kol vermek
eğilimindedir.
Bir sonraki sınıf ise elips biçimindeki gökadaları içine alır.
Bunlar başlıca yaşlı yıldızlardan oluşurken, gaz ve toz miktarı
da belirgin derecede azdır. Çok değişik şekiller alabilirler.
Yuvarlak, yassı, yada uzamış silindirik yapıda olabilirler.
Bizim gökadamıza, biliyorsunuz, "Samanyolu" adını veriyoruz. Bir
önceki sayfada bu sözcüğün kökeni üzerinde durmuştuk...
Evreni oluşturan milyarlarca gökadadan biri olan Samanyolu
gökadamız, en son kestirimlere göre 200-400 milyar yıldız ve
tabii binlerle ifade edilen sayılarda bulutsuya (nebula)
evsahipliği yapıyor. Tipik bir sarmal gökada örneği olan
Samanyolu gökadasının, merkezde bir çekirdek bölgesi ve onu
çevreleyen spiral kolları olduğu biliniyor.
12 milyar yılı aşan yaşına karşın oluşumunu halâ sürdürüyor. 12
milyar yıl... Tıpkı mesafe kavramlarında olduğu gibi, onbinlerce
yıldır zamanı birkaç kuşaklık insan ömrü ile tanımlamaya alışmış
Dünyalı ilkel yaratık için yine kavranması çok zor bir zaman
dilimi...
Doppler etkisi karşılaştırmaları ile, bütün gökadaların evrende
birbirlerinden hızla uzaklaşmakta oldukları sonucuna
varılmıştır. Bu saptama, tabiatıyla, evrenin başlangıcına
ilişkin "Büyük Patlama" kuramını destekler niteliktedir.
KARA DELİKLER
Kimi bilim adamları hemen yanıbaşımızda, yani kendi Samanyolu
gökadamızın içinde bile bir Kara Delik var olduğu
kanısındalar... Korkutucu bir düşünce...
Kara Delikler nasıl oluşuyor? Dev bir yıldız, kendi çekim gücü
etkisiyle kendi merkezine çöküşerek inanılmaz yoğunlukta bir
gökcismine dönüşür. Artık öyle karşı durulmaz bir çekim gücüne
sahiptir ki, yakınına gelen hertürlü maddeyi kendine çeker;
hatta ışığı bile hapseder. Nitekim, kara delikleri göremez;
varlıklarını ancak çevreleri üzerindeki etkileri ile saptarız.
Günümüzdeki gözde kuram, kara deliklerin "yakıt" ının, buraya
çekilen yıldızlar, gaz bulutları ve yıldızlararası toz olduğu
şeklinde... Kara deliğin içine emilen gaz, bir hortuma yakalanan
hertürlü maddenin tipik davranışı içindedir. Yani, dönerek içeri
çekilirken, giderek hız kazanır.
İşte, Hubble Uzay Teleskobu, spektroskopi ölçümleri yaparak,
gazların kara delik ağzındaki dönüş hızını ölçebilmiştir. Bu
hız, kara delikten kara deliğe farklılık gösterdiği için, artık
herbirisinin karakteristik imzası sayılmaktadır.
Bu hız ölçüldüğünde, o kara deliğin kütlesini hesaplama olanağı
doğmaktadır. Örneğin, Başak (Virgo) Burcunda, bize 50 ışıkyılı
uzaklıktaki M87 gökadasının merkezinde yeralan kara deliğin
kütlesi, güneşimizin 3 milyar katı olarak hesaplanmıştır!!
Kara deliklerin incelenmesinde özellikle X-ışınları ile yapılan
gözlemler daha verimli olmaktadır. Çünkü X-ışınları, gaz ve toz
maddeleri içinde görsel ışığa kıyasla çok daha kolay hareket
eder. Yine Hubble Teleskobu aracılığı ile gerçekleştirilen
X-ışın gözlemleri, evrende gerçekleşen dev gök olaylarının
pekçoğunun kara deliklerin varlığına bağlanabileceği düşüncesini
doğurmuştur.
SÜPERNOVALAR
Büyük bir patlama ile kütlesinin büyük bölümünü yitiren dev
parlak yıldızlara "süpernova" adı verilmiştir. Bir süpernova
patlamasının ilk on saniyesi içinde, bizim güneşimizin 10 milyar
yılda ürettiğine eşit miktarda enerji ortaya çıkar... Yine bu on
saniye boyunca, olayın içinde gerçekleştiği gökadanın ürettiği
toplam enerjiden bile yüksek bir enerji miktarıdır bu...
Süpernovalar, yıldız oluşumunu, özellikle de yarattığı yüksek
basınçla büyük kütleli yıldızların oluşumunu tetikleyen
mekanizmalardan en önemlisidir. Bu büyük kütleli yeni
yıldızlar da gün gelecek yeni süpernova oluşumlarına yol
açacaktır.
Başka bir deyişle, çevreleri üzerindeki bütün yıkıcı etkilerine
rağmen, süpernovalar ve gökadalar arası çarpışmalar, yeni yıldız
oluşumlarının -- yani bir bakıma evrenin sürekliliğinin baş
kaynağıdır. Ne var ki, bunu söyledikten sonra, bundan
trilyonlarca yıl sonra gerçekleşecek hazin bir tabloya da işaret
etmemiz gerekir:
Bir zaman gelecek, tüm yıldızlar yakıtlarını tüketerek ölmeye
başlayacaklardır... Bunlar kendi içlerine çökerek kara delikler
oluşturacak, izleyen 10 üstü 122 yıl boyunca kara deliklerden
çevreye radyasyon (Hawking Işıması) yayılacak... Daha sonra
evren dev kara deliklerin buharlaşmasına sahne olacak... Kuantum
kuramına göre, herşeyin sonunda, evrendeki en kararlı madde olan
demir atomları küçük kara delikler oluşturacak ve bunlar da
Hawking ışımasıyla buharlaşacak. Evrenin tek bir hakimi kalacak:
KARANLIK.
Herneyse...
Evren ilk oluşumunda, çok büyük oranda hidrojen ve az miktarda
helyumdan oluşuyordu. Daha ağır elementler, yıldız adını
verdiğimiz dev nükleer fırınlarda; en ağırları ise büyük kütleli
yıldızların süpernova olarak patlamasıyla oluştu. Bir yıldızın
içindeki sıcaklık ve basınç, demirden ağır elementlerin
oluşumuna yetecek enerjiyi sağlayamaz. Bu elementler, ancak, çok
yüksek enerjinin ortaya çıktığı süpernova patlamalarında
oluşabilir.
Kısacası, naçiz bedenlerimizi oluşturan ağır elementler, örneğin
kalsiyum ve karbon, evrenin biryerlerindeki uzak süpernova
patlamalarının ürünü... Bizler gerçek anlamda yıldızların
çocuklarıyız...
BULUTSULAR
NEBULA'LAR
Bulutsu adı verilen dev oluşumlar, yıldızlararası toz ve gaz
bulutlarıdır. Bunlardan görülebilir olanları, bu özelliği
yakınlarında bulunan yıldızlardan ışık yansıması ile kazanırlar.
Yıldızlararası maddenin yoğun olduğu bölgeler, gökyüzünde daha
karanlık görünür, çünkü bunlar yıldızların yaydığı görsel olsun
olmasın hertürlü ışımayı daha büyük ölçekte soğurmaktadır.
Nitekim, gözlerimizi Samanyolumuza çevirdiğimizde gördüğümüz
(daha doğrusu, göremediğimiz) karanlık bölgeler, yıldızlararası
maddenin en yoğun olarak bulunduğu yerlerdir.
Yoğun karanlık bulutsular, yakınlarında parlayan bir yıldız
onları ısıtmadıkça çok soğukturlar. Soğuk ve yoğun
bulutsular, yıldız oluşumu için ideal ortamlardır. Nitekim,
bulutsular "yıldız fabrikaları" olarak bilinir... Yıldızlar için
birer "doğumhane" de diyebiliriz... Gazların önemli bir özelliği
ısındıkça basınçlarının artmasıdır. O nedenle soğuk bir gazı
sıkıştırmak daha kolaydır. Yıldızların oluşabilmesi için
önkoşul, bulutsudaki parçacıklar arası çekimin gazın basıncının
üstesinden gelmesidir.
Yıldızlararası soğuk gazların büyük bölümü "dev molekül
bulutları" adı verilen bulutsularda yer alır. Bu dev oluşumların
nasıl ortaya çıktığı pek iyi bilinmiyor. Ancak, süpernovalar,
kütleçekimi ve basınç gibi bir dizi etmenin ortak ürünleri
olduğu düşünülüyor.
KARANLIK MADDE
Gökbilimciler açısından gündemin en gizemli konusu "karanlık
madde" adı verilmiş olan fenomen olsa gerek. Önceleri ona "kayıp
madde" adı veriliyordu. Çünkü, karanlık madde doğrudan
"görülemez": Işığı ne soğurur, ne yansıtır, nede yayar.
Kısacası, elektromanyetik tayfın hiçbir bölgesinde gözlemlenmesi
sözkonusu değildir.
Karanlık maddenin varlığını, yalnızca ve yalnızca,
gözlemleyebildiğimiz diğer gökcisimleri üzerindeki etkileri
dolayısıyla çıkarsıyoruz.
Yıldızların gökadalar içinde sergiledikleri, başka şekilde
açıklanamayan hareketler, "kara madde" varsayımı ile
açıklanmağa çalışılıyor. Yapılan çalışmalarda, yıldızların
gökada içindeki davranışlarını önceden kestirmek için
bilgisayarda üretilen modeller önplana çıkıyor. Ayrıca, veri
toplamada uydulardan da büyük yarar sağlanmıştır.
1997 yılında, Hubble Uzay Teleskobu ile elde edilen bir görüntü,
uzak bir gökada kümesinden bize ulaşan ışığın, önplanda yer alan
bir başka gökada kümesi tarafından "eğildiğini" göstermiştir.
Eğilmenin derecesini inceleyen gökbilimciler, aradaki bu ikinci
gökada kümesinin toplam kütlesinin, içindeki görülebilir madde
kütlesinin 250 katı dolayında olduğu -- yani, kat kat çok daha
fazla olduğu kanısına varmışlardır. Başka bir deyişle, aradaki
büyük fark, gökada kümesi içinde yer aldığı düşünülen
"karanlık madde" kütlesine bağlanmıştır.
Halen, karanlık maddenin tam olarak ne olabileceği konusunda çok
çeşitli görüşler vardır. Kimilerine göre, örneğin soğuk gazlar,
karanlık gökadalar, yada "MACHO" adı verilen (kara delikler ve
kahverengi cüce yıldızlar da içeren) devasa sıkışmış haleli
yapılar gibi bildik fenomenlere dayanılarak bir açıklama
getirilebilir.
Diğer bir grup bilim adamı ise, karanlık maddenin, evrenin
başlangıç dönemlerinde oluşmuş, bize garip gelen niteliklere
sahip partiküllerden oluştuğu kanısında... Bu partiküller
arasında, aksiyon'lar, "WIMP" adı verilen zayıf etkileşimli dev
partiküller veya nötrino'lar yer alıyor olabilir.
Karanlık maddenin niteliğinin anlaşılması niçin bu derece büyük
önem taşıyor?
Çünkü böyle bir bilgi, bizlere evrenin boyutları, biçimi ve
geleceği hakkında önemli ipuçları verecektir. Evrende mevcut
karanlık madde miktarı, evrenin açık uçlu olup olmadığı (yani,
genişlemeğe devam edip etmediği); yoksa kapalı bir sistem mi
olduğu (yani, bir noktaya kadar genişledikten sonra kendi içine
mi çöküşmeğe başladığı); yoksa genişleyerek bir denge noktasını
bulduğunda artık hareketine son mu verdiği gibi konulardaki
tartışmaların çözülmesine yardım edecektir.
Karanlık maddenin niteliğinin açıklığa kavuşması, ayrıca,
gökadalar ve gökada kümelerinin oluşumu ve evrimini daha iyi
anlamamıza yardımcı olacaktır. Şöyle ki, ilk bakışta, bir
gökadanın kendi çevresinde dönerken parçalanarak bütünlüğünü
yitirmesi gerekir gibi görünürken, bunun gerçekleşmiyor olması,
tabiatıyla, onu birarada tutan "birşey" in varlığı nedeniyledir.
Sözkonusu "birşey" ise, bildiğimiz "çekim" (gravitasyon)
gücüdür. Ne var ki, burada sözkonusu olan çekim gücü inanılmaz
boyutlarda olmak zorundadır ve evrendeki görülebilir madde
tarafından tekbaşına üretilmesi sözkonusu olamaz.
