Plazma • Orion

Plazma • Orion


Maddenin üç hali vardır bunlar sıvı katı ve gazdır Bunu hepimiz ilkokulda öğrenmiştikPeki o zaman maddenin 4 hali olduğu söylenen ve son on yılda gündeme gelen plazma nedir? Eğer "ben plazmaya daha yakından bakmak istiyorum" diyorsanız, yapmanız gereken çok basit Kibriti elinize alın ve çakın İşte pırıl pırıl alevi ile plazma karşınızda duruyor Evet alev de bir plazma hâlidir

Alevin kibritteki sıcaklığı kibritin elinizle söndürebileceğiniz kadar düşük olabileceği gibi Güneşin çekirdeğindeki gibi milyonlarca santigrad kadar yüksek de olabilir Plazma hâli sadece elektrik gerilim altında oluşmaz Gaz hâline gelen bir maddeyi çok yüksek sıcaklıklara ısıtırsanız; enerji alanı elektronlar çekirdeklerinden kurtulur ve gaz plazma hâline geçer Sıcaklık güneş çekirdeğindeki gibi çok yüksek ise; atomlar tüm elektronlarını kaybetmiş hâlde bulunabilirler

Bizim günlük hayatımızda kullandığımız alev nispeten düşük sıcaklıktadır Ancak burada düşük sıcaklıktaki alevin enerjisi ile ısınma ve yemek pişirme gibi ihtiyaçlarımızı giderdiğimizi unutmayalım Bu arada çaktığınız kibrit bitmek üzere En iyisi siz onunla bir mumu tutuşturup plazmayı öyle seyredin Mumun alevi de düşük sıcaklıkta bir plazma hâlidir Ancak "bu sıcaklık bana yetmez" demeyin

Plazma, Her yerde Plazma

Maddenin plazma hâline dünya üzerinde çok az rastlamamıza rağmen kâinatta plazma hâli fazlalık bakımından maddenin diğer hâllerine karşı ezici bir üstünlüğe sahiptir Şöyle ki; kâinattaki toplam madde miktarının % 99'unun plazma hâlinde olduğu sanılmaktadır Örnek verecek olursak tüm yıldızlar, nebulalar ve yıldızlararası uzay plazma hâlindeki maddeden oluşur

Bunların sıcaklığı ve partikül yoğunluğu şekil üzerinde gösterilmiştir Birim hacimdeki partikül yoğunluğu da plazmanın bilinmesi gereken bir özelliğidir Sıcaklığı yüksek olsa da, yoğunluğu düşük bir plazma fazla enerji yaymaz Kâinatın boşluk diyebileceğimiz madde yoğunluğu çok düşük olan bölgelerinde ise; sıcaklık 3 K yani -270 C derece kadardır Bir yanda hiç bir canlının hattâ cansızların bile mukavemet edemeyeceği kadar yüksek bir sıcaklık, diğer yanda atomları bile donduracak derecede bir soğuk

Hayat Kaynağı Plazma Küresi

Işık ve ısı kaynağı olarak dünyamızda hayatın devamını sağlayan Güneş dev bir plazma küresidir Bu dev plazma küresinin çekirdeğindeki 15 milyon K'lik sıcaklık ve kurşundan 11 kat daha fazla olan yoğunluk, termonükleer reaksiyonların gerçekleşmesini sağlar Bu reaksiyonlarda özetle hidrojen çekirdekleri birleşerek helyum çekirdeklerine dönüşür ve muazzam bir enerji açığa çıkar Ancak dünyamıza ısı göndererek hayatın devamını sağlayan ışıkkürenin sıcaklığı ancak 6000 K'dir

Bu tabakanın üzerinde yer alan ve korona adı verilen güneş tacının 2 milyon K'lik sıcaklığının sebebi ise tam anlaşılamamıştır Bu tabaka dünyanın da ötesine uzanır ancak çok düşük yoğunlukta olduğu için sıcaklık tesiri fazla değildir Bu tabakanın yoğunluğu ışıkküre gibi yüksek olsaydı dünya üzerinde hayat mümkün olmazdı Yine güneşten kopup gelen elektrik yüklü parçacıkların, dünya atmosferine yapabileceği muhtemel etkiler dünyanın manyetik alanı tarafından önlenmiştir Bu manyetik alana manyetosfer adı verilir

Güneş'in oluşturduğu yüklü parçacık, akımı bu manyetik alan tarafından saptırılarak kutup bölgelerine doğru itilir Bunun sonucunda kutup bölgelerinde atmosferin oksijen ve azot atomları ile etkileşime girerek ışımalara sebep olurlar ki bunlara aurora adı verilir Auroralar yaklaşık ikiyüz km yüksekte oluşurlar ve sıcaklıkları bir kaç yüz derecedir Güneş etkinliğinin yüksek olduğu günlerde telsiz ve radyo haberleşmelerinin olumsuz etkilendiğini hatırlarsak manyetosferin önemi daha iyi anlaşılırbunlarda henüz ders kitaplarında okutulmayan maddenin 4 halinin hayatımızdaki yerini ve önemini anlatabiliyor zannederim
Orion


Hubble Uzay Teleskobu'nun bulanık görüntü özünün, üç yıl önce, düzenlenen olağanüstü başarılı bir uzay seferiyle düzeltilmesiyle birlikte astronomi araştırmaları için yeni bir dönem başlamış oldu 29 Aralık 1993 tarihinde, göyüzünün en parlak bulutsusu olan Orion Bulutsusu'nu araştırmak üzere yönlendirilen Hubble, bulutsuyla ilgili birçok gizemin ortaya çıkarılmasını sağladı

Yıldızlar da bizler gibi doğar, yaşar, yaşlanır ve ölürler Yıldızları oluşturan hammadde ise, yıldızlararası boşlukta bulunan gaz ve tozdur Bu gaz ve tozun daha yoğun bulunduğu bölgelere ise bulutsu ismi verilir Bulutsular, evrendeki temel madde olan hidrojenin dışında, daha ağır elementleri de içerirler Bu ağır elementler, daha önce yıldızların içinde üretilmişler ve bir süpernova patlaması ya da diğer nedenlerle uzaya savrulmuşlardır Yani bu olayı, çok büyük bir ölçekte gerçekleşen bir geri kazanım olarak düşünebiliriz

Yıldızları oluşturan bu yoğun gaz ve toz bulutları, çok düşük sıcaklıklarda olmalarından dolayı, karanlık bulutsu olarak adlandırılılar Tipik bir karanlık bulutsu, birkaç bin Güneş kütleseni içerir ve yaklaşık 30 ışık yılı çapında (1 ışık yılı yaklaşık 10 trilyon kilometredir) bir hacim kaplar

Bulutsunun içerisindeki madde, yaklaşık %74 hidrojen, %25 helyum, ve %1 daha ağır elementlerden oluşur Kızılötesi dalgaboyunda yapılan gözlemler, böyle bir bulutsunun sıcaklığının yaklaşık 10 Kelvin (-263°C) olduğunu gösteriyor Bulutsunun bu kadar soğuk olması, içerisindeki atomların çok yavaş hareket etmeleri demektir

Eğer, herhangi bir şekilde, bulutsunun içerisindeki bir gaz ve toz yığını, çevresindeki maddeden daha yoğun bir hale gelirse, kütle çekiminin etkisiyle, bu yığınla birlikte, çevresindeki madde de sıkışmaya başlar Sıkışmanın etkisiyle giderek yoğunlaşan gaz ve toz bulutunun merkezindeki sıcaklık kritik değere ulaştıktan sonra (10 milyon Kelvin) nükleer füzyon başlar

Bu sırada, hidrojen atomları, helyum atomlarına dönüşürken, büyük miktarlarda enerji serbest kalır Merkezden kaynaklanan bu enerji, içeriden dışarıya doğru bir basınç yaratarak, bulutun daha fazla sıkışmasını engeller Yeni bir yıldız doğmuştur Bu nükleer fırının etrafını saran gaz ve toz bulutu ise açısal hızından dolayı bir disk halini alır Daha sonra, bu madde, yıldızdan kaynaklanan yoğun ışınımın yarattığı basınçtan dolayı uzaklaşarak yeniden yıldızlararası boşluğa dağılır ve içerisideki parlayan kütle açığa çıkar

Kışın, kuzey yarımkürede gökyüzünün en parlak ve belki de en romantik takımyıldızı olan Orion, binlerce yıldır gözlemciler için ilgi çekici bir hedef olmuştur MÖ 2000 yıllarında Yunanlılar, takımyıldızı oluşturan yıldızları birleştirmiş ve bunun bir avcıya benzediğine karar vermişlerdir Orion bulutsusu avcının belini temsil eden üç yıldızın altında, avcının kılıcını oluşturan üç ışıklı noktadan ikincisi olarak göze çarpar

Bulutsu, gaz ve toz karışımı yapısıyla, 56 trilyon kilometre uzunluğunda bir alan boyunca yayılmaktadır ve içerisindeki genç yıldızlar sayesinde parlamaktadır Bir yıldızın rengi sıcaklığına bağlıdır Güneş, sarı renkli ortalama bir yıldız olup, yüzey sıcaklığı 5800°C'dir Avcı'nın sol dizini oluşturan Rigel, mavi-beyaz renkli bir yıldızdır ve yaklaşık 10000°C'de parlamaktadır

Rigel gibi büyük kütleli, sıcak yıldızlar yakıtlarını çok hızlı yaktıkları için kısa sürede kendilerini tüketirler Büyük kütleli yıldızlar yaşamlarının son evrelerinde helyumu karbona, karbonu da demire dönüştürürler Daha sonra bunlar, yaşlı ve şişman Betelgeuse gibi kırmızı dev haline gelirler

Avcının sağ omuzunda yer alan Betelgeuse soğuktur; yüzeyindeki sıcaklık sadece 3000°C'dir Bir yıldızın içindeki nükleer fırın söndüğü zaman, çekim kuvveti yıldızın çökmesine ve büzülmesine neden olur Bu hızlı büzülmeden dolayı serbest kalan enerji, büyük bir patlamayla sonuçlanır ve bir "süpernova" olarak ortaya çıkar Patlama eğer bir gaz ve toz bulutunun yakınında gerçekleşirse, şok dalgaları bu bulutu sıkıştırıp yoğunlaşmasını sağlayabilir ve yıldız oluşum döngüsü böylece sürüp gider

Hubble'la yapılan ilk gözlemler, Orion'la ilgili gizemin ortaya çıkarılacağı konusunda oldukça ümit vermiştir Hubble'ın ilk görüntüleri, bilinmeyen bir dizi parlak cisimle doludur Dağınık bir şekilde yerleşmiş bu düzensiz noktaların, aynı Galileo'nun, teleskobundaki mercekte bulunan hava kabarcıklarını Jüpiter'in uyduları zannetmesi gibi, önceleri teleskobun optik alıcılarındaki bozukluktan kaynaklandığı düşünülmüştür

Houston Üniversitesi'nde çalışmalarını sürdüren ve yaklaşık 30 yıldır Orion Bulutsusu üzerinde çalışan Robert O'Dell, bu cisimlerin, genç yıldızların etrafında dolaşan; gaz ve toz karışımı içeren gezegen sistemleri olabileceğine karar vermiştir Eğer O'Dell haklıysa, evrenin başka bir yerinde yaşam bulunması olasılığı artıyor demektir Çünkü sadece gezegenler, DNA oluşumu ve çoğalması için gerekli yoğunluğa sahiptir ve bilindiği kadarıyla yaşam için uygun sıcaklıklar sadece gezegenlerde bulunur

Robert O'Dell, Hubble'la yapılan gözlemlerde hiçbir yanıltıcı cisme rastlanmadığını, Orion'u olduğu gibi gözlemlediklerini ancak beklenmedik bazı bulgularla karşılaştıklarını belirtiyor Bulutsunun merkezinin bir bölümüne yapılan ilk sağlıklı gözlem sonucunda 110 yıldız ortaya çıkarıldı ve bir sürprizle karşılaşıldı Bunların 56'sı ince ve küresel bir bulut katmanıyla çevriliydi Daha önce belirlenen parlak nesneler bu çatlak görünüşlü cisimlerdi

O'Dell, bunlardan başka, teleskobun keskin gözünün bile farkedemediği, yakın yıldızların az miktarda aydınlattığı birkaç cisim daha gözlemlemeyi başardı Bulutlar her ne şekilde açıklanırsa açıklansın, bunların içinde bulunan yıldızlar (ve tüm diğer yıldızlar) Orion'daki gaz moleküllerinden Güneş Sistemi'mizdeki gezegenlere kadar tüm maddelerin asıl kaynağını oluşturur

Galaksimizin sarmal kolları içinde dağılmış pek çok yıldız toplulukları olmasına rağmen, hiçbiri Orion Bulutsusu kadar "canlı" değildir Bize uzaklığı yaklaşık 1500 ışık yılı olduğu halde, kışın çıplak gözle bile gökyüzünde kolaylıkla farkedilebilir Galileo, 1610 yılında teleskobunu Orion Takımyıldızı'na çevirdiğinde bulutsuyu nasıl olduysa farketmedi Aynı yıl, bir amatör astronom olan Fransız hakim Nicolas Claude Fabri de Peiresc, Galileo'dan aldığı bir teleskopla bulutsuyu keşfetti

Bir teleskoptan bakıldığında, bulutsu renksizmiş gibi görünür çünkü içerdiği azot ve hidrojenden dolayı kırmızı renkli olan dış kısımlar parlak olmadığı için gözlerimiz tarafından algılanamaz Bulutsu, aslında çoğunlukla hidrojenden oluşmuş olup daha az miktarda olmak üzere helyum, karbon, azot ve oksijen içeren sıcak ve parlayan bir gaz bulutudur Bu gaz bulutu kendisinden daha geniş ve karanlık bir gaz ve toz bulutunun içinde bulunur

Su ve karbonmonoksit de dahil onlarca sayıda molekülün varlığı, bu gaz ve toz bulutunun yıldızların oluştuğu maddeyle yüklü olduğunu gösteriyor Bulutsunun aydınlık kısmının topografyası oldukça düzensizdir İçerdiği sıcak gazlardan gelen morötesi ışınlar özellikle moleküler bulutun ince olduğu yerlerde bulutsunun genişlemesine yol açmaktadır

Orion'a baktığımızda aynı bizim Güneş Sistemi'mizin de bir zamanlar içinde yeraldığına benzer bir "yıldız fabrikası" görüyoruz Orion Bulutsusu'ndaki yıldızların çoğunluğu, 300,000 ile 1 milyon yaşındadır ve genç olanları genellikle kırmızı renkli ve küçük kütlelidir Bir kıyaslama yapacak olursak, bizim ortayaşlı Güneş'imiz 45 milyar yaşındadır

Trapezium olarak adlandırılan dört büyük kütleli yıldız bu yıldız fabrikasının çarpan kalbini oluşturuyor En büyükleri olan Teta 1C, Güneş'ten 20 kat daha fazla kütleye sahiptir ve 100,000 kere daha parlaktır Bu yıldız tek başına bütün bulutsuyu aydınlatabilir

Trapezium'u oluşturan ve bir milyon yaşından daha yaşlı olmadıkları tahmin edilen yıldızlardan kaynaklanan morötesi ışınlar, çevrelerinde bulunan maddenin gökkuşağı renklerinde parlamasına yol açmaktadır Trapezium'un dışında, bu yıldız fabrikası, oluşumlarının değişik aşamalarında olan yaklaşık 70,000 yıldız daha içermektedir

Bulutsu, bu haliyle, gökadamızdaki bilinen en yoğun yıldız kümelerinden birisine sahiptir 1995 baharında, uzay teleskobu yönünü dört defa daha Orion Bulutsusu'na çevirdi ve 15 farklı bölgesinin değişik fotoğraflarını çekti Uzun çalışmalar sonucunda bu görüntüler birleştirilerek bulutsunun tutarlı bir görüntüsü elde edilebildi

O'Dell'in söylediğine göre, bulutsu oldukça karmaşık ve şiddet dolu bir yer Şok dalgaları, Orion Bulutsusu'nun son gizemlerinden birisidir Astronomlar, şok dalgalarına, yeni oluşan yıldızlardan fışkıran gazların sebep olduğuna inanıyorlar Gaz fışkırmalarının, yıldız oluşturan gaz bulutundaki manyetik alandan kaynaklandığı düşünülüyor

Bulut, kütle çekimi sayesinde sıkıştıkça, manyetik alan da bir miktar sıkışıyor ama belirli bir yere kadar sıkışıyor Bu sınıra ulaştığında, manyetik enerji dönen kütlenin dışına taşmaya başlıyor ve yolu boyunca gaz parçacıklarının çok yüksek hızlara ulaşmasına sebep oluyor

Manyetik enerjinin dışarı taşması için en uygun yer ise kutuplar Bu nedenle, bu fışkırmalar yeni doğan yıldızların manyetik kutupların yerlerini gösteriyor olabilir Eğer, şok dalgaları, yeni doğmuş yıldızlardaki aktif kuvvetlerin varlığı anlamına geliyorsa, bu yıldızların çevresindeki gaz ve tozdan oluşan diskler gezegenlerin oluşumuna dair en büyük kanıttır Bu disklerin incelenmesi bize, Güneş Sistemi'mizin nasıl oluştuğu konusunda bilgi verebilir

Bu gaz ve tozlardan oluşan diskler Immanuel Kant'ın, 1755 yılında ortaya attığı hipotezini doğruluyor gibi görülüyor Hipoteze göre, dönen gaz bulutu bir merkezde sıkışır ve yıldız oluşumunu sağlar Arta kalan maddeler ise dönmeye devam ederek gezegenleri oluşturur Yıldızları çevreleyen diskler genellikle küresel değil düzdürler (Eğer bir bulutsu, gezegen oluşturacaksa, dönüyor olmak zorundadır ve döndükçe de bir disk halini alır)

Bu disklerden bazıları dairesel görünürler, çünkü cismin görünüşü bakış açısına göre değişir Diğerleri ise damla şeklindedir Bunun nedeni, maddenin, Trapezium Yıldızlarından kaynaklanan güçlü yıldız rüzgarları tarafından üflenmesidir Bazı diskler Güneş Sistemi'mize oranla çok daha büyüktür Bir tanesinin çapı Güneş Sistemi'ninkinin yaklaşık 75 katıdır Merkezinde ise bizim Güneş'imizin üçte biri kütleye sahip kırmızı ve sönük bir yıldız vardır Çevrelerinde disklere sahip olan yıldızların pek çoğu muhtemelen kendi gezegenlerini oluşturacaklar

Henüz yıldızlar çok genç oldukları için, yıldızlardan herhangi birinin çevresinde gezegen sistemine rastlanmadı Ancak, benzer çalışmalar gökadamızda pek çok yerde gezegenlerin olma ihitimalini kuvvetlendiriyor Şimdiye kadar, binlerce yıldızın aynı anda ve çok büyük kümeler içinde doğdukları düşünülüyordu Fakat Arizona'daki Kitt Peak Ulusal Gözlemevi'ndeki astronomlar yeni kızılötesi teleskoplarını Orion Bulutsusu'ndaki bir bölgeye çevirdiklerinde sadece 10-15 yıldızın bulunduğu kümelerde de yıldızların oluşabildiğini gözlemlediler

Bizim gökadamız Samanyolu'nda birçok yıldız bu şekilde oluşuyor olabilir Gözlenen yıldızların hemen hemen hepsi gaz ve tozdan oluşan bir diske sahiptir ve herbiri bizim Güneş Sistemi'mize benzer bir sistem olabilirler