Ana sayfa Bilim Gündemi Güneş’in sonu nasıl olacak?

Güneş’in sonu nasıl olacak?

229
PAYLAŞ

Evren’deki her şey gibi, Güneş’in de bir gün sonu gelecek. Aslında Güneş’in sonunun bütün aşamaları bilim insanları için uzun zamandır oldukça açık; çünkü Güneş’e benzeyen, ama ömürlerinin farklı aşamasındaki birçok yıldızı incelemiş ve Güneş’in sonunun nasıl olacağını çok iyi anlamış durumdalar. Ancak tıpkı Güneş Sistemi’nin doğuşunda olduğu gibi, ölümündeki aşamaların sürelerine ilişkin de kesin bir tahminde bulunamıyorlar. Örneğin Güneş’in bir ana kol yıldızı olarak geçireceği süre kimilerine göre 9-10 milyar yılken, kimilerine göre de 13 milyar yıl kadar olabiliyor.

Güneş’in merkezinde hidrojenin helyuma dönüşmesi ve bu sırada da muazzam miktarda enerji ortaya çıkması yaklaşık 4,56 milyar yıldır sürüyor. En azından bir 5 milyar yıl daha bu durumun süreceği düşünülüyor. Merkezindeki yakıtının, yani hidrojenin ancak yarısını tüketen Güneş, artık orta yaşlı bir yıldızdır.

Dengesi bozulan Güneş’in çekirdeği içine çökerken, çekirdeği kuşatan ince bir tabakada nükleer tepkimeler sürecek ve hidrojen helyuma orada dönüştürülecek. Bu sırada Güneş’in dış bölgeleri de şişecek ve genişleyecek.

İlk oluştuğu dönemde Güneş’in çapı bugünkünden yaklaşık yüzde 10 daha kısaydı. Aynı şekilde parlaklığı da yüzde 30-40 daha azdı. Güneş’in ömrü boyunca çapı ve parlaklığı yavaş yavaş artmıştır. Bu büyüme ve parlaklık artışı hâlâ sürüyor. Önümüzdeki bir milyar yıl içinde Güneş’in parlaklığı yüzde 10 artacak; bu da yeryüzündeki sıcaklıkların 40-50 derece yükselmesine yol açacak. 3,5 milyar yıl sonraysa parlaklığı yüzde 40 daha çok olacak. Bu durumda yeryüzündeki sıcaklıklar dayanılmaz dereceleri bulacak. Dünya, bugünkü Venüs kadar sıcak bir gezegen olacak. Olasılıkla o zaman yerin binlerce metre derinliklerinde yaşayan dayanıklı birkaç bakteri türünden başka, Dünya’da hiçbir canlı olmayacak. Öyle gözüküyor ki, Dünya’da bakterilerle başlayan yaşam, bakterilerle son bulacak.

Çekirdeğinde hidrojen tükenen ve dengesini yitiren Güneş, ilk 600-700 milyon yıl içinde önce küçük çaplı bir büyüme geçirecektir. Bu sırada yüzey sıcaklığı da düşeceğinden rengi kırmızılaşacak ve bir kırmızı dev olacaktır. Çekirdeğinde helyum yakmaya başladığındaysa, rengi mavileşecek ve boyutları da küçülecektir. Ancak helyum da bittiğinde dengesini ikinci kez yitirecek ve 500 milyon yıl içinde normal çapının 150 katına çıkıp bir süper kırmızı dev olacaktır.

10 milyarıncı yaşgünü dolaylarında, Güneş’te köklü değişimler görülmeye başlanacak. Çünkü merkezindeki hidrojen, yani yakıtı tümüyle tükenmiş olacak. Bu da Güneş için bir anlamda sonun başlangıcı demek. Ancak Güneş’in sonu hiç de huzur dolu olmayacak. Merkezinde önceden hidrojenin kapladığı yeri, 10 milyar yıldır sürekli oluşan helyum kaplayacak. Ancak iki protonlu helyum atom çekirdekleri birbirlerini tek protonlu hidrojen çekirdeklerine göre çok daha güçlü ittiği ve hiç de bir araya gelmek istemediği için, Güneş’in merkezindeki sıcaklık onların da nükleer tepkimeye girip enerji üretmelerine yetecek düzeyin çok altında kalıyor olacak. Bu durumda Güneş artık bir ana kol yıldızı olmaktan çıkacak; çünkü merkezindeki nükleer tepkimeler ve enerji üretimi durunca, 10 milyar yıldır koruduğu hidrostatik dengeyi yitirecek. Helyumdan oluşan çekirdek bölgesi Güneş’in dev kütleçekim kuvvetinin etkisiyle içine çökmeye başlayacak. Çekirdek küçüldükçe yoğunlaşıp iyice ısınacak. Bu sırada çekirdeği kuşatan ince bir tabakada hidrojenin helyuma dönüştüğü nükleer tepkimeler ve enerji üretimi sürecek. Çekirdeğin giderek ısınması ve onu kuşatan kabukta enerji üretilmesi nedeniyle, dışa doğru bir enerji akışı olacak ve Güneş’in dış katmanları genişlemeye başlayacak. Güneş büyüdükçe yüzey alanı da genişleyecek; böylece yüzeyi giderek soğuyacak ve rengi de turuncuya, kırmızıya doğru kayacak. Yaklaşık 600-700 milyon yıl sürecek bu aşamanın sonunda, Güneş’in çapı bugünkünden 1-2 kat daha büyük, yüzey sıcaklığı 1000°C kadar daha düşük ve dolayısıyla rengi de kırmızıya yakın olacak.

Bu aşamayı izleyen 500 milyon yıl içinde Güneş’te daha köklü bir değişim olacak: Önce boyutları küçülecek ve rengi mavileşecek, ardından da hızlı bir genişleme sürecine girecek. Çapı bugünkünün 150 katına çıkacak. Her ne kadar yüzey sıcaklığı biraz düşse ve rengi kırmızılaşsa da olağanüstü büyümesi nedeniyle o zamanki parlaklığı bugünkünün 2000 katı olacak. Ölümünün bu aşamasında Güneş tam bir “kırmızı dev” olacak. Kırmızı dev olma sürecinde aşırı şiddetlenen güneş rüzgârı nedeniyle Güneş, kütlesinin yüzde 30-40 kadarını uzaya saçacak. Kütlesindeki bu azalma nedeniyle, Güneş’in çevresinde dönen başta gezegenler olmak üzere bütün her şey üzerindeki kütleçekim etkisi azalacak ve aradaki bağ zayıflayacak. Sistemdeki her şeyin yörüngesi Güneş’ten bir miktar uzaklaşacak. Örneğin Venüs, bugün Dünya’nın olduğu yörüngeye gelirken Dünya’da Mars’ın yörüngesine yakın bir yörüngeye kayacak.

Güneş’in yaşamı (Büyüklükler ölçekli değildir)

Bir süre sonra yıldızımızın çekirdeğindeki sıcaklık 100 milyon dereceye ulaşacak ve bir başka köklü değişiklik daha yaşanacak. Bu sıcaklıkta helyum atom çekirdekleri birbirlerini iten kuvveti yenip kaynaşmaya ve karbon ile oksijen atom çekirdeklerini oluşturmaya başlayacak. Bir başka deyişle Güneş’te nükleer tepkimeler ve enerji üretimi yeniden başlayacak. Merkez bölgenin içine çökmesi aniden duracak. Bu kez birkaç milyon yıl gibi kısa bir sürede süreç tersine işleyecek ve yıldızımız hızla küçülerek bugünkü çapının on katı çapında bir yıldıza dönüşecek. Yeniden denge durumu sağlanacak ve Güneş bu halde bir süre daha ışıyacak.

Çekirdekteki helyumun yanması hızlı olacağından, 100 milyon yıl kadar bir süre sonra helyum tükenecek ve çekirdek karbon ve oksijenle dolacak. Merkezdeki nükleer tepkimeler yine duracak. Yıldızımız dengesini son kez yitirecek. Nükleer tepkimelerin durduğu çekirdek yine küçülmeye başlayacak ve ilk kırmızı dev aşamasındaki gibi dış katmanlar da genişleyecek. Artık karbon ve oksijenden oluşan çekirdeği saran iki kabuk olacak: İlkinde helyumu karbona ve oksijene dönüştüren nükleer tepkimeler gerçekleşirken, onu saran ikinci kabukta da hidrojenin helyuma dönüşmesi sürecek. Ama bu aşama öncekine göre çok daha hızlı tamamlanacak ve (5-6 yüzmilyon yıl yerine) 20-25 milyon yıl gibi bir sürede sona erecek. Bu süre boyunca “esen” şiddetli güneş rüzgârları nedeniyle, yine büyük bir kütle yitirilecek, uzaya savrulacak. Yıldızın kütleçekim etkisi bir kez daha azalacağından gezegenlerin yörüngeleri daha da ötelere kayacak. Sonunda Güneş’imizin çapı, bugünkünün 200 katına ulaşmış (neredeyse Dünya’nın bugünkü yörüngesine kadar genişlemiş), parlaklığı da 5000 katına çıkmış olacak. Dış katmanlarıyla merkezi arasındaki kütleçekim bağı iyice zayıflamış olacak. Dış katmanların uzaya yayılması sürecek ve 6-7 bin AB çapında bir “gezegenimsi bulutsu” oluşacak. Merkezdeyse Dünya’nın çapının 1,5 katı çapında (ana kol yıldızı olduğundaki çapının yüzde 1’i kadar), karbon ve oksijenden oluşan, ama Güneş’in kütlesinin yarısı kütlede bir beyaz cüce kalacak. Yoğunluğu 1 ton/cm3 ve yüzey sıcaklığı da 120.000°C dolayındaki bu beyaz cüce artık küçülmeyecek. Ama yüzey sıcaklığı zamanla düşecek.

3300 ışık yılı ötedeki Kedi Gözü Bulutsusu. Merkezdeki yıldızın şu anki kütlesi yaklaşık Güneş kütlesidir. İlk kütlesinin 5 Güneş kütlesi olduğu hesaplanmıştır. Yüzey sıcaklığı 80.000°C’tır. Saniyede 1900 km hızla esen yıldız rüzgârı nedeniyle, her saniye 20 trilyon ton kadar maddesi uzaya saçılmaktadır. Bir milyon yıl kadar sonra, bugünkü kütlesinin yüzde 30’unu yitirmiş olacaktır.

Sonraki 100 milyar yıl içinde beyaz cücenin yüzey sıcaklığı görünür dalga boyunda ışıma yapamayacak kadar azalacak ve beyaz cüce artık hiç görülemeyen bir siyah cüce olacak. Güneş’in bu şiddetli ve çalkantılı ölüm sürecinde ayakta kalmayı başaran gezegenler varsa, artık hiç görünür ışık yaymayan Güneş’in çevresinde, bugünkünden çok farklı yörüngelerde, hepsi buzdan birer küre olarak dönmeye devam edecek.

Kaynak: Çağlar Sunay, 50 Soruda Evren, Bilim ve Gelecek Kitaplığı, Ekim 2011, 1.Baskı, S.43-48