Ara

Evrenin En Yaşlı Gök Cisimleri: Kuasarlar

Kuasar kelimesi İngilizcede quasi stellar object yani, yıldız benzeri radyo kaynağı ifadesinin kısaltmasından türetilmiştir. İlk gözlemlendiklerinde noktamsı elektromanyetik ışınım kaynaklarına benzetildiklerinden ve bu ışınım, spektrumun radyo tarafında kaldığından dolayı bu ismi uygun görmüşler. Fakat artık biliyoruz ki, yaydıkları ışınım yüksek frekanslı X-ışınlarından düşük frekanslı kızılötesi ışınlara kadar uzanan geniş bir aralıkta bulunur. Hatta bazı kuasarlar canlılar için felaket anlamına gelen aşırı yüksek frekanslı gama ışınları ve çok düşük frekanslı radyo dalgaları da yayarlar.


Peki, kuasar nedir ve evrenimizde yaşamın ortaya çıkışında nasıl bir rol oynamıştır? Bu soruyu cevaplamak için bir kuasarın oluşumunu yakından inceleyelim. Evren oluştuktan kabaca 40 ile 80 milyon yıl sonra ilk kara delikler oluşmaya başladı. Bu kara deliklerin kütlesi sıradan bir kara deliğe göre fazlaydı ve bu yüzden bilim insanları onlara süper kütleli kara delik adını verdi. Güneşten milyarlarca kat daha fazla kütleye sahip olan bu kara deliklerin bu kadar büyük olmasının sebebi ile ilgili farklı görüşler mevcut. 13.7 milyar yıl önce büyük patlama ile birlikte genişlemeye başlayan evrenimiz bebeklik döneminde bugünkü kadar geniş değildi. Evren ve dolayısıyla madde bu dönemde çok sıkışık olduğundan tüm gazlar ve tozların bir araya gelip yoğun gaz kümeleri oluşturmuş olabilecekleri ve bu yoğun kümelerin bir noktadan sonra kütle çekimi etkisi ile kendi içlerine çökmeye başlayarak süper kütleli kara delikleri oluşturdukları düşünülüyordu.


Fakat son yapılan araştırmalar evrenin doğumundan sonra oluşan bu yoğun gaz kümelerinin kütlelerinin sandığımızdan çok daha az olduğunu ve dolayısıyla bir süper kütleli kara deliği oluşturamayacaklarını ortaya koyuyor. Bu süper kütleli kara delikleri oluşturan şeyin normal madde değil de başka bir şey, belki de karanlık madde olabileceği düşünülüyor. Karanlık madde hakkında çok fazla bilgi sahibi olmadığımızdan onunla ilgili normal maddenin evrenin %4-5’ini oluştururken karanlık maddenin evrenin %21-26’sını oluşturduğunu ve gözle görülemediği, ışık ya da enerji yaymadığı için adına karanlık madde denildiğini söyleyip kuasarların oluşum aşamalarından bahsetmeye devam etmek istiyorum.


Eğer evrenimizin bebeklik dönemlerinde oluşmuş olan bu süper kütleli kara deliklerin yanından geçmeye çalışan bir madde olursa kara delik tarafından çekilecektir. Ki onlardan bolca vardı ve bu kara delikler ilk oluşukları zamanlarda günümüzde oldukları kadar sakin değillerdi. Çünkü onlar adeta bir madde havuzunun içinde doğmuşlardı ve bu ortam onların kolaylıkla madde yutabilecekleri bir ortamdı. Yeterince ivmesi olmayan maddeler kara deliğin içine çekilirken olay ufkuna yakalanmayacak kadar ivmesi olanlar kara deliğin etrafında dönmeye başlayacaktır. Olay ufkuna giren hiçbir şey, elektromanyetik ışınım bile karadeliğe çekilmekten kurtulamaz. Fakat olay ufkundan kaçmayı başarabilen ve bu süper kütleli kara deliğin etrafında dönmeye başlayan maddeler yığılma diski oluşturur. Merkeze doğru çekilen maddenin hızı gittikçe artar. Madde giderek hızlandıkça kara deliğe yaklaştıkça ve parçacıkların birbirleriyle çarpışma oranı iyice arttıkça maddenin buraya çekilmesi sırasında oluşan potansiyel ve kinetik enerji sıcaklığa dönüşür. Madde bu olay ufkunun etrafında inanılmaz sıcaklıklara ulaşır ve bir yerden sonra elektromanyetik ışınım yaymaya başlar.



İşte bu oluşuma “kuasar” denir. Kuasarlar evrende bildiğimiz en aydınlık cisimlerdir. Trilyonlarca yıldızdan, tüm bir galaksiden bile daha aydınlık olabilirler. Üstelik bu aydınlık bir galaksinin boyutundan çok daha küçük bir yerden, galaksinin merkezinden yayılır. Sebep oldukları bu güçlü şok dalgaları ve radyasyonlar nedeniyle yaşam için oldukça tehlikeli gök cisimleridir. Eğer dünyamız bir kuasara yakın olsaydı, oradan yayılan zararlı ışınlar ozon tabakamızı yok edebilir ve yaşamı tüketebilirdi. Bu yüzden bilim insanları kuasarların çevrelerinde yaşamın olma ihtimalinin oldukça az olduğunu düşünüyorlar.


Kuasarlar çok tehlikeli canavarlar gibi gözükseler de sonsuza kadar böyle kalmıyorlar. Zaman içinde süper kütleli kara delik çevresinde toplanan madde azalıyor. Kara Delik daha fazla madde yiyemiyor ya da tüketemiyor ve durgunlaşıyor. Parlaklıkları ve yaydıkları zararlı ışınımlar da azalıyor. Ve artık süper kütleli kara deliğe baktığımızda sadece yörüngesinde dönen şeyler görüyoruz; yani galaksileri. Evet, kuasarlar aslında ilk galaksilerdir. Daha doğrusu galaksilerin aktif çekirdekleridir. Örneğin Samanyolunun aktif bir çekirdeği yoktur. Galaksinin merkezindeki şey şu anda bir kuasar değildir. Samanyolunun merkezindeki kara delik şu anda madde sindirmiyor ama geçmişinin bir bölümünde yörüngeye oturacak kadar ivmesi olmadığından kara delik tarafından birçok madde tüketilmiş ve yaydığı elektromanyetik ışınımlar sebebiyle dışarıdan bir kuasar olarak gözlemlenmiş olabilir. Fakat, galaksimizdeki süper kütleli kara deliğin boyutu oldukça ufak olduğu için hiçbir zaman kuasar oluşturmamış da olabilir.


Bununla beraber eğer kuasarlar olmasaydı yaşam hiçbir zaman ortaya çıkamayabilirdi ya da şimdikinden çok daha geç ortaya çıkabilirdi. Çünkü evrenin bebeklik döneminde ilk kara delikler olduğu gibi ilk yıldızlar da vardı. Bu yıldızların kütlesi ve boyutu ise evrendeki mevcut en büyük yıldızlardan bile onlarca kat daha büyüktü. Bir yıldızın kütlesi ve boyutu ne kadar büyükse ömrü de o kadar kısa olur. Örneğin Güneş ortalama bir boyuta ve ortalama bir kütleye sahiptir. Bu boyuttaki bir yıldızın toplam ömrü ise kabaca 15 milyar yıldır. Evrenin bebeklik döneminde oluşmuş yıldızların ömürleri ise boyutları yüzünden kabaca 1 milyon yıl kadardı ve bu durum evrende sürekli süpernova patlamalarının yaşanmasına ve kaotik bir ortamın oluşmasına sebep oluyordu. Yani yaşam bu şartlarda ortaya çıksaydı varlığını uzun süre devam ettiremezdi. İşte kuasarlar yuttukları ve ısıttıkları maddeler sayesinde devasa yıldızların oluşmasını engellemiş ve yıldız oluşumlarını ertelemiştir. Kuasarlar durgunlaştıktan sonra da galaksiler ortaya çıkmış ve evren günümüzdeki halini almaya başlamıştır.


Kuasarlar ile ilgili ilginç başka bir konu da bize en yakın olanın 780 milyon ışık yılı uzaklıkta ve çoğunun da 3 milyar ışık yılından daha uzakta olması. Yani, aslında kuasarları gözlemlediğimizde bir nevi geçmişi de gözlemlemiş oluyoruz. Çünkü ışığın bize ulaşması 780 milyon yıl sürmüş. Bu olaylar geçmişte yaşandı ama biz ancak bugün gözlemleyebiliyoruz. Bu da kuasarların evrenin daha genç bir döneminde, bundan 3 milyar yıl önce galaksilerin merkezindeki süper kütleli kara deliklerin tüketebileceği yeterince madde olduğu dönemde var oldukları anlamına gelir. Bildiğimiz kadarıyla evrenin geri kalanında pek fazla kuasar yok. Ancak her ne kadar maddenin büyük çoğunluğu belki bizim galaksimizin merkezindeki süper kütleli kara delik tarafından tüketilmiş olsa da gelecekte bir gün tekrar daha fazla yıldızsal madde tüketebilecek hale gelebilir ve bu, bundan 4-5 milyar yıl sonra andromeda galaksisi ile çarpıştığımız zaman gerçekleşebilir.



Kaynaklar ve İleri Okuma


  1. http://www.khanacademy.org.tr/fen-bilimleri/yer-ve-uzay-bilimleri/yildizlar,-kara-delikler-ve-galaksiler/kuasarlar-ve-galaktik-carpismalar/kuasarlar/7574

  2. http://www.khanacademy.org.tr/fen-bilimleri/yer-ve-uzay-bilimleri/yildizlar,-kara-delikler-ve-galaksiler/kuasarlar-ve-galaktik-carpismalar/kuasarlar-duzeltme)/7575

  3. https://www.youtube.com/watch?v=Z1xXHEDl4zI

  4. https://www.youtube.com/watch?v=qvVlcR5aIdQ