Bulutsular Nasıl Çalışır?

Uzay sondası Pioneer 10, 3 Mart 1972'de fırlatıldı. Güneş sistemimizde yaptığı bir yolculuktan sonra , kendisini Toros takımyıldızında bulunan bir yıldız olan Aldebaran'a götürecek bir yörüngede derin uzaya girdi. Pioneer 10, yıldızlararası uzayda iki milyon yıllık yolculuğunu yaparken neyle karşılaşacak? Hiçlik? Önlemek? Tam siyahlık?

Nezaket NASA ve
Kum Saati Bulutsusu gibi STScI Bulutsuları hayranlık ve merak uyandırabilir. Daha fazla nebula resmine bakın .

Gerçekte, Güneş ile Aldebaran arasındaki büyük boşluk hiç de boş değildir. Gökbilimcilerin yıldızlararası madde dediği toz ve gazlarla dolu. Bazen, bu yıldızlararası madde, Dünya'ya bağlı gözlemciler tarafından parıldayan bir bulut veya daha açık bir arka plana karşı karanlık bir siluet olarak görülebilecek şekilde toplanır . Bu bulutlar nebulalardır. Böyle bir bulut, Latince'de "sis" veya "bulut" anlamına gelen bir bulutsudur.

20. yüzyıla kadar gökbilimciler, Dünya'dan gözlemlenen herhangi bir parlayan, bulut benzeri nesneyi tanımlamak için bulutsu terimini kullandılar. Günün teleskopları bu nesneler hakkında çok az ayrıntı ortaya çıkardı, ancak gökbilimciler bu bulutsuların farklı şekillerde geldiğini bilecek kadar görebiliyorlardı. Bazıları sarmal bulutsu olarak adlandırıldı ; diğerlerine eliptik bulutsular deniyordu . Sonra 1920'lerde Amerikalı astronom Edwin Powell Hubble, zamanının en güçlü teleskopunu kullanarak, belirsiz, belirsiz bulutlar olduğuna inanılan nesnelerin çoğunun aslında galaksiler olduğunu keşfetti. Spesifik olarak, Andromeda sarmal bulutsunun aslında bir sarmal gökada olduğunu gözlemledi .

Bugün gökbilimciler, galaksilerin ve bulutsuların farklı özelliklere sahip benzersiz nesneler olduğunu biliyorlar. Ancak bu ayrım tek başına nebulaların ne olduğunu ve nasıl çalıştıklarını tam olarak açıklamaya yetmez. Bu makale, bulutsuların ne oldukları, neyden yapıldıkları, nerede bulundukları ve ne yaptıkları hakkında daha kapsamlı bir genel bakış sağlamak için temel tanımın ötesine geçecektir. İlk adımımız, bir bulutsunun evrenin büyük tasarımındaki yerini anlamaktır.

1. Kozmik Hiyerarşide Bulutsular
2. Bulutsu Türleri
3. Yıldız Oluşum Alanları Olarak Bulutsular
4. Yıldız Yıkım Sahneleri Olarak Bulutsular
5. Bulutsu Araştırmalarının Geleceği

Bulutsuların evrendeki yerini anlamak için bir astronom gibi düşünmek yardımcı olur. Gökbilimciler, evreni bir dizi "iç içe" düzey halinde düzenleyerek anlamlandırır. Kendi başlarına devasa nesneler olan nebulalar, bu hiyerarşinin ortasında bir seviyeyi işgal eder. Sıra şudur: Üstkümeler en üst seviyeyi oluşturur, ardından kümeler, galaksiler , bulutsular, yıldız sistemleri, yıldızlar, gezegenler ve aylar gelir . Aşağıdaki çizimi kılavuz olarak kullanarak her birine kısaca bakalım.

• Üstkümeler , birkaç gökada kümesinden oluşur. Kozmik hiyerarşinin en yüksek seviyesini temsil ederler ve evrendeki en büyük nesnelerdir. Bazıları 100 milyon ışıkyılı genişliğindedir. Işık yılı , ışığın bir yılda kat ettiği mesafedir. Işık saniyede 300.000 kilometre hızla yol aldığı için yılda 9.46 trilyon kilometre yol kat edebilir . Bu 5,88 trilyon mil ile aynı. Üstküme örnekleri arasında Başak veya Yerel Üstküme; Koma Üstkümesi; Herkül Üstkümesi; Kahraman Üstkümesi; ve Güney Süpergalaksi.
• Küme , birlikte hareket eden bir gökada grubudur. İki veya üç gökada içerebilirler veya binlerce gökadaları olabilir. Ev galaksimiz Samanyolu , Yerel Grup olarak bilinen bir kümenin parçasıdır. En yakın galaktik komşumuz Andromeda Galaksisi de diğer birçokları gibi Yerel Grup'a aittir.
  


• Ölçeğin ardından , gökbilimcilerin bir zamanlar ada evrenleri dediği galaksiler gelir . Elbette bunlar bireysel evrenler değil, yıldızların, gazların ve toz parçacıklarının koleksiyonlarıdır. Spiral, eliptik ve düzensiz olmak üzere çeşitli şekillerde gelirler ve büyüklükleri büyük ölçüde değişir. Samanyolu, [kaynak: NASA ] boyunca 70.000 ila 100.000 ışıkyılı olan bir sarmal gökadadır .
  


• Bulutsular galaksilerin içinde bulunur, yıldızlar arasındaki boşluğu doldurur veya yıldızları bir pelerin gibi sarar. Toz ve gazdan oluşurlar ve parlak veya kara bulutlar olarak görünebilirler. Gaz çoğunlukla bir miktar helyum ile karıştırılmış hidrojendir. Aslında, gökbilimciler bazen bulutsuları içerdikleri hidrojen türüne göre sınıflandırırlar: H+ bulutsuları çoğunlukla iyonize hidrojen içerir (elektronların çıkarıldığı hidrojen atomları); HI bulutsuları çoğunlukla nötr hidrojen içerir; ve H II bulutsuları , moleküler formda (H2) bulunan hidrojen _içerir . Bulutsunun diğer temel bileşeni olan toz, karbon, silikon, magnezyum, alüminyum ve diğer elementleri içeren ince parçacıklardan oluşur.
  
  Bir bulutsunun tozu ve gazı çok ince bir şekilde yayılır. Tek bir bulut, bir duman bulutundan inç küp başına daha az atom içerir. Ancak tek bir bulutun boyutu çok büyük olduğu ve birçok ışık yılı boyunca uzandığı için, arkasındaki diğer nesneleri karartabilir veya engelleyebilir.


• Daha sonra güneş sistemimiz gibi yıldız sistemleri gelir. Bir yıldız sistemi, içerdiği gezegenlerin sayısına bağlı olarak bir ila iki ışıkyılı genişliğinde olabilir. Böyle bir sistemin kalbinde, termonükleer reaksiyonlarla enerji üreten bir gök cismi olan bir yıldız bulunur. Tek bir bulutsu çok sayıda yıldızla ilişkilendirilebilir. Örneğin, Kartal Bulutsusu, yüzlerce genç, parlak yıldızdan oluşan bir koleksiyon olan M16 yıldız kümesine ev sahipliği yapmaktadır. Orta büyüklükte, orta yaşlı bir yıldız olan güneşimiz, Kartal Bulutsusu'nda bulunanlardan çok daha yaşlıdır. Diğer iyi bilinen yıldızlar arasında Alpha Centauri, Proxima Centauri ve Sirius bulunur.
  
  
  

  
  NASA ve STScI'nin izniyle
  Kartal Bulutsusu'nun bir görüntüsü, embriyonik yıldızlar içeren birçok kürecik ortaya koymaktadır.

Son olarak, ölçeğimizde gösterilmesi zor olan kozmik hiyerarşi düzeyinde, gezegenlerimiz ve aylarımız var - nebulalara kıyasla sadece noktalar. Asteroitler, kuyruklu yıldızlar ve meteoroidler , küçük uydulardan büyük kayalara kadar değişen boyutlarda daha da küçüktür.

Gökbilimciler genellikle bulutsuları iki geniş kategoriye ayırır - parlak ve karanlık . Parlak bulutsular, parıldadıkları yakın yıldızlara yeterince yakındır, ancak bu parıltıyı ürettikleri yöntem iki faktöre bağlıdır. Birincisi bir bulutsunun yıldıza yakınlığı , ikincisi ise yıldızın sıcaklığı. Bir bulutsu sıcak bir yıldıza çok yakın olduğunda, büyük miktarda ultraviyole radyasyonu emebilir. Bu, gazı yaklaşık 10.000 Kelvin'e (9,726 santigrat derece veya 17,540 derece Fahrenheit) ısıtır. Böyle aşırı sıcaklıklarda, hidrojen gazı uyarılır ve bir floresan ışığı ile parlar . Gökbilimciler bu tür bulutsuya salma bulutsusu derler .. Orion'daki Büyük Bulutsusu (M42) klasik bir salma bulutsudur.

NASA ve STScI'nin izniyle
Orion Bulutsusu bir salma bulutsusudur. Görüntünün merkezine yakın bir yerde bulunan Trapezium olarak bilinen dört büyük yıldız tarafından aydınlatılır ve ısıtılır.

Bazen bir bulutsu bir yıldızdan daha uzaktadır veya yıldız o kadar sıcak değildir. Bu durumda, bulutsu bulutun tozu, mum ışığını yansıtan kararmış gümüş gibi ışığı yansıtır. Parçacıklar tercihen mavi ışığı saçtığı için çoğu yansıma bulutsu mavimsi bir renk alır. Ancak birkaçı, onları aydınlatan yıldızın ışığını güçlü bir şekilde yansıtır. Boğa burcundaki Ülker yıldız kümesi birkaç yansıtıcı bulutsu içerir.

Karanlık bulutsular, aydınlatılacak yıldızlara yeterince yakın değildir. Yalnızca
daha parlak bir şey - örneğin bir yıldız kümesi - bir fon sağladığında görünürler. Bazen karanlık bulutsular, parlak bulutsuların içinde şeritler, sokaklar veya küreler olarak görünür. Üç Boğumlu Bulutsusu, karanlık toz sokaklarıyla üç bölgeye ayrılmış gibi görünen parlak kırmızı bir salma bulutsudur. Orion'daki Atbaşı Bulutsusu, Samanyolu'nu uzunluğu boyunca ikiye bölen büyük karanlık bant gibi, aynı zamanda karanlık bir bulutsu .

Nezaket NASA ve STScI
Atbaşı Bulutsusu, Avcı'da bulunan karanlık bir bulutsu. Sadece daha açık renkli bir arka planın üzerinde olduğu için görülebilir.

Bulutsular, parlak veya karanlık olarak sınıflandırılmalarının yanı sıra isimler de alırlar. Fransız bir gökbilimci olan Charles Messier, 18. yüzyılda yıldız olmayan nesneleri kataloglamaya başladı. İsimleri kullanmak yerine sayıları kullandı. Listelediği ilk nesne, Messier-1 veya M-1 olarak adlandırdığı Boğa'daki Yengeç Bulutsusu'ydu. Halka Bulutsusu M-57'yi belirledi. Galaksiler de onun listesini yaptı. Kaydettiği 31. nesne olan Andromeda Gökadası M-31 oldu. 19. yüzyılda amatör gökbilimciler, görünüşlerine göre Messier nesnelerinin neredeyse tamamına ortak isimler verdiler. Halter Bulutsusu, Atbaşı Bulutsusu ve Baykuş Bulutsusu gibi isimler bu şekilde astronomi sözlüğüne girmiştir. Orion Bulutsusu gibi bazı bulutsular, bir parçası gibi göründükleri takımyıldızın adını almıştır.

Ancak çok az isim, nebulaların kozmosta oynadığı hayati role işaret ediyor. Sonraki sayfada, nebulaların gece gökyüzünde güzelce parlamaktan fazlasını yaptığını öğreneceğiz.

Yukarıda açıklanan sınıflandırma şeması, yardımcı olmakla birlikte, bir bulutsunun sabit ve değişmez olduğunu, sonsuza kadar tek bir durumda var olduğunu ima ediyor gibi görünmektedir. Durum bu değil. Çeşitli parlak ve karanlık bulutsular aslında yıldız evrimindeki farklı aşamaları temsil eder. Bulutsuların nasıl yıldız oluşumunun beşiği gibi davrandığını anlamak için bu evrim sürecini inceleyelim.

Karanlık Bulutsu: Tohumlar Ekilir

Bulutsuların düşük yoğunluklu bulutlar olduğunu zaten biliyoruz . Ayrıca sezgisel olarak yıldızların çok yoğun nesneler olduğunu biliyoruz. Bir bulutsunun yıldızların doğum yeri olarak hareket etmesi gerekiyorsa, o zaman yapı taşı malzemeleri - toz parçacıkları ve hidrojen ve helyum gazı - birlikte çekilmeli ve nispeten küçük bir madde "topu" halinde sıkıştırılmalıdır. Görünüşe göre, bu yoğunlaşma süreci karanlık bulutsular boyunca çeşitli bölgelerde meydana gelir ( yansıma bulutsuları da, aslında yakındaki yıldızların ışığını yansıtan karanlık bulutsulardan başka bir şey değildir ).

Yerçekimi , yoğunlaşmayı harekete geçiren kuvvettir. Bir toz ve gaz topu kendi yerçekimi altında büzülürken büzülmeye ve çekirdeği giderek daha hızlı çökmeye başlar. Bu, çekirdeğin ısınmasına ve dönmesine neden olur. Bu aşamada, yoğunlaştırılmış malzemeye protostar denir . Bir bulutsu, her biri ayrı bir yıldız sistemi olmaya mahkum olan birçok önyıldıza sahip olabilir.

Bazı önyıldızlar güneşimizden daha az kütleye sahiptir. O kadar küçüktürler ki, yıldızlara özgü termonükleer reaksiyonları başlatamazlar. Yine de, bu nesneler loş bir şekilde parlayabilir, çünkü yerçekimi kuvveti onların büzülmeye devam etmesine neden olur ve bu da süreçte enerjiyi serbest bırakır. Gökbilimciler, bu nesneleri küçük boyutlarını ve nispeten önemsiz güç çıktılarını tanımlamanın bir yolu olarak kahverengi cüceler olarak etiketliyorlar.

Diğer önyıldızlar daha büyük, bizim güneşimizden kat kat daha kütleli . Bu büyük önyıldızlar büzülmeye devam eder, ancak yalnızca büzülme yoluyla ısı üretmek yerine, termonükleer füzyon olarak bilinen bir süreçte hidrojeni helyuma dönüştürmeye başlarlar . Bu noktada ön yıldız evresi sona erer ve gerçek bir yıldız oluşmaya başlar. Etrafında dönen bir artık toz ve gaz bulutu var - milyarlarca yıl boyunca bir gezegenler ve aylar sistemi oluşturabilen malzemenin ta kendisi.

Emisyon Bulutsusu: Bir Yıldız Doğuyor

Bir protostar, kendi termonükleer reaksiyonlarıyla beslenen, kendi kendine yayılan bir nesne olduğunda, gerçek bir yıldız olur. Yeterince büyükse, bir yıldız bulutsu malzemeyi iyonize edebilir ve çevresinde bir floresan alanı üretebilir. Şimdi parlayan karanlık bulutsu, bir salma bulutsusu haline geliyor.

Tek bir salma bulutsusu çok sayıda yeni doğan yıldızla doldurulabilir. Bunun iyi bir örneği, aktif yıldız oluşum alanı olan Tekboynuz Tekboynuz'daki Koni Bulutsusu'dur. Koni Bulutsusu, birçoğu hala bulut ve toz içinde gizlendiği için parlaklıkları büyük ölçüde değişen birçok yepyeni yıldızı barındıran muazzam bir hidrojen gazı bulutunun parçasıdır. Koni Bulutsusu ile ilişkili en parlak yıldız S Monocerotos'tur.

Nezaket NASA ve STScI
Koni Bulutsusu aslında çok daha büyük bir bulutsu bulutunun sadece küçük bir parçasıdır.

Bulutsular ayrıca bir yıldızın ölümünün yerini de işaretleyebilir. Bir sonraki sayfada, bunun nasıl olabileceğine bakacağız.

Yıldız doğumuyla değil, yıldız ölümüyle ilişkili iki tür parlak bulutsu vardır . Bunlardan ilki gezegenimsi bulutsulardır , çünkü gezegenlere benzeyen yuvarlak nesnelerdir. Gezegenimsi bulutsu, orta büyüklükteki bir yıldızın yaşam döngüsünün son aşamalarından biri olan kırmızı dev bir yıldızın müstakil dış atmosferidir. Gezegenimsi bulutsular şu şekilde oluşur:

1. Yakıt olarak hidrojeni düşük olan yaşlanan bir yıldız, helyum yakmaya başlar.
2. Dış katmanlarında hidrojen yakmaya devam eder ve bunu yaparken dev bir boyuta kadar şişer.
3. Yüzey soğur ve kızarır.
4. Dev yıldız kararsız hale gelir ve dış katmanlarını çıkarır.
5. Fırlatılan bu malzeme, sıcak, mavimsi beyaz bir çekirdeği çevreleyen bir gezegenimsi bulutsu oluşturur.
6. Çekirdekten gelen ısı, bulutsunun parlamasını sağlar.
   
   
   

   
   NASA ve STScI'nin izniyle
   Eskimo Bulutsusu, yaklaşık 10.000 yıl önce patlayan kırmızı bir dev yıldızın ölümüyle oluşmuştur.

Gezegenimsi bulutsuya güzel bir örnek, İkizler takımyıldızında Dünya'dan yaklaşık 5.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunan Eskimo Bulutsusu'dur . 1787'de William Herschel tarafından keşfedilen bulutsu, adını yerdeki teleskoplarla bakıldığında bir kürk parka ile çevrili bir yüze benzediği için alıyor. Parka aslında merkezi, ölmekte olan bir yıldızdan akan bir malzeme halkasıdır.

Bir yıldız yeterince büyükse, kırmızı bir dev olarak değil, bir süpernova olarak ölür. Bir yıldız patladığında ve malzemesinin çoğunu uzaya fırlattığında bir süpernova meydana gelir. Bir süpernova, ikili veya iki yıldızlı bir sistem içerdiğinde, Tip 1 süpernova olarak bilinir . Bir süpernova yalnız bir yıldız içerdiğinde, Tip 2 süpernova olarak bilinir .

Tip 1 süpernovalarda, ikili sistemdeki bir yıldız, hidrojeninin neredeyse tamamını tüketen ölmekte olan bir beyaz cücedir. Beyaz cüce, eşlik ettiği yıldızın dış katmanlarından malzeme çeker. Bu malzeme cücenin dış bölgelerinde yanar ve çekirdeğinin aşırı sıcaklıklara kadar ısınmasına neden olur. Beyaz cüce kaçak bir tepkimede tükenirken patlar ve kalıntılarını geniş bir bulutun - bir nebula- içinde dışarı atar. Ortalama olarak, bir galakside 140 yılda bir [kaynak: Ronan ] bir Tip 1 süpernova meydana gelir.

Tip 2 süpernovalar, belki de bir galakside [kaynak: Ronan ] her 91 yılda bir daha sık görülür . Tip 2 süpernovada, tek bir yıldız ani bir çöküş yaşar. Böyle bir yıldızın çekirdeği çok yoğun hale gelir - sıkıca paketlenmiş bir nötron topu. Yıldızın malzemesinin geri kalanı kendi ağırlığı altında içe doğru düşerken, çekirdeğe öyle bir kuvvetle çarpar ki, muhteşem bir patlamayla tekrar dışarı "seker". Bu patlama, Dünya'dan kolayca gözlemlenebilen görünür bir bulutsu oluşturur.

En iyi çalışılan Tip 2 süpernova, MS 1054'te Çinli ve Arap gökbilimciler tarafından keşfedilen ve yeni bir yıldıza baktıklarına inanan Yengeç Bulutsusu'dur. "Yıldız" birkaç hafta boyunca daha parlak hale geldi ve Temmuz ayına kadar gündüz bile 23 gün boyunca gözlemlenebildi. Yaklaşık iki yıl boyunca çıplak gözle görülebildi. Büyük Macellan Bulutu'ndaki süpernova SN1987A, 1987'de patlayan başka bir Tip 2 süpernovadır. Bulutsusu, Dünya'nın Güneş etrafındaki yörüngesinin çapına - 300 milyon kilometre - sadece 10 saat içinde genişledi [kaynak: Ronan ].

NASA ve STScI'nin izniyle
Yengeç Bulutsusu, Boğa takımyıldızında bir Tip 2 süpernova kalıntısıdır.

Bilim adamları, uzun süredir üzerinde çalışılan bulutsular hakkındaki anlayışlarını genişletmeye devam ediyor. Bu ilerlemelerin çoğu, teleskoplardaki ve diğer gözlem teknolojisindeki gelişmelerden kaynaklanmaktadır. Hubble Teleskobu , bulutsular hakkında büyük bir ayrıntıyı ortaya çıkardı. 2005 yılında, uzay teleskopu, gözlemevi tarafından şimdiye kadar bir araya getirilmiş en büyük görüntülerden birinde Yengeç Bulutsusu'nun en ayrıntılı görüntüsünü yakaladı. Ve 2006'da Spitzer Teleskobu (2003'te Uzay Kızılötesi Teleskobu olarak piyasaya sürüldü), Orion Bulutsusu hakkında daha önce hiç görülmemiş verileri topladı.

Spitzer'in kızılötesi gözü, elektromanyetik spektrumun görünür aralığında Orion'u tarayan çoğu geleneksel teleskop tarafından görülemeyecek kadar küçük veya uzak olan yaklaşık 2.300 gezegen oluşturan malzeme diski buldu. Spitzer ayrıca henüz herhangi bir gezegen diski geliştirmemiş olan yaklaşık 200 "bebek" yıldızı da ortaya çıkardı [kaynak: NASA Jet Propulsion Laboratory ].

Bunlar, Pioneer 10 gibi uzay sondalarının galakside yolculuk ederken karşılaşabilecekleri harikalar . Bununla birlikte, uzay kaşifleri, bulutsuların ilk elden bir görüntüsünün tadını asla çıkaramayabilir. Ana gezegenimize en yakın yıldız fabrikası olan Orion, Dünya'dan yaklaşık 1.450 ışıkyılı uzaklıkta yer almaktadır .

Bulutsular, astronomi ve ilgili konular hakkında daha fazla bilgi için bir sonraki sayfadaki bağlantılara göz atın.

İlk Yayınlanma: 18 Haz 2008

Bir bulutsu galaksiden daha mı büyük?

İki tür bulutsu nedir?

Bulutsu nasıl oluşur?

Yengeç Bulutsusu galaksimizde mi?

En büyük Bulutsusu hangisidir?

Daha Fazla Bilgi