Wired’in haberine göre,
Gökyüzünde gördüğünüzden emin olduğum ünlü bir yıldız var. Adı Betelgeuse ve onu Orion takımyıldızında, Orion’un sağ omzunu işaretlediği yerde bulabilirsiniz. Eğer ona “Beetlejuice” demek istiyorsanız, bunu üç kez söylemediğiniz sürece sorun değil.
Ama orada bir şeyler oluyor. Bu kırmızı süperdev son birkaç yıldır tekrar tekrar sönükleşti, bu da çok yakında tam süpernovaya dönüşmeye hazır olduğu anlamına gelebilir – ve “yakında” derken önümüzdeki 10.000 yıl içinde demek istiyoruz. Aslında, yaklaşık 500 ışık yılı uzaklıkta olduğundan, bunun çoktan patladı ve henüz bunu bilmiyoruz. Yarın ortaya çıkabilir.
Kesin olan bir şey var: Betelgeuse patlarsa, insanların gördüğü en parlak süpernova olacak. Ne kadar parlak olduğundan bahsediyoruz? Gündüzleri görebilir misiniz? Tehlikeli olur mu? Tüm bunları çok temel fizikle nasıl çözeceğinizi göstereceğim.
Süpernova Nedir?
Çoğu yıldızda çekirdek, en hafif iki element olan hidrojen ve helyumdan oluşur; ancak yalnızca bu atomların pozitif yüklü çekirdekleri, çünkü elektronların sabit kalması için çok sıcaktır. Muazzam yer çekimi ve sıcaklıklar altında, bu çekirdekler daha ağır elementlere dönüşebilir ve bu süreçte muazzam miktarda enerji açığa çıkarabilir. (Bu nükleer füzyon, güneşimizin enerjisini aldığı yerdir.)
Güneşimiz gibi sabit bir yıldız için, iki karşıt kuvvet arasında bir denge vardır. Yıldızdaki tüm maddenin kütlesi, yıldızı çökertmeye meyilli bir çekim kuvveti üretir. Ancak, bu çekirdekten gelen dışarıya doğru itme kuvvetiyle dengelenir, bu yüzden yıldız bir gezegen gibi katı bir nesne olmasa bile boyut olarak oldukça sabit kalır.
Ancak bir yıldız yaşlandıkça, hidrojenini ve helyumunu yavaş yavaş tüketir ve karbon, oksijen, silikon ve son olarak demir gibi daha ağır elementler üretmeye başlar. Ve bu kadar ileri gider—demirden daha ağır elementleri birleştirir almak enerji yaratmak yerine onu yok eder, böylece yıldız esasen yakıtını tüketir ve kendi içine çöker.
Bazı durumlarda, bu çöküş çok şiddetli olabilir; o kadar şiddetlidir ki yıldızın çekirdeğindeki basıncı ve sıcaklığı hızla artırır. Yıldız daha sonra patlar. Büyük patlama. Peki, büyük sessiz patlamalar uzay boşluğunda ses çıkarmadığından güm.
Ancak bu ÇOK FAZLA ışık enerjisi üretir. Karşılaştırma için, güneşimiz bir 3,8 x 10’luk parlaklık veya güç çıkışı26 watt. A 2015 yılında gözlemlenen süpernova (ASASSN-15h) yaklaşık 2 x 10’luk bir tepe parlaklığına sahipti38 watt. Bu 500 watt’tan daha fazla güç çıkışıdır milyar güneşler. Çılgınca. Ah, onu görmedin mi? Evet, çünkü o farklı bir galaksideydi. Betelgeuse, astronomik olarak konuşursak, arka bahçemizde.
Parlaklık ve Aydınlatma
Uzun zaman önce, Hipparchus adlı bir Yunan filozofu, yıldızları gece gökyüzünde ne kadar parlak göründüklerine göre altı gruba ayırdı. Bundan yola çıkarak, “görünen büyüklük” için bir sınıflandırma şeması geliştirdik; bu şemaya göre, 1 büyüklüğündeki bir yıldız çok parlak görünürken, ışık kirliliği nedeniyle 6 büyüklüğündeki bir yıldızı muhtemelen göremezsiniz. Betelgeuse ilk gruptadır.
Açık olmak gerekirse, bu bir yıldızın gerçek parlaklığı değildir; Dünya’dan ne kadar parlak göründüğüdür ve bu (1) ne kadar ışık ürettiğine ve (2) ne kadar uzakta olduğuna bağlıdır. Ayrıca (3), büyüklük insan gözünün nesneleri nasıl gördüğüne dayanır ve doğrusal değildir. 1. büyüklükteki bir nesnenin ışık yoğunluğu (metrekare başına watt cinsinden) 6. büyüklükteki bir nesneden 100 kat daha fazladır.