Atomların, protonların ve nötronların yapıtaşları kuark ve gluon adındaki parçacıklardan oluşur. Big Bang’den bir süre sonra evren kuarkların ve gluonların istikrarlı etkileşimleri için fazla enerji yüklüydü ve fazlasıyla yoğun bir haldeydi. Bunun yerine evren kuark-gluon plazması adında bir maddeyle doldu. Bu sayede parçacıklar birbiri arasında karmaşık bir şekilde etkileşime girebilecekti.
Milyarlarca yıl sonra birkaç primat (bunlar biz oluyoruz) ağır atomları çarpıştırarak kuark-gluon plazmalarını tekrar oluşturmayı çözdüler. Evrenin ilk anından itibaren bu materyal ilk defa keşfedilmişti. Ancak bir grup astrofizikçi en büyük yıldızların patladıklarında kuark-gluon plazmalarına benzer maddeler oluşturduklarını ileri sürüyorlar. Bu araştırmacılar ayrıca ileri sürdükleri bu tezi uzakta gördüğümüz süpernovaları açıklamak için kullanıyorlar.
Yıldız patlamalarının fizik modelleri evrende gördüklerimizi kayda değer şekilde açıklar nitelikte. Fizik modelleri bir yıldızın patlamadan önce ne kadar kütleye ihtiyacı olduğunu anlamamıza yardımcı oldu ve farklı süpernova seviyelerini açıklamamız için bize yol gösterdiler. Ancak Güneş’ten çok daha fazla kütleye sahip olan mavi üstdevlerin fizik modelleri patlamıyorlar.
Bazı yıldızlar patladıklarında yok olmasalar da bu yıldızlara hiçbir şey olmadığı anlamına gelmiyor. Yalnızca yıldızın parçaları dağılmadan onu yutabilecek kara delikler üretiyorlar. Bunun olduğuyla ilgili kanıtlar olsa da çok büyük yıldız patlamaları da görülmüştür. Hatta daha önce devasa yıldızların patlamaları sonucu olan süpernovalar görüldü. Bu durum da bize modellerde bir sorun olabileceğini söylüyor.
Yeni bir araştırma kaynaklanan problemin biraz karışık olduğunu belirtiyor. Öncelikle yıldızların patlaması bir saniyeden daha kısa bir sürede gerçekleşebilir. Yıldızın füzyon reaksiyonları kendi yerçekimini dengeleyecek enerjiyi üretemediğinde yıldızın yıkımı başlar. Bu sırada yıldızın demirce zengin çekirdeği yerçekimini kaldıramaz ve çöker. Bu da içindeki atomları fazlasıyla sıcak ancak aynı şekilde yoğun bir hale sokar. Kuark-gluon plazması olacak kadar yüksek bir sıcaklık. Modellerin bir saniye içinde gerçekleşen bu durumu nasıl ele aldığı ise sorunun kendisidir.
Süpernova sırasında bazı materyaller 2,6 x 1014 g/cm3’e ulaşabilir (karşılaştırma yapmanız için, kurşunun yoğunluğu 11 g/cm3’tür). Bundan sonra ne olduğu konusunda kesin bir fikrimiz olmasa da teorik çalışmalar basıncın kuark-gluon plazmayla ilgili kuark maddesi adında bir madde oluşturduğunu öne sürüyor. Kuark maddesinden kuark-gluon plazmasına geçiş evresinde gereken kesin enerji ve basınçlar şu an için bilinmiyor ve evrelerin bir birleşimi bazı durumlarda gerekli olabilir.
Peki, bu durumların hepsini nasıl modellersiniz? Bilim insanları daha genel bir kuark-gluon plazma modeli oluşturdular ve evre geçişlerini de hesapladılar. Ekip bundan sonra güneşin kütlesinin 50 katı büyüklükteki bir yıldız modelledi. Çekirdeğindeki demir oranı arttığında ise çekirdek çökmeye başladı ve çöken çekirdeğin bir kısmı nötron yıldızı şeklinde dış yönlü bir şok dalgası oluşturdu. Ancak bu şok dalgası, nötron yıldızının yerçekimi çekirdeği içine çektikçe yavaşlar. Bu noktada süpernova modelleri patlamayı durdurur.
Ancak yeni modelde nötron yıldızının çekirdeği bir değişim evresinden geçiyor ve ayrı nötronlardan kuark-gluon’a dönüşüyorlar. Nötron yıldızı bir anda büzüşüyor ve bu da ışık hızında ikinci bir şok dalgasına yol açıyor. Ve bunların hepsi on saniye gibi bir sürede oluyor.
Yeni model daha fazla insan tarafından keşfedildikçe kuark maddesinin evreleri hakkında daha fazla bilgi elde edilmesi umuluyor.
Kaynak: https://www.webtekno.com/buyuk-yildizlar-patladiginda-atomlar-parcalanabilir-h55784.html
