Skip to content Skip to navigation

Karbon Uzayda Nasıl Oluşur?

Dr. Mahir E. Ocak
27/05/2020 - 16:07

Dünya’daki yaşamın temelinde karbon vardır. İnsanların ve diğer canlıların yapısındaki organik moleküllerin iskeletini karbon atomları oluşturur.

Bugün fizikçiler arasındaki yaygın kanı, evrendeki karbonun büyük oranda yıldızların merkezinde meydana gelen çekirdek tepkimeleriyle oluştuğudur. Bu süreç özetle şu şekilde gerçekleşir: Her biri iki proton ve iki nötrondan oluşan üç alfa parçacığı (helyum atomu çekirdeği) bir araya gelerek kaynaşır ve ortaya altı proton ve altı nötrondan oluşan karbon atomu çekirdekleri çıkar. Bu süreç çok nadir gerçekleşir. Çünkü ilk olarak üç alfa parçacığının bir araya gelerek kaynaşması ihtimali düşüktür. İkincisi, üç alfa parçacığı kaynaşsa bile ortaya çıkan yüksek enerjili karbon çekirdekleri kararsızdır. Büyük çoğunluğu kısa süre içinde yeniden parçalanır, sadece gama ışıması yaparak enerji kaybeden çekirdekler kararlı karbon atomlarına dönüşmeyi başarır. Tahminlere göre üçlü alfa süreciyle oluşan her 10.000 karbon atomu çekirdeğinin sadece dördü kararlı karbon atomlarına dönüşür.

 

 

Alfa parçacıklarının kaynaması sonucunda önce karbon sonra da oksijen atomu oluşuyor. 

Evrende karbonun oluşumuyla ilgili öne sürülen bir hipotez, nötronların süreci daha verimli hâle getirdiğini söylüyor. İddiaya göre bu yüksüz parçacıklar kolaylıkla kaynaşmış alfa parçacıklarının içine giriyor ve fazla enerjinin bir kısmını ortamdan uzaklaştırarak kararlı karbon atomlarının oluşmasına katkıda bulunuyor. Kuramsal hesaplar da bu hipotezi destekliyor. Tahminlere göre nötronlar üçlü alfa sürecinin verimini en azından 100 katına çıkarabilir. Bugün bu hipotezin ne ölçüde doğru olduğu hâlâ bilinmiyor. Çünkü süreci laboratuvar ortamında gerçekleştirerek nötronların enerjisini ölçmek çok zor.

Deneyler sırasında incelenen süreç (solda) ve nötronlar yardımıyla gerçekleştiği düşünülen karbonun oluşum süreci (sağda)

Ohio Üniversitesinde çalışan bir grup araştırmacı, yakın zamanlarda karbonun oluşum sürecinde nötronların rolünü daha iyi anlamak için deneysel çalışmalara başladı. Araştırmacılar, ufak bir parçacık hızlandırıcıyla yaptıkları deneylerde karbonun oluşum sürecinin kendisini değil tersini gerçeğe dönüştürüyorlar. Önce karbondioksit gazı nötronlarla bombardımana tutuluyor. Daha sonra da ortaya çıkan alfa parçacıklarının enerjisi ve hareket yönleri belirleniyor. Böylece karbon atomlarının uyarılarak alfa parçacıklarına parçalanmasında nötronların ne ölçüde etkin olduğu belirlenmeye çalışılıyor. Elde edilen sonuçlar dolaylı olarak alfa parçacıklarından karbon atomlarının oluşumu hakkında da fikir veriyor.

İlk deneyler sırasında karbon atomları her saniye 5000 nötron parçacığıyla bombardımana tutulmuş ve her bir milyon nötrondan sadece birinin karbonların alfa parçacıklarına parçalanmasını tetiklediği görülmüş. Şu ana kadar toplanan veriler henüz nötronların evrende karbonun oluşum sürecinde ne derecede etkin olduğunu tespit edebilmek için yeterli değil. Ancak deneyler tamamlandığında hipotezin ne ölçüde doğru olduğu belirlenmiş olacak.

Eğer nötronların karbonun oluşum sürecini daha verimli hâle getirdiği doğruysa, bu durum sadece yıldızların merkezinde meydana gelen çekirdek tepkimeleri sonucunda değil, yıldız patlamaları ve çarpışmaları sırasında da önemli miktarda karbonun oluştuğu anlamına gelecektir. Çünkü yıldız patlamaları ve çarpışmaları gerçekleşirken ortamda bol miktarda nötron bulunur. Ancak bu durum yine de bugün evrende bulunan karbonun önemli bir kısmının yıldız patlamaları ya da çarpışmaları sırasında üretildiği anlamına gelmeyebilir. Çünkü yıldız patlamaları ve çarpışmaları sırasında ortaya çıkan karbon, büyük olasılıkla, daha ağır elementlerin sentezlenmesi sırasında harcanacaktır.

 

Kaynak:

 

İlgili İçerikler

Kimya

Sabun ve sentetik deterjanlar, suda çözünerek farklı yüzeylerdeki kirleri temizleyen maddelerdir.

Kimya

Bilim Çizgi Dizi köşesinde Nobel ödüllü bilim insanımız Prof. Dr. Aziz Sancar'ın hayat öyküsüne yer veriyoruz.

3. bölüm (yakında...)

Kimya

1940’lardan beri organik madde içeren nesnelerin yaşını tespit etmek için radyokarbon tarihlendirme ya da karbon-14 tarihlendirme olarak adlandırılan yöntem yaygın olarak kullanılıyor

Kimya

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde kimya ve fizik bilgilerimizi kullanarak bir yumurtanın kabuğunu kırmadan çiğ mi yoksa pişmiş mi olduğunu nasıl anlayabileceğimizi öğreniyoruz.

Kimya

Limon suyu ekşidir. Elimizi yıkamak için kullandığımız sabun ise kaygandır. Bu maddeler sırasıyla asit ve baz olarak sınıflandırılır. Peki, asit ve baz nedir? Okulda kimya dersinde ya da laboratuvarında sıkça karşılaştığımız bu kavramlar neden önemli?

Kimya

2019 yılı Prof. Dr. Fuat Sezgin Yılı olarak ilan edildi. Bilim Genç olarak 2019 yılı boyunca Prof. Dr. Fuat Sezgin’in İslam bilim ve teknoloji tarihine katkılarını farklı yazılarla ele alacağız. Prof. Dr. Fuat Sezgin anısına hazırladığımız diğer yazılara ulaşmak için tıklayın.

Kimya

İdeal gazların hareketlerini ve birbirleriyle etkileşmelerini bilardo ya da pinpon toplarınınkine benzetebiliriz. Bu etkinliğimizde de pipon toplarını kullanarak maddenin gaz hâlinin bir benzetimini yapacağız.

Kimya

Orta Doğu Teknik Üniversitesi tarafından üniversite ve lise öğrencilerine konuşma yapmak üzere Türkiye’ye gelen Nobel ödüllü Prof. Dr. Agre başarı hikâyesini Bilim Genç’e anlattı.

Kimya

Herhangi bir maddenin bir molü atomlarının ya da moleküllerinin belirli bir sayısıdır. Bu değer Avogadro sayısıyla ifade edilir. Avogadro sayısının ismi İtalyan bilim insanı Amedeo Avogadro’dan gelir.

Kimya

Massachusetts Teknoloji Enstitüsünde (MIT) çalışan Kehang Cui ve Brian L. Wardle, bilinen en kara malzemeyi üretti. Malzeme, üzerine düşen ışığın %99,995’inden fazlasını soğuruyor.