DERGİ - Evreni oluşturan kozmik patlamalar

kozmik patlama Telif hakkı NASA

Pilin ana maddelerinden biri olan lityum uzayda esrarengiz bir şekilde çoğalıyor. Bilim insanları bunun kaynağını bulduklarını düşünüyor.

Günümüzde lityum her yerde kullanılıyor. 19. yüzyıl ortalarından bu yana doktorlar bu yumuşak, kirli beyaz metali gut hastalığı ve bazı psikiyatrik rahatsızlıklarda kullanıyordu. Bugün bile bipolar rahatsızlık tedavisinde lityum hala yaygın olarak kullanılıyor.

Fakat çoğu insan için lityum pil demektir. Birçok elektronik cihaz açısından büyük önem taşır. Elektrikli otomobillerin yaygınlaşması ile lityum talebinin 2025'te üç katına çıkması bekleniyor.

Dünyadaki lityum rezervlerinin çoğu Güney Amerika'da bulunuyor. Bunların en büyüğü ise And dağlarındaki kurumuş göllerin altında. Fakat lityum dağların, hatta Dünya'nın oluşumundan çok daha eskilere dayanıyor. 13,8 milyar yıl önce meydana gelen Büyük Patlamada hidrojen ve helyumun yanı sıra lityum da oluşmuştu.

Telif hakkı NASA
Image caption Kara madde gizemini koruyor

Neden eksildi?

Fakat patlama sonrasında yeni oluşan lityumun bir kısmı kaybolmuştu. Buna karşın gökbilimciler, Büyük Patlamada oluşandan çok daha fazla lityumun evrende bulunduğunu gözledi.

On yılı aşkın zamandır bu ekstra lityumun kaynağı bulunmaya çalışılıyor. Son buluşlar bu esrarengiz lityum fabrikalarına ışık tutabilir.

Soluduğumuz oksijenden kanımızdaki demire kadar vücudumuzdaki birçok element, yıldızları oluşturan nükleer patlamalarda meydana gelmiştir.

Titanyum gibi ağır elementler ise dev gezegenlerin patlayarak ortadan kalktığı nükleer tepkimeler sonucu oluşur. Öte yandan altın gibi bazı metaller ise ölü gezegenlerin oldukça yoğun çekirdeklerinin çarpışması sonucu oluşmuş olabilir.

Telif hakkı NASA
Image caption İki yoğun sönmüş cüce gezegen birbirinin yörüngesinde dönüyor.

Büyük Patlama

Fakat en temel elementler Büyük Patlamayı takip eden üç dakika içinde ortaya çıktı. Evren ilk oluştuğunda sıcak bir plazma çorbasına benziyordu ve genişleyip soğudukça pıhtılaşıp çoğunlukla hidrojen ve helyum atomlarına dönüştü. Bunlar evrendeki en bol elementlerdir.

Büyük Patlama sonrası üç dakikada bir de az miktarda lityum oluşmuştu. Daha sonra evren hızla soğuduğu için başka element oluşması mümkün değildi.

Bütün bunlar 13,8 milyar yıl önce yaşanmış olsa da bilim insanları yaptıkları ölçümlerle her elementin nasıl ve ne kadar oluşmuş olabileceğini tahmin edebiliyor.

Fakat diğer elementlerde ölçümler tutsa da lityumda arada büyük bir fark olduğu görülüyor. Mevcut lityum miktarı tahmin edilenden üç kat daha az.

Telif hakkı SPL
Image caption Lityumun teknolojide önemli bir yeri var.

Nasıl çoğaldı?

Kozmologlar bu kayıp lityumun farkına 20 yıl önce vardı. Fakat bir yandan evrenin ilk dönemlerindeki lityum miktarında eksiklik görülürken bugünkü kozmosta fazlalık olduğu görüldü.

Gökbilimciler yeni oluşan yıldızların yüzeyinde ve Güneş Sistemindeki meteorlarda lityum buldu. Bugün Büyük Patlamada oluştuğu düşünülen lityum miktarının dört katı kadar lityum olduğu ve bunun Samanyolu galaksisinde 150 güneş ağırlığına denk düştüğü tahmin ediliyor.

Peki bu fazla lityum nasıl oluşmuş ve uzayda dağılmıştı?

Bir ihtimal kozmik ışınlar olabilirdi. Bu ışınlar uzayda dolaşan yüksek enerji yüklü partiküllerle çarpışarak oksijen atomlarının lityum da dahil çok daha küçük elementlere parçalanmasına neden olabilir.

Telif hakkı Alamy
Image caption Büyük Patlamadan bir süre sonra oluşan lityumun çoğu ortadan kayboldu.

Fakat bu mevcut lityumun ancak yüzde 20'sini oluşturabilir. Bir diğer yüzde 20 de Büyük Patlamada oluştuysa geri kalan yüzde 60 nasıl oluştu?

Bunun bir kısmı da ömrünün sonuna yaklaşmış küçük ve orta büyüklükteki yıldızların içinde meydana gelen nükleer tepkimeler sonucu oluşmuş olabilir. Fakat bu şekilde oluşan lityumun ne kadarının yüzeye çıkıp galaksiye dağıldığını bilmiyoruz.

Hangi süreç baskın?

Bir de ölü küçük yıldızların yüzeyinde meydana gelen nova patlamalarıyla yakındaki bir gezegenden hidrojen ve diğer maddeler çekilebilir. Böylece ısı ve basınç artışı sonucu termonükleer füzyon ve nükleer tepkimelerle lityum oluşabilir. Patlamalarla bu lityum ve diğer maddeler hızla uzaya saçılabilir.

Gökbilimciler bütün bu süreçlerin lityum yarattığını biliyor. Fakat en fazla lityumun hangi süreçte oluştuğu hala tartışmalı bir konu.

Telif hakkı NASA
Image caption Sönmüş cüce gezegenlerin yüzeyinde nova patlamaları oluyor.

2015'te gözlenen bir nova patlaması ve sonrasında yapılan diğer araştırmalar en fazla lityumun evrende bu şekilde oluştuğu kanısını güçlendiriyor.

Fakat Büyük Patlama sonrasında evrende oluştuğu tahmin edilen lityum miktarının neden az çıktığı, bu lityumun nereye kaybolduğu sorusu hala cevaplanmayı bekliyor.

Bu soruların yanıtı lityumun günümüz teknolojisindeki yeri bakımından da büyük önem taşıyor.