Yay Õlma KuramÕ

Tuhaf yÕldÕzlarda bazÕ elementler yÕldÕz yüzeyinde homojen olmayan bir da÷ÕlÕm gösterirler. YukarÕda belirtti÷imiz gibi, bu homojen olmayan yapÕyÕ en iyi yayÕlma kuramÕ açÕklar. YÕldÕzlarda yayÕlma iúlemi genel olarak, (i) homojenleúme, (ii) sÕcaklÕk gradyenti, (iii) basÕnç gradyenti ve (iv) ÕúÕnÕmsal sürüklenme olmak üzere dört olguya dayanÕr.

Bunlardan ilki, günlük hayatÕmÕzda da karúÕlaútÕ÷ÕmÕz bir olgudur. Bir odanÕn bir köúesine parfüm sÕktÕ÷ÕmÕzÕ düúünelim. Parfüm odanÕn di÷er bölgelerine de yayÕlacak ve bir süre sonra odanÕn içindeki da÷ÕlÕmÕ homojen hale gelecektir. Köúeye sÕkÕlmÕú olan parfümün kokusu odanÕn her yerinden alÕnabilecektir. Bu olay homojenleúmenin sÕk rastlanan örne÷idir.

økinci olarak, sÕcaklÕk gradyentinin yayÕlmayÕ nasÕl etkiledi÷ini görebilmek için ortamÕn sÕcaklÕ÷Õ ile ortamda bulunan parçacÕklarÕn hÕzlarÕ arasÕndaki iliúkiye bakmak gerekir. Bir ortamda parçacÕk baúÕna düúen ÕsÕsal kinetik enerjiyi ortamÕn sÕcaklÕ÷Õ belirler. Her bir parçacÕ÷Õn sahip oldu÷u kinetik enerji için,

2 eúitli÷ini yazabiliriz. Burada k Boltzman sabiti, T sistemin sÕcaklÕ÷Õ, mi

parçacÕ÷Õn kütlesi, Vi parçacÕ÷Õn hÕzÕdÕr. Buradan da görülece÷i üzere, T

sÕcaklÕ÷Õndaki sistem içinde bulunan farklÕ kütlelere sahip parçacÕklarÕn hÕzlarÕ da farklÕ olur. Büyük kütleli parçacÕklarÕn hÕzlarÕ küçük kütleli parçacÕklarÕnkinden daha düúüktür. Kütlesi küçük olanÕn hareket kabiliyeti daha fazla olacaktÕr. Baúka bir deyiúle, atom a÷ÕrlÕ÷Õ az olan parçacÕklar bulunduklarÕ yeri daha çabuk terk etme özelli÷ine sahiptir.

BasÕnç gradyentini burada ele alaca÷ÕmÕz haliyle, basÕncÕn yükseklikle de÷iúimi olarak tanÕmlayabiliriz. BasÕnç gradyentinin yayÕlma üzerindeki rolünü açÕklayabilmek için, a÷Õr ve hafif parçacÕklardan oluúmuú iki farklÕ atmosfer hayal edelim ve bunlarda basÕncÕn yükseklikle nasÕl de÷iúti÷ine bakalÕm. Molekül a÷ÕrlÕ÷Õ büyük olan parçacÕklardan oluúmuú atmosferde basÕnç gradyenti, hafif parçacÕklardan oluúmuú atmosferin basÕnç gradyentine göre daha keskin olur. Yani a÷Õr parçacÕklardan oluúmuú atmosferde basÕncÕn yükseklikle de÷iúimi hÕzlÕdÕr, hafif parçacÕklardan oluúan atmosferde ise basÕnç yükseklikle daha yavaú de÷iúir. YÕldÕz atmosferlerinde a÷Õr ve hafif parçacÕklar bir arada bulunurlar. Bu durumda molekül a÷ÕrlÕ÷Õ büyük olan elementler merkeze do÷ru gömülme e÷ilimi gösterirken, molekül a÷ÕrlÕ÷Õ küçük olan elementler yÕldÕzÕn daha üst katmanlarÕna do÷ru ilerleyebilirler (Böhm-Vitense, 1989; YÕldÕz, 2007a). Ancak tuhaf yÕldÕzlarda bunun tam tersi bir durum söz konusudur. Bu tip yÕldÕzlarÕn yüzeylerinde bazÕ a÷Õr elementlerin birikmiú oldu÷u gözlenmektedir. Bu durumda a÷Õr elementlerin merkeze do÷ru gömülmesine engel olacak zÕt bir etkiden bahsetmek gerekir ki bu da ÕúÕnÕmsal sürüklenmedir.

IúÕnÕmsal sürüklenme, fotonlarÕn atoma çarpa çarpa onu yüzeye do÷ru sürüklemesi olarak tanÕmlanabilir. YÕldÕzlarda net enerji akÕúÕ merkezden yüzeye do÷rudur. Erken tip yÕldÕzlarda merkezde üretilen

enerji yüzeye ÕúÕnÕm yoluyla taúÕnÕr. Fotonlar merkezde üretilen enerjiyi yüzeye do÷ru taúÕrken parçacÕklarla etkileúime girerler ve onlara momentum aktarÕrlar. Etkileúim so÷urma ve yeniden salma úeklindedir.

ParçacÕklar (atomlar ya da iyonlar) her so÷urma iúleminde yüzeye do÷ru momentum kazanÕr. Salma iúleminde ise foton geliúigüzel bir do÷rultuda salÕnaca÷Õndan parçacÕ÷Õn toplam momentumuna net bir etkisi olmaz.

Böylelikle parçacÕklar foton so÷urup saldÕkça yüzeye do÷ru sürüklenir.

Sürüklenme iúlemi sÕrasÕnda farklÕ elementler farklÕ úiddette itilirler.

Burada itmenin úiddeti foton so÷urup salma sÕklÕ÷Õna ba÷lÕdÕr. En fazla foton so÷uran ve yeniden salan element, en büyük itmeye maruz kalÕr.

Bunu da elementin atom a÷ÕrlÕ÷Õ ve elektron dizilimi belirler. Elektron sayÕsÕ fazla olan elemente daha çok foton çarpar. BazÕ a÷Õr elementler bu úekilde yÕldÕzÕn yüzeyine sürüklenir (Böhm-Vitense, 1989; YÕldÕz, 2007a).

YukarÕda birbirine zÕt etki eden iki mekanizmadan sözedildi:

Çekimsel gömülme ve ÕúÕnÕmsal sürüklenme. Bir elementin merkeze mi yoksa yüzeye do÷ru mu yönelece÷ini bu iki kuvvet arasÕndaki yarÕú belirler. Tuhaf yÕldÕzlarda bazÕ a÷Õr elementler için çekim kuvveti radyatif kuvvete yenik düúer, bu elementler ÕúÕnÕm yoluyla yÕldÕz yüzeyine taúÕnÕr ve bazÕ bölgelerde birikir. DolayÕsÕyla tuhaf yÕldÕzlarda bazÕ elementlerin normal yÕldÕzlara oranla daha bolmuú gibi gözlenmesinin sebebi, bu elementlerin bu yÕldÕzlarda gerçekten de daha fazla bulunmasÕ de÷il, yÕldÕz yüzeyine taúÕnmÕú ve burada birikmiú olmalarÕdÕr (Michaud, 1970).

Belirtmemiz gerekir ki; elementlerin ayrÕúmasÕ ancak yÕldÕzda karÕútÕrma iúleminin etkilerinin yayÕlma iúleminin yanÕnda zayÕf kaldÕ÷Õ

durumda gerçekleúir. HÕzlÕ dönen yÕldÕzlarda Eddington çevrimi, yÕldÕzÕn iç ve dÕú katmanlarÕ birbirine karÕútÕrÕr. Bu da hÕzlÕ dönen yÕldÕzlarda yayÕlma mekanizmasÕnÕn etkin olamayaca÷Õ anlamÕna gelir. Ancak tuhaf yÕldÕzlar, kendi tayf türünden normal yÕldÕzlara göre oldukça düúük dönme hÕzlarÕna sahiptir. AyrÕca A/B tayf türünden yÕldÕzlarda konvektif katman oldukça ince oldu÷undan konveksiyonun yayÕlmayÕ engelleyici bir rol oynamasÕ beklenmez. Michaud’ya (1970) göre yÕldÕz atmosferi yeterince “sakin” ise yayÕlma iúlemi gözlenen tuhaflÕklara yol açabilmektedir. Düúük dönme hÕzlarÕ ve derin olmayan konvektif katmanlarÕ nedeni ile tuhaf yÕldÕzlarda yayÕlma mekanizmasÕnÕn rahat çalÕúabilece÷i düúünülmektedir.

Tuhaf yÕldÕzlarda yayÕlma iúlemi sonucunda ne tür tuhaflÕklarÕn görülebilece÷ine iliúkin 1970’li yÕllardan bugüne pek çok kuramsal hesaplamalar yapÕlmÕútÕr. Bu hesaplamalar temelde süreklilik denklemini çözmeye dayanÕr. Düzlem-paralel durumda, x yÕldÕz merkezinden olan uzaklÕk olmak üzere süreklilik denklemi úöyle yazÕlÕr:

>

YayÕlma süreci esas olarak zamana ba÷lÕ bir süreçtir. Tuhaf yÕldÕzlarda zamana ba÷lÕ yayÕlma iúlemi, bu yÕldÕzlarda ne tür element ayrÕúmalarÕnÕn oluúabilece÷i ve bunun sonucunda hangi zamanda hangi tuhaflÕklarÕn gözlenebilece÷ini belirler. Baúka bir deyiúle, bir yÕldÕzÕn yüzeyinde belli bir t anÕnda gözlenen bolluk anomalileri, yayÕlma iúleminin verilen t

zamanÕ içinde üretti÷i element ayrÕúmasÕnÕn bir sonucudur. Bu ayrÕúma sürecini hesaplamak, süreklilik denklemini çözmeyi gerektirir. Bu denklemin çözümü için farklÕ çalÕúmalarda farklÕ yöntemler geliútirilmiútir. Burada birkaç kuramsal hesaplamaya de÷inebiliriz:

Michaud ve ark. (1974) Civa bollu÷undaki fazlalÕklarÕ ÕúÕnÕmsal sürüklenme yoluyla açÕklayabilen bir model oluúturmuútur. Alecian (1986) zamana ba÷lÕ yayÕlma için bir yöntem geliútirip örnek olarak Mangan bolluklarÕ için hesap yapmÕútÕr. Babel (1993) yÕldÕzda kütle kaybÕnÕn etkisini de hesaba katarak kuramsal hesaplamalar yapÕp bunlarÕ gözlemlerle karúÕlaútÕrmÕútÕr. Bu alanda en güncel çalÕúmalardan biri ise Alecian ve ark.’Õn (2006) 28 element için yapmÕú oldu÷u difüzyon hÕzÕ hesaplamalarÕdÕr.