Güneş'in geleceği: kırmızı devden beyaz cüceye

Güneş sonsuza kadar bugünkü gibi parlamayacak. Çekirdeğindeki hidrojen sınırlıdır ve yakıt azaldıkça yıldızın yapısı köklü biçimde değişecek. Bilim insanları bu geleceği yıldız evrimi modelleriyle oldukça ayrıntılı biçimde hesaplayabiliyor. Kısa cevap: Güneş yaklaşık 5 milyar yıl daha ana dizi yıldızı olarak kalacak, sonra kırmızı deve dönüşecek ve sonunda bir beyaz cüce olarak sönecek. Güneş'e genel bakış için "Güneş" sayfasına bakabilirsiniz.

Bugün: yavaşça parlaklaşan bir yıldız

Güneş ana dizide toplam 10–11 milyar yıl geçirecek; şu anda bu sürenin yaklaşık yarısındadır. Bu süre boyunca Güneş yavaş yavaş parlaklaşır: her 100 milyon yılda yaklaşık %1, yani her milyar yılda yaklaşık %10.

Bu değişim Güneş'in geçmişinde de izlenebilir. Ana diziye girdiğinden bu yana Güneş'in yarıçapı %15 büyümüş, yüzey sıcaklığı 5.620 K'den 5.772 K'e çıkmış, parlaklığı ise %48 artmıştır (bugünkü parlaklığın 0,677'sinden 1,0'ına).

Yaklaşık 1 milyar yıl sonra: Dünya için son

Güneş'in yaşam öyküsünde Dünya açısından en önemli eşik, yıldızın kırmızı deve dönüşmesinden çok daha önce gelir. En az 1 milyar yıl içinde artan parlaklık Dünya'daki sıvı suyu tüketecek. Kaynaklara göre bu noktadan sonra Dünya karmaşık çok hücreli yaşamı destekleyemeyecek ve bu tür yaşam tamamen yok olacak.

Yaklaşık 5 milyar yıl sonra: alt dev ve kırmızı dev

Yaklaşık 5 milyar yıl sonra çekirdekteki hidrojen tükenecek. Güneş yaklaşık 2 milyar yıl içinde genişleyecek: önce yaklaşık bir milyar yıl alt dev, ardından kırmızı dev olarak.

• Parlaklık: Kırmızı dev kolunda bugünkünün 1.000 katını aşacak.
• Boyut: Kırmızı dev kolunun ucunda yarıçapı 1,19 AB'ye, yani bugünkünün yaklaşık 256 katına ulaşacak. Güneş Sistemi'nin evrimini anlatan kaynak bunu yaklaşık 7,5 milyar yıl sonrası için 1,2 AB olarak verir.
• Kütle kaybı: Bu evrede yaklaşık bir milyar yıl geçirecek ve kütlesinin yaklaşık üçte birini kaybedecek.

Gezegenlerin akıbeti

Kırmızı dev Güneş'in dış katmanları bugünkü iç gezegenlerin yörüngelerine kadar uzanacak. Merkür ve Venüs yutulacak. Dünya'nın akıbeti ise belirsiz: Hesaplara göre Dünya yaklaşık 7,59 milyar yıl sonra yutulabilir, ama kurtulması da mümkün. Kurtulsa bile Dünya o zamana kadar uzun süredir yaşanmaz hâlde olacak.

Helyum parlaması ve helyum yakma

Kırmızı dev kolunun sonunda, çekirdekte biriken helyum o kadar sıkışır ki yozlaşmış bir hâle gelir. Sıcaklık yeterince yükseldiğinde helyum füzyonu patlayıcı biçimde başlar: helyum parlaması. Güneş kütlesinin %40'ını taşıyan çekirdeğin yaklaşık %6'sı, üçlü alfa süreciyle birkaç dakika içinde karbona dönüşür.

Ardından Güneş küçülecek: bugünkünün yaklaşık 10 katı boyutuna ve 50 katı parlaklığına inecek. Çekirdeğinde helyum yakarak yaklaşık 100 milyon yıl boyunca bu evrede kalacak ve bu sürede biraz büyüyüp parlaklaşacak. Bu evreye gökbilimde "kırmızı yığın" ya da "yatay kol" denir.

Asimptotik dev kolu: son şişme

Çekirdekteki helyum da tükenince Güneş bir kez daha genişleyecek ve asimptotik dev kolu (AGB) adı verilen evreye girecek. Bu evrenin erken kısmında yaklaşık 20 milyon yıl geçirecek. Ardından çekirdeğin çevresindeki helyum kabuğu düzensiz aralıklarla tutuşacak; bu ısıl atımlar yaklaşık her 100.000 yılda bir tekrarlanacak ve dört atım olacağı öngörülüyor. Bu sırada parlaklık bugünkünün yaklaşık 5.000 katına ulaşabilir; yarıçap en fazla 179 Güneş yarıçapına (yaklaşık 0,832 AB) çıkacak.

Gezegenimsi bulutsu

Asimptotik dev kolunun sonunda Güneş, kütlesinin yaklaşık yarısını uzaya saçacak ve çevresinde bir gezegenimsi bulutsu oluşacak. Açığa çıkan sıcak çekirdeğin sıcaklığı yaklaşık 30.000 K'e ulaşacak. Bulutsu yaklaşık 10.000 yıl içinde dağılacak.

Beyaz cüce ve ötesi

Bulutsu dağıldıktan sonra geriye Güneş'in çıplak çekirdeği kalacak: bir beyaz cüce. Bu cismin sıcaklığı başlangıçta 100.000 K'i aşacak ve bugünkü Güneş kütlesinin tahminen %54,05'ini taşıyacak. Beyaz cüce trilyonlarca yıl varlığını sürdürecek, bu sürede yavaş yavaş sönükleşecek ve sonunda kuramsal bir kara cüceye dönüşecek.

Güneş neden süpernova olmayacak?

Çekirdeği çökerek süpernova olarak patlayan yıldızlar Güneş'ten çok daha kütlelidir. Wikipedia'nın süpernova maddesine göre kütlesi yaklaşık 8 Güneş kütlesinin altındaki yıldızlar çökecek kadar büyük bir çekirdek geliştiremez ve beyaz cüce olarak son bulur. Güneş'in kaynaklarda anlatılan evrimi de bu yüzden bir süpernova içermez; yaşamını gezegenimsi bulutsu ve beyaz cüce ile bitirir.

Evreler tek tabloda

Evre	Ne zaman / ne kadar	Boyut (bugünkü yarıçapa göre)	Parlaklık (bugüne göre)
Ana dizi (bugün)	Toplam 10–11 milyar yıl; yaklaşık yarısı geçti	1 (ana diziye girdiğinden beri %15 büyüdü)	1 (her milyar yılda yaklaşık %10 artıyor)
Alt dev	Yaklaşık 5 milyar yıl sonra; yaklaşık 1 milyar yıl	Büyüyor	Artıyor
Kırmızı dev kolu	Yaklaşık 1 milyar yıl	Uçta yaklaşık 256 (1,19 AB)	1.000 katından fazla
Helyum yakma (kırmızı yığın)	Helyum parlamasından sonra; yaklaşık 100 milyon yıl	Yaklaşık 10	Yaklaşık 50
Asimptotik dev kolu	Erken kısmı yaklaşık 20 milyon yıl; ısıl atımlar yaklaşık 100.000 yılda bir	En fazla 179 (yaklaşık 0,832 AB)	Yaklaşık 5.000'e kadar
Gezegenimsi bulutsu	Yaklaşık 10.000 yılda dağılır	Kütlenin yaklaşık yarısı atılır	Çekirdek yaklaşık 30.000 K
Beyaz cüce	Trilyonlarca yıl	Bugünkü kütlenin yaklaşık %54'ü	Yavaş yavaş sönükleşir

Değerler Wikipedia'nın Güneş maddesindeki model hesaplarına dayanır; farklı modeller küçük farklar verebilir.

Kısaca

• Güneş ana dizi ömrünün (10–11 milyar yıl) yaklaşık yarısındadır ve her milyar yılda yaklaşık %10 parlaklaşır.
• En az 1 milyar yıl içinde artan parlaklık Dünya'daki sıvı suyu tüketecek.
• Yaklaşık 5 milyar yıl sonra çekirdekte hidrojen bitecek; Güneş kırmızı deve dönüşüp bugünkünün yaklaşık 256 katı genişliğe ulaşacak.
• Merkür ve Venüs yutulacak; Dünya'nın akıbeti belirsiz.
• Güneş dış katmanlarını gezegenimsi bulutsu olarak saçacak ve kütlesinin yaklaşık %54'ünü taşıyan bir beyaz cüce olarak kalacak.

Kaynaklar: Wikipedia — Sun, Wikipedia — Formation and evolution of the Solar System, NASA — Sun Facts, Wikipedia — Supernova