Yıldızlarda açısal momentum problemleri üzerine
Angular momentum transport in the stars
Yazar: MEHMET ÖZDİL
Danışman: PROF. DR. MUTLU YILDIZ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Astronomi ve Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences
Dizin: Diferensiyel dönme = Differential rotation

Özet:
Yıldızların çökmeye dayalı oluşum süreçleri incelendiğinde, dönme hareketinin doğal, kaçınılmaz bir özellik olduğu görülmektedir. Dönme hareketi (ya da açısal momentum) yıldız içyapısında temel yapı denklemi olan hidrostatik denge denklemini doğrudan etkilemektedir. Yıldızların tayf sınıfına göre yüzey dönme özellikleri yarım asırdır gayet iyi bilinmektedir. Yıldızların derin iç katmanlarında dönme profilinin ne şekilde olduğuna ilişkin bilgimiz ise sınırlıydı. Yakın zamanda Kepler ve CoRoT uzay teleskoplarının verileri sayesinde bu konuda çok ciddi ilerlemeler oldu. Bugünkü gözlemlere göre yıldız içyapısında açısal momentum dağılımı çok çeşitlilik göstermektedir. Bu çeşitliliğin sebebi henüz aydınlığa kavuşmamıştır. Bu nedenle açısal momentum evriminin incelenmesi gereklidir.
Bu tez kapsamında açısal momentum taşınımında rol oynayan meridyonel çevrim mekanizması ayrıntılı olarak incelenmiş ve geçerliliği tartışılmıştır. Diğer taşınım mekanizmaları olan makaslama kararsızlığı, diferansiyel dönme ve çekim dalgalarına da ayrıntılı yer verilmiştir. Ayrıca meridyonel çevrimin diğer mekanizmalarla olan etkileşimi de incelenmiştir. Çalışma kapsamında meridyonel çevrim denklemleri kullanılarak bir model oluşturulmuştur. 1.5 𝑀⊙ ve 2.4 𝑀⊙'lik yıldızların model verileri kullanılarak açısal momentum taşınım denklemi sayısal olarak çözülmüştür. Bu hesaplamayla yarıçap boyunca dönme hızlarının nasıl değiştiği ortaya konulmuştur. Elde edilen sonuçlara göre, yıldızın özeğinden zarf kısmına net açısal momentum aktarımı gerçekleşmektedir. Örneğin, 1.5 𝑀⊙'lik modelde kütlenin %70'lik özek kısmından dıştaki zarfa açısal momentum taşınmaktadır. Meridyonel çevrimin açısal momentum taşınımına olan katkısı görülmüş fakat başka taşınım mekanizmalarına ihtiyaç olduğu saptanmıştır.

Abstract:
Rotation (or angular momentum) is a natural and indispensable result of contraction during formation of stars. It directly affects the hydrostatic equilibrium. Spectral class dependence of the rotational properties are known fairly well for half a century. Data about rotation profile in the deep inner layers was unfortunately very limited. Recently, there are great progresses in this field, thanks to the Kepler and CoRoT space missions. Acoording to the observations, there are sharp gradients for angular momentum throughout interior of many stars. The reason of this gradients is not understood, yet. Therefore, studies of angular momentum is an essential task in stellar astrophysics
In this thesis, meridional circulation, which is thought to be major mechanism responsible from angular momentum transport, is investigated in detail, and its validity is discussed. Other transport mechanisms, namely, shear instability, differential rotation and gravity waves are considered. Interaction of meridional circulation with other angular momentum transport mechanisms is also investigated. A computer code is developed for angular momentum transport due to meridional circulation. Angular momentum transport equation is solved numerically for zero age main sequence models with M=1.5 𝑀⊙ and 2.4 𝑀⊙. We obtain time variation of the rotatinal speed inside these models. According to the results, there is a net angular momentum transport from core to outer layers. For example, for 1.5 𝑀⊙ model, angular momentum is transported from core with 70% of total mass to the outer layers. Meridional circulation is the one of main transport mechanisms, but some other transportation mechanisms are required.