ستاره
|
ستاره ها گوی های بزرگی از گاز بسیار گرم اند که به واسطه ی نورشان می‌درخشند. دمای آنها در سطح، هزاران درجه و در داخل، بسیار بیشتر است. در این دماها ماده نمیتواند به صورت های جامد یا مایع وجود داشته باشد.گازهایی که ستاره ها را میسازند، بسیار غلیظ تر از گازهایی است که معمولا بر سطح زمین وجود دارد.چگالی فوق العاده زیاد این گازها معلول فشارهای عظیم داخل ستاره ها است.
ستاره ها در فضا حرکت میکنند، اما حرکت آنها به آسانی مشهود نیست.در طول یک سال ،هیچ تغییری را در وضعیت نسبی آنها نمیتوان یافت.حتی در هزار سال نیز حرکت قابل ملاحظه ای در آنها مشاهده نمی شود. نقش و الگوی آنها در حال حاضر کم و بیش دقیقا همان است که هزار سال پیش بود.این ثبات، پیامد فاصله ی عظیمی است که میان ما و آنها وجود دارد.با این فواصل، چندین هزار سال طول میکشد که تغییر قابل ملاحظه ای در نقش ستار ها پدید آید.این ثبات ظاهری مکان ستاره ها موجب شده است که نام متداول "ثوابت" به آنها اطلاق شود.
فواصل میان ستارگان بسی بیشتر از فواصل میان سیاره ها است.حتی نزدیکترین ستاره به خورشید در فاصله 270،000 واحد نجومی قرار دارد .
محتویات
ستاره
ستاره ها كراتي سوزان و متشكل از گاز هاي ملتهب هستند كه بر خلاف سيارات از خود گرما و نور ساطع ميكنند.خورشيد ما يك ستاره است.با اينكه خورشيد يك ميليون برابر بزرگتر از زمين است اما ستاره بزرگي به حساب نمي ايد و در كيهان ستاره هاي بسيار بزرگتر از خورشيد هم يافت ميشود.پس از خورشيد نزديك ترين ستاره به ما بيش از 4 سال نوري فاصله دارد.فاصله برخي از ستاره هايي كه در شب ميبينيم به صدها هزار سال نوري هم مي رسد.كوچكترين ستاره هاي درخشانكوتوله هاي سفيد نام دارند.با اينكه اين ستاره ها تقريبا هم اندازه زمين هستند جرم و چگالي زيادي دارند.از طرفي بعضي ستاره هاي در حال مرگ بسيار بزرگ و غول اسا هستند.بزرگي تعدادي از اين ابرغول ها به 50 ميليون برابر خورشيد ميرسد.بعضي از ستاره ها كه ما انها را ابرنواختر مي ناميم ناگهان به اندازه هزاران برابر خورشيد مي درخشند و سپس به تاريكي مي گرايند و به ستاره نوتروني يا سياهچاله تبديل ميشوند. در اغاز اين بحث ابتدا بعضي از خصوصيات مشترك ستاره ها ذكر ميشود و در ادامه با بررسي چرخه عمر انها تفاوت هاي اصلي ستاره ها اشكار مي شود
. ==دما و طيف== اگر شما يك ميله فلزي را داغ كنيد ابتدا رنگ ان قرمز ميشود و اگر ان را بيشتر حرارت دهيد رنگ ميله به ترتيب زرد نارنجي سفيد و در نهايت رنگشان ابي خواهد شد.اين قضيه درباره ستاره ها نيز صادق است.بعضي از ستاره ها يسيار داغ و برخي سرد هستند.دماي ستاره ها را از روي رنگشان مي توان تشخيص داد.يك ستاره ابي از رنگ زرد و ان هم از ستاره قرمز داغ تر است.اخترشناسان از روي رنگ يك ستاره مي توانند به طور تقريبي دماي سطح ان را تعيين كنند.دماي سطح ستاره هاي زرد رنگ {مانند خورشيد} حدود 6000 درجه و دماي سطح ستاره سرخ و تقريبا سرد حدود 3000 درجه است.از طرفي دماي سطحي ستاره هاي ابي رنگ بسيار بالا است و تا 50 هزار درجه سانتي گراد هم مي رسد. هر جسم داغ طيفي از امواج الكترومغناطيس ساطع مي كند.البته چشم ما قادر است فقط بخشي از اين طيف را در محدوده نور مرئي ببيند به همين دليل دانشمندان براي مشاهده طيف كامل اين امواج از وسيله اي به نام طيف نگار استفاده مي كنند.اگر شما ميله اي را كمي حرارت دهيد و ان را نزديك طيف نما نگه داريد بخش قرمز ان پر رنگ نر خواهد بودو اگر جسم را بيشتر حرارت دهيد نوك نوار به رنگ ابي متمايل مي شود. با علم به اينكه هر اتم داغ و ملتهب امواجي با طول موج مشخص از خود ساطع ميكند و اينكه اتم هر عنصر دقيقا همان طول موجي را از نور پيوسته جذب مي كند كه هنگام بر انگيخته شدن ان را تابش مي كند اخترشناسان توانسته اند به كمك نوع خواصي از طيف نگارها به عناصر موجود در گاز هاي داخل جو ستاره هاي نزديك مانند خورشيد و همچنين توده گاز هاي سرد و شناوري كه در سر راه تابش نور ستاره ها به زمين قرار دارند پي ببرند.
روشنايي درخشندگي و بزرگي
با نگاه كردن به اسمان شب مي پنداريد كه همه ستاره ها در يك صفحه بزرگ و با فاصله هاي مساوي از سطح زمين قرار دارند در حالي كه بيشتر اين ستاره ها ميليون ها كيلومتر از هم فاصله دارند.بعضي از ستاره ها روشن تر از بقيه به نظر ميرسند در حالي كه ممكن است ستاره اي كه كم نور تر است از ستاره ي درخشان مجاورش بزرگتر باشد! دو عامل درخشندگي و فاصله از ما ميزان روشنايي ستاره را تعيين مي كند.
سرعت و جهت حركت
ستاره ها هم مانند همه اجرام كيهاني حركت مي كنند.حركت ستاره ها بر طول موج نور ارسالي انها اثر مي گذارد.درست شبيه صداي ازير يك ماشين اتش نشاني كه در هنگام نزديك شدن به ما صداي زير تري نسبت به زمان دور شدن از ما دارد اين پديده اثر دوپلور نام دارد.با اندازه گيري طيف ستاره ها و مقايسه انها با طيف استاندارد مي توان جهت و سرعت حركت ستاره را اندازه گيري كرد.اگر طيف تابش شده از ستاره به سمت رنگ ابي جا به جا شود ستاره در حال نزديك شدن به ما است و اگر اين طيف به سمت رنگ قرمز حركت كند به اين معني است كه ستاره در حال دور شدن از ما است.
تحولات ستاره ها
پس از اثبات برابري جرم و انرزي از سوي انيشتين دانشمندان تشخيص دادند كه در تمامي ستارگان تغيير و تحول رخ مي دهد.ستاره ها براي نورافشاني انرزي مصرف مي كنند بنابراين بايد مقداري از ماده خود را به انرزي تبديل كنند. همان طور كه اتش زغال با خاكستر شدن اخرين شراره هايش خاموش مي شود ستاره نيز با بايان يافتن انبار عظيم سوخت هسته اي مي ميرد.امروز نيز ستاره هاي پيري را مي بينيم كه تاريك مي شوند در حالي كه ستاره هاي ديگري نيز متولد مي شوند تا جايگزين انها شوند.هنوز هم ستاره هاي جواني بسيار در ميان گاز هاي سرد كيهاني در حال شكل گرفتن هستند.خورشيد سنين مياني خود را به ارامي مي گذراند و برخي از پير ترين ستاره هاي در حال مرگ شناخته شده اند.اخترشناسان ستاره ها را موجودات زنده اي مي دانند كه در طول عمر خود مراحل تولد زندگي و مرگ را پشت سر مي گذارند.اين مراحل براي انسان حدود 70 سال طول مي كشد اما در مورد ستاره ها از چند ميليون تا چند ميليارد سال متغير است.بنابراين هيچكس نمي تواند رشد يك ستاره را از تولد تا مرگ ان دنبال كند پس اين سوال مطرح مي شود كه دانشمندان چگونه عمر ستاره را محاسبه مي كنند؟ تصور كنيد در حالي كه هيچ گاه درختي نديده ايد شما را به ميان جنگل ببرند چه پيش مي ايد؟درختان گوناگوني از جوانه هاي كوچك تا درختان غول پيكر خواهيد ديد كه در مراحل مختلف رشد خود قرار دارند.اگر اندكي دقت كنيد مي توانيد به چرخه حيات درختان پي ببريد.اخترشناسان به روشي مشابه با استفاده از قوانين فيزيك و رصد گونه هاي مختلف ستارگان توانسته اند به سلسله حوادث زندگي يك ستاره پي ببرند.
تولد ستاره
به جز اجرام درخشاني كه در اسمان تاريك شب ديده مي شوند ابر هاي گازي و توده هاي غباري بسياري هم در كيهان پخش شده اند.از انجا كه اين توده هاي سرد شناور {سحابي ها} از خود نوري تابش نمي كنند اغلب نمي توان ان را ديد.گاهي اوقات با عبور يك كهكشان و يا بر اثر امواج ضربه اي حاصل از انفجار يك ستاره بزرگ اين ابر ها و غبارات گازي سرگردان به هم نزديك مي شوند و بر اثر جاذبه توده بزرگ تري را به وجود مي اورند. به تدريج و با متراكم شدن ذرات در مركز توده نيروي جاذبه بيشتري به وجود مي ايد و در نتيجه گاز ها و ذرات بيشتري از اطراف به سمت مركز جذب مي شوند و شروع به چرخش به دور ان مي كنند.به مرور زمان توده شكل قرص دواري به خود مي گيرد و چرخش ان سريع تر مي شود.هر چه قرص بزرگتر شود نيروي جاذبه ان افزايش مي يابد و مانند يك جاروبرقي تمامي گاز ها و ذرات اطراف را به سمت مركز خود مي كشد. با افزايش تراكم و فشار در مركز قرص دماي گاز كه قسمت اعظم ان را هيدروژن تشكيل مي دهد مدام افزايش مي يابد.با گذشت يك ميليون سال هسته اي داغ و چگال با دمايي حدود 1500 درجه در مركز اين قرص دوار شكل مي گيرد كه ان را پيش ستاره مي نامند.طي ميليون ها سال ذرات و گاز هاي اطراف به سمت مركز ستاره جوان جذب مي شوند و دماي هسته همچنان بالا مي رود تا به حدي برسد كه براي شروع واكنش هاي هسته اي كافي باشد در اين شرايط پيش ستاره اماده تبديل شدن به يك ستاره واقعي مي شود. وقتي دماي پيش ستاره به 7 ميليون درجه سانتي گراد رسيد اتم هاي هيدروژن هسته طي واكنش گداخت هسته اي {فيوژن} با هم تركيب و به اتم هليوم تبديل مي شوند.انرژي گرمايي حاصل از اين واكنش هسته اي به همراه فشار ناشي از تراكم اتم ها در مركز ستاره باعث بالارفتن دما و در نتيجه افزايش واكنش هاي هم جوشي هسته اي مي شود.جذب گاز توسط پيش ستاره تا حدي ادامه مي يابد كه ميان نيروي جاذبه {به طرف داخل} و فشار ناشي از انفجارات هسته اي {به طرف خارج} تعادل ايجاد مي شود.پس از برقراري اين تعادل ستاره نوراني شكل مي گيرد.اما اگر جرم كافي از گاز ها و غبار در اطراف پيش ستاره نباشد ستاره اي هم شكل نمي گيرد و به جاي انكوتوله قهوه اي متولد مي شود.
زندگي تا مرگ ستاره
در هسته هر ستاره اي كه در اسمان مي درخشد واكنش هاي عظيم هم جوشي رخ مي دهد تا ستاره مانند يك لامپ غول پيكر كيهاني از خود نور توليد كند.هنگامي كه ستاره شكل مي گيرد گرانش ان مي كوشد تا گاز هاي خود را منقبض كند و در فرو كشد اما واكنش هاي هسته اي كه در مركز ستاره رخ مي دهد چنان انرژي عظيمي به سوي خارج هسته ازاد مي كند كه از فرو پاشيدن ستاره جلوگيري مي كند. زماني كه ستاره {بر حسب جسمش} سوخت خود را تمام كرد و تمام هيدروژن هسته ان به هليوم تبديل شد وارد مرحله جديدي از زندگي خود مي شود.با افزايش دماي مركز بر اثر واكنش هاي هسته اي ستاره سعي مي كند تا هيليوم توليد شده را به عناصر سنگين تري چون اكسيژن و كربن تبديل كند.اگر ستاره به اندازه كافي بزرگ باشد ان گاه سوخت و جرم كافي براي ادامه عمل هم جوشي هسته اي خواهد داشت.در اين صورت با رسيدن دماي درون ستاره به 700 ميليون درجه سانتي گراد اتم هاي كربن مركز ستاره هم به نئون و منيزيم تبديل خواهد شد.انرژي حرارتي عظيمي كه در مركز ستاره توليد مي شود با انتقال به لايه هاي رويي موجب ادامه تبديل عناصر در انجا خواهد شد.با انبساط لابه هاي بيروني ستاره بزرگ و بزرگتر مي شود تا به ابرغول سرخ رنگي تبديل شود. هنگامي كه دماي مركز ستاره به 2 ميليارد درجه سانتي گراد برسد هسته اتم هاي اكسيژن نيز به يكديگر جوش مي خورند و اتم هاي سيليكون و گوگرد توليد مي شوند.در حرارت بالاي 3 ميليارد درجه اين عناصر به اهن تبديل خواهند شد.اما از انجا كه ساختار اتم اهن اجازه ذوب شدن هسته و تشكيل عناصر سنگين تر را نمي دهد اين اخرين واكنشي است كه مي تواند در مركز ستاره رخ دهد. با پايان عمل همجوشي و با متوقف شدن توليد انرژي در مركز ستاره گرانش ستاره بر فشار هسته غلبه مي كند و در كمتر از يك صدم ثانيه هسته ستاره تحت فشار زياد متلاشي مي شود.دماي مركز ناگهان به 100 ميليارد درجه سانتي گراد افزايش مي يابد.لايه هاي بالايي با سرعتي حيرت انگيز به درون هسته فرو ميريزند. بر اثر افزايش فشار و دماي ناگهاني ساختار اتم هاي مركز درهم ميشكند.الكترون ها از مدار خود به درون هسته اتم مي افتند و در تركيب با پروتون ها به نوترون تبديل مي شوند.بر اثر اين واكنش انرژي بسيار زيادي ازاد مي شود و ناگهان ستاره با انرژي فوق العاده زيادي منفجر مي شود و همه مواد و گاز هاي ان با شدت باورنكردني به فضاي اطراف پرتاب مي شوند.
منبع
کتاب نجوم به زبان ساده / نویسنده: مایر دگانی / مترجم: محمدرضا خواجه پور / نشر:موسسه جغرافیایی و کارتوگرافی گیتاشناسی / چاپ هشتم(از ویرایش جدید)، نوروز 1390 / صفحه 6 كتاب اسرار كيهان/نويسنده:بهنام محمدپناه
