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 كراتی سوزان و متشكل از گاز های ملتهب هستند كه بر خلاف سیارات از خود گرما و نور ساطع می كنند.خورشید ما یك ستاره است.با اینكه خورشید یك میلیون برابر بزرگتر از زمین است اما ستاره بزرگی به حساب نمی آید و در كیهان ستاره های بسیار بزرگتر از خورشید هم یافت می شود.پس از خورشید نزدیك ترین ستاره به ما بیش از 4 سال نوری فاصله دارد.فاصله برخی از ستاره هایی كه در شب می بینیم به صدها هزار سال نوری هم می رسد.كوچكترین ستاره های درخشان كوتوله‌های سفید نام دارند.با این كه این ستاره ها تقریبا هم اندازه زمین هستند جرم و چگالی زیادی دارند.از طرفی بعضی ستاره های در حال مرگ بسیار بزرگ و غول آسا هستند.بزرگی تعدادی از این ابرغول ها به 50 میلیون برابر خورشید میرسد.بعضی از ستاره ها كه ما آنها را ابرنواختر می نامیم ناگهان به اندازه هزاران برابر خورشید می درخشند و سپس به تاریكی می گرایند و به ستاره نوترونی یا سیاهچاله تبدیل می شوند. در آغاز این بحث ابتدا بعضی از خصوصیات مشترك ستاره ها ذكر می شود و در ادامه با بررسی چرخه عمر آنها تفاوت های اصلی ستاره ها آشكار می شود.
دما و طیف
اگر شما یك میله فلزی را داغ كنید ابتدا رنگ آن قرمز میشود و اگر آن را بیشتر حرارت دهید رنگ میله به ترتیب زرد نارنجی سفید و در نهایت رنگشان آبی خواهد شد.این قضیه درباره ستاره ها نیز صادق است.بعضی از ستاره ها بسیار داغ و برخی سرد هستند.دمای ستاره ها را از روی رنگشان می توان تشخیص داد.یك ستاره آبی از رنگ زرد و آن هم از ستاره قرمز داغ تر است.اخترشناسان از روی رنگ یك ستاره می توانند به طور تقریبی دمای سطح آن را تعیین كنند.دمای سطح ستاره های زرد رنگ {مانند خورشید} حدود 6000 درجه و دمای سطح ستاره سرخ و تقریبا سرد حدود 3000 درجه است.از طرفی دمای سطحی ستاره های آبی رنگ بسیار بالا است و تا 50 هزار درجه سانتیگراد هم می رسد. هر جسم داغ طیفی از امواج الكترومغناطیس ساطع میكند.البته چشم ما قادر است فقط بخشی از این طیف را در محدوده نور مرئی ببیند به همین دلیل دانشمندان برای مشاهده طیف كامل این امواج از وسیله ای به نام طیف نگار استفاده میكنند.اگر شما میله ای را كمی حرارت دهید و ان را نزدیك طیف نما نگه دارید بخش قرمز آن پر رنگ تر خواهد بود و اگر جسم را بیشتر حرارت دهید نوك نوار به رنگ آبی متمایل می شود. با علم به اینكه هر اتم داغ و ملتهب امواجی با طول موج مشخص از خود ساطع میكند و اینكه اتم هر عنصر دقیقا همان طول موجی را از نور پیوسته جذب می كند كه هنگام بر انگیخته شدن آن را تابش میكند اخترشناسان توانسته اند به كمك نوع خاصی از طیف نگارها به عناصر موجود در گاز های داخل جو ستاره های نزدیك مانند خورشید و همچنین توده گاز های سرد و شناوری كه در سر راه تابش نور ستاره ها به زمین قرار دارند پی ببرند.
روشنایی ، درخشندگی و بزرگی
با نگاه كردن به آسمان شب می پندارید كه همه ستاره ها در یك صفحه بزرگ و با فاصله های مساوی از سطح زمین قرار دارند در حالیكه بیشتر این ستاره ها میلیون ها كیلومتر از هم فاصله دارند.بعضی از ستاره ها روشن تر از بقیه به نظر می رسند در حالیكه ممكن است ستاره ایكه كم نور تر است از ستاره ی درخشان مجاورش بزرگتر باشد! دو عامل درخشندگی و فاصله از ما میزان روشنایی ستاره را تعیین میكند.
سرعت و جهت حركت
ستاره ها هم مانند همه اجرام كیهانی حركت میكنند.حركت ستاره ها بر طول موج نور ارسالی آنها اثر می گذارد.درست شبیه صدای آژیر یك ماشین آتش نشانی كه در هنگام نزدیك شدن به ما صدای زیر تری نسبت به زمان دور شدن از ما دارد این پدیده اثر دوپلر نام دارد.با اندازه گیری طیف ستاره ها و مقایسه آنها با طیف استاندارد می توان جهت و سرعت حركت ستاره را اندازه گیری كرد.اگر طیف تابش شده از ستاره به سمت رنگ آبی جا به جا شود ستاره در حال نزدیك شدن به ما است و اگر این طیف به سمت رنگ قرمز حركت كند به این معنی است كه ستاره در حال دور شدن از ما است.
تحولات ستاره ها
پس از اثبات برابری جرم و انرژی از سوی آلبرت اینشتین دانشمندان تشخیص دادند كه در تمامی ستارگان تغییر و تحول رخ می دهد.ستاره ها برای نورافشانی انرژی مصرف می كنند بنابراین باید مقداری از ماده خود را به انرژی تبدیل كنند. همان طور كه آتش زغال با خاكستر شدن آخرین شراره هایش خاموش می شود ستاره نیز با پایان یافتن انبار عظیم سوخت هسته ای می میرد.امروز نیز ستاره های پیری را می بینیم كه تاریك می شوند در حالیكه ستاره های دیگری نیز متولد می شوند تا جایگزین آنها شوند.هنوز هم ستاره های جوانی بسیار در میان گاز های سرد كیهانی در حال شكل گرفتن هستند.خورشید سنین میانی خود را به آرامی می گذراند و برخی از پیر ترین ستاره های در حال مرگ شناخته شده اند.اخترشناسان ستاره ها را موجودات زنده ای می دانند كه در طول عمر خود مراحل تولد زندگی و مرگ را پشت سر می گذارند.این مراحل برای انسان حدود 70 سال طول می كشد اما در مورد ستاره ها از چند میلیون تا چند میلیارد سال متغیر است.بنابراین هیچكس نمی تواند رشد یك ستاره را از تولد تا مرگ آن دنبال كند پس این سوال مطرح می شود كه دانشمندان چگونه عمر ستاره را محاسبه می كنند؟ تصور كنید در حالی كه هیچ گاه درختی ندیده اید شما را به میان جنگل ببرند چه پیش می آید؟درختان گوناگونی از جوانه های كوچك تا درختان غول پیكر خواهید دید كه در مراحل مختلف رشد خود قرار دارند.اگر اندكی دقت كنید می توانید به چرخه حیات درختان پی ببرید.اخترشناسان به روشی مشابه با استفاده از قوانین فیزیک و رصد گونه های مختلف ستارگان توانسته اند به سلسله حوادث زندگی یك ستاره پی ببرند.
تولد ستاره
به جز اجرام درخشانی كه در آسمان تاریك شب دیده می شوند ابر های گازی و توده های غباری بسیاری هم در كیهان پخش شده اند.از آنجا كه این توده های سرد شناور {سحابی ها} از خود نوری تابش نمی كنند اغلب نمی توان آن را دید.گاهی اوقات با عبور یك كهكشان و یا بر اثر امواج ضربه ای حاصل از انفجار یك ستاره بزرگ این ابر ها و غبارات گازی سرگردان به هم نزدیك می شوند و بر اثر جاذبه توده بزرگ تری را به وجود می آورند. به تدریج و با متراكم شدن ذرات در مركز توده نیروی جاذبه بیشتری به وجود می آید و در نتیجه گاز ها و ذرات بیشتری از اطراف به سمت مركز جذب می شوند و شروع به چرخش به دور آن می كنند.به مرور زمان توده شكل قرص دواری به خود می گیرد و چرخش آن سریع تر می شود.هر چه قرص بزرگتر شود نیروی جاذبه آن افزایش می یابد و مانند یك جاروبرقی تمامی گاز ها و ذرات اطراف را به سمت مركز خود می كشد. با افزایش تراكم و فشار در مركز قرص دمای گاز كه قسمت اعظم آن را هیدروژن تشكیل می دهد مدام افزایش می یابد.با گذشت یك میلیون سال هسته ای داغ و چگال با دمایی حدود 1500 درجه در مركز این قرص دوار شكل میگیرد كه آن را پیش ستاره می نامند.طی میلیون ها سال ذرات و گاز های اطراف به سمت مركز ستاره جوان جذب می شوند و دمای هسته همچنان بالا می رود تا به حدی برسد كه برای شروع واكنش های هسته ای كافی باشد در این شرایط پیش ستاره آماده تبدیل شدن به یك ستاره واقعی می شود. وقتی دمای پیش ستاره به 7 میلیون درجه سانتیگراد رسید اتم های هیدروژن هسته طی واكنش گداخت هسته ای{فیوژن} با هم تركیب و به اتم هلیوم تبدیل می شوند.انرژی گرمایی حاصل از این واكنش هسته ای به همراه فشار ناشی از تراكم اتم ها در مركز ستاره باعث بالارفتن دما و در نتیجه افزایش واكنش های هم جوشی هسته ای می شود.جذب گاز توسط پیش ستاره تا حدی ادامه می یابد كه میان نیروی جاذبه {به طرف داخل} و فشار ناشی از انفجارات هسته ای{به طرف خارج} تعادل ایجاد می شود.پس از برقراری این تعادل ستاره نورانی شكل می گیرد.اما اگر جرم كافی از گاز ها و غبار در اطراف پیش ستاره نباشد ستاره ای هم شكل نمی گیرد و به جای آن كوتوله قهوه‌ای متولد می شود.
زندگی تا مرگ ستاره
در هسته هر ستاره ای كه در Hسمان می درخشد واكنش های عظیم هم جوشی رخ می دهد تا ستاره مانند یك لامپ غول پیكر كیهانی از خود نور تولید كند.هنگامی كه ستاره شكل می گیرد گرانش ان می كوشد تا گاز های خود را منقبض كند و در فرو كشد اما واكنش های هسته ای كه در مركز ستاره رخ میدهد چنان انرژی عظیمی به سوی خارج هسته ازاد میكند كه از فرو پاشیدن ستاره جلوگیری می كند. زمانی كه ستاره {بر حسب جسمش} سوخت خود را تمام كرد و تمام هیدروژن هسته ان به هلیوم تبدیل شد وارد مرحله جدیدی از زندگی خود می شود.با افزایش دمای مركز بر اثر واكنش های هسته ای ستاره سعی می كند تا هیلیوم تولید شده را به عناصر سنگین تری چون اكسیژن و كربن تبدیل كند.اگر ستاره به اندازه كافی بزرگ باشد ان گاه سوخت و جرم كافی برای ادامه عمل هم جوشی هسته ای خواهد داشت.در این صورت با رسیدن دمای درون ستاره به 700 میلیون درجه سانتیگراد اتم های كربن مركز ستاره هم به نئون و منیزیم تبدیل خواهد شد.انرژی حرارتی عظیمی كه در مركز ستاره تولید میشود با انتقال به لایه های رویی موجب ادامه تبدیل عناصر در انجا خواهد شد.با انبساط لابه های بیرونی ستاره بزرگ و بزرگتر میشود تا به ابرغول سرخ رنگی تبدیل شود. هنگامی كه دمای مركز ستاره به 2 میلیارد درجه سانتیگراد برسد هسته اتم های اكسیژن نیز به یكدیگر جوش میخورند و اتم های سیلیكون و گوگرد تولید می شوند.در حرارت بالای3 میلیارد درجه این عناصر به اهن تبدیل خواهند شد.اما از انجا كه ساختار اتم اهن اجازه ذوب شدن هسته و تشكیل عناصر سنگین تر را نمی دهد این اخرین واكنشی است كه میتواند در مركز ستاره رخ دهد. با پایان عمل همجوشی و با متوقف شدن تولید انرژی در مركز ستاره گرانش ستاره بر فشار هسته غلبه میكند و در كمتر از یك صدم ثانیه هسته ستاره تحت فشار زیاد متلاشی میشود.دمای مركز ناگهان به 100 میلیارد درجه سانتیگراد افزایش مییابد.لایه های بالایی با سرعتی حیرت انگیز به درون هسته فرو میری زند. بر اثر افزایش فشار و دمای ناگهانی ساختار اتم های مركز درهم می شكند.الكترون ها از مدار خود به درون هسته اتم می افتند و در تركیب با پروتون ها به نوترون تبدیل میشوند.بر اثر این واكنش انرژی بسیار زیادی ازاد میشود و ناگهان ستاره با انرژی فوق العاده زیادی منفجر میشود و همه مواد و گاز های ان با شدت باورنكردنی به فضای اطراف پرتاب میشوند.
منبع
1. 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
2. كتاب اسرار كیهان/نویسنده:بهنام محمدپناه
