سرنوشت ستارگان: چگونگی مرگ یک ستاره

تالیف : دکتر کریگ فرویدنریخ

منبع اصلی: http://science.howstuffworks.com/star6.htm

ترجمه و تلخیص: اصغر ناصری ([e-mail]) 

مرگ یک ستاره  

چند میلیارد سال پس از شروع زندگی یک ستاره، عاقبت مرگ آن فرا می رسد. لیکن چگونگی مرگ یک ستاره به نوع و جرم آن بستگی دارد. 

ستارگان مانند خورشید 

وقتی ذخیره هیدروژن هسته ستاره به پایان می رسد، به واسطه غلبه نیروی گرانشی بر نیروی انبساط حرارتی تراکم هسته شروع می شود. لیکن در لایه های بیرونی تر ستاره هنوز مقداری همجوشی هسته ای رخ می دهد. همچنانکه هسته متراکم می شود، دمای آن بالا می رود. این امر منجر به داغ شدن لایه های بیرونی شده و انبساط آنها را موجب می شود. در نتیجه شعاع ستاره افزایش یافته و به یک غول قرمز مبدل می گردد. اگر خورشید ما به یک غول قرمز تبدیل گردد، آنقدر انبساط می یابد که سیارات تیر، ناهید و زمین را در خود فرو برد. مدت زمانی بعد، دمای هسته آنقدر بالا می رود که بتواند هلیوم را در نتیجه همجوشی به عنصر سنگین تر کربن تبدیل کند. وقتی سوخت هلیومی نیز به پایان رسد، هسته منبسط و در نتیجه کاهش همجوشی درونی سرد می شود. مواد لایه های درونی نیز به اطراف پراکنده شده و یک سحابی چرخنده به دور هسته باقیمانده می سازند. در نهایت، هسته سرد و متراکم شده و به یک کوتوله سفید و سپس به یک کوتوله سیاه تبدیل می شود. 

  

سحابی چرخان روتن اگ که توسط تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده است. 

ستارگان جسیم تر از خورشید 

وقتی ذخیره هیروژن هسته ستاره به پایان می رسد، هلیوم در نتیجه همجوشی به کربن تبدیل می شود. برای یک ستاره با جرمی در حدود خورشید این پایان راه است. اما ستارگان پرجرم تر به علت دمای بالای هسته هنوز توان ادامه همجوشی هسته ای را دارند. در نتیجه در دمای چند صد میلیون درجه هسته این ستارگان کربن به عناصر سنگین تر همچون آهن تبدیل می شود. زمانی که هسته مملو از عنصر آهن (البته در حالت پلاسمایی) شد، همجوشی دیگر ادامه نمی یابد. ستاره در نتیجه غلبه نیروی گرانشی خود فرو می رمبد و هسته آهنی داغتر و داغتر می شود. ذرات هسته آنقدر به هم نزدیکتر می شوند که پروتون ها و الکترون ها به یکدیگر برخورد کرده و به نوترون تبدیل می شوند. در این صورت هسته آهنی که قطری حدود سیاره زمین دارد، بشدت متراکم شده و به گلوله نوترونی بسیار چگالی با قطر حدود ١٠ کیلومتر مبدل می گردد. نیروی گرانشی این ستاره نوترونی چنان زیاد است که لایه های بیرونی ستاره را بشدت بسوی خود جذب می کند. این لایه ها با سرعتی فوق العاده زیاد به هسته نوترونی داغ در اثر تراکم برخورد کرده و دمای آنرا به میلیاردها درجه سانتی گراد می رسانند که باعث انفجار هسته و تشکیل یک ابرنوستاره (سوپرنوا)  می گردند. امواج انفجاری ناشی از این پدیده می تواند تشکیل ستارگان جدید در ابرهای بین ستاره ای مجاور را موجب شود. آنچه باقی می ماند می تواند بسته به جرم ستاره اولیه، یک ستاره نوترونی و یا یک سیاهچاله باشد. 

 

سوپرنوای 1987A و حلقه های گاز داغ پیرامون آن

(ادامه دارد)