کاملترین تصویر از یک ستاره دیگر، پیش نمایشی از دوران خاموشی خورشید ما

کاملترین تصویر از یک ستاره دیگر، پیش نمایشی از دوران خاموشی خورشید ما

تصویر زیر از ستاره موسوم به پای وان گریوس Pi¹ Gruis شاید کامل ترین تصویر از سطح ستاره دیگری غیر از خورشید باشد. این تصویر بیشترین جزئیات از یک ستاره را در اختیار ما قرار می دهد. ستاره غول پیکر که در فاصله 530 سال نوری از ما قرار دارد، به ستاره شناسان کمک کرده است نظریات مربوط به رفتار ماده ستاره ای چرخان را تایید کنند.

این ستاره 170 بار بزرگتر از خورشید ماست و رفته رفته به یک غول سرخ تبدیل می شود. هسته ستاره از هلیوم ناشی از همجوشی هسته ای انباشته شده و واکنش همجوشی هیدروژن تنها در پوسته بیرونی آن انجام می شود. این ستاره سرگذشت خورشید ما را در میلیاردها سال دیگر در برابر چشمانمان قرار داده است.

منبع

https://www.popularmechanics.com/space/deep-space/a15948566/pi-grius-most-detailed-image-another-star/

ستاره های غول سرخ

یک ستاره زندگی خود را از درون ابری از غبار به نام سحابی یا نبولا (Nebula) آغاز می کند. سحابی ابری از گاز هیدروژن و غبار در فضا است. سحابی‌ها انواع مختلفی دارند. یک سحابی تشعشعی، مانند اوریون، به روشنی می‌درخشد زیرا گاز درون آن توسط ستارگانی که در آن شکل گرفته‌اند بشدت داغ می‌شود. در یک سحابی بازتابشی، نور ستارگان توسط ذرات غبار موجد در سحابی بازتابیده می‌شود. سحابی پیرامون خوشه پله‌ ئیدس (Pleiades) نوعی از سحابی بازتابی است. سحابی تاریک نیز وجود دارد، به عبارتی ابرهای متراکمی از هیدروژن مولکولی که نور ناشی از ستارگان پشت سر آن را جذب می‌کنند. سحابی‌های سیاره‌ای نیز لایه‌های بیرونی یک ستاره هستند که وقتی یک ستاره از حالت غول قرمز به کوتوله سفید تبدیل می‌شود، بخشی از جرم خود را بدین صورت از دست می‌دهد.

سحابی اوریون

ستاره

یک ستاره کره فروزانی از گاز است که نور و گرمای خود را از واکنش‌های هسته‌ای بدست می‌آورد. ستاره‌ها از سحابی زاده می‌شوند و در ابتدا بیشتر از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده‌اند. دمای سطحی آنها از 2000 تا 30000 درجه سلسیوس متغیر است و بر حسب دمای سطحی رنگ آنها از سرخ به آبی –سفید می‌گراید. درخشان‌ترین ستاره‌ها جرمی حدود 100 برابر خورشید دارند و با نوری میلیونها برابر نور خورشید تابش می‌کنند. این ستارگان قبل از تبدیل به ابرنوستاره (سوپر نوا) چند میلیون سال عمر می‌کنند. کم فروغ ترین ستاره ها کوتوله‌های قرمز هستند که درخشش آنها یک هزارم درخشندگی خورشید است.

 یک ستاره در مرحله اصلی چرخه عمر خود دارای تعادل هیدرواستاتیکی است.'گرانش (جاذبه نیوتنی) میان ذرات ستاره سعی در متراکم کردن آن دارد که این تراکم بر فشار داخلی ستاره و دمای آن می افزاید تا جایی که در هسته ستاره واکنش همجوشی هسته ای شروع شده و دمای مرکز ستاره تا میلیونها درجه سلسیووس بالا می رود. بدین ترتیب انبساط حرارتی با تراکم گرانشی مقابله کرده و ستاره در طول مرحله اصلی عمر خود در تعادل هیدروستاتیکی بسر می برد.

کمترین جرم ممکن برای یک ستاره حدود 8 درصد جرم خورشید است که با این وجود 80 برابر جرم سیاره عظیم مشتری است. کمتر از این حد واکنش هسته ای در هسته ستاره روی نخواهد داد. ستاره ای مانند خورشید در انتهای عمر چند میلیارد ساله خود بصورت یک غول سرخ متورم شده و پیش از آن لایه‌های بیرونی خود را بصورت یک سحابی سیاره‌ای از دست می‌دهد و در انتها نیز به یک کوتوله سفید بسیار چگال متراکم می‌شود.

غول سرخ

زمانی که ستاره‌ای به بزرگی خورشید بیشتر ذخیره هیدروژن هسته خود را از دست می‌دهد، دیگر نخواهد توانست گرمای کافی تولید کرده و نیروی گرانش پرتوان باعث چروک خوردن هسته آن می شود. متراکم شدن هسته گرمای عظیمی تولید می کند که باعث بالا رفتن دمای هسته ستاره تا صدها میلیون درجه سلسیوس می‌گردد. این حرارت عظیم لایه‌های بیرونی ستاره را منبسط کرده و آن را به غول قرمزی بدل می‌کند. یک غول قرمز می‌تواند قطری 10 تا 100 برابر قطر کنونی خورشید داشته باشد. غولهای قرمز بسیار درخشنده‌اند زیرا سطحی بسیار بزرگ دارند گرچه دمای سطحی آنها از 3000 درجه سلسیوس تجاوز نمی‌کند.

یکی از معروفترین غولهای سرخ، ستاره ابط الجوزا است که در فاصله 600 سال نوری از زمین قرار دارد. ابط الجوزا یک ابرغول قرمز با قطری حدود 1400 برابر خورشید است. ابط الجوزا در آینده نزدیک یک انفجار ابرنوستاره ای را تجربه خواهد کرد بطوری که در طول روز نیز قابل مشاهده خواهد بود.

واضح ترین تصویری که از ابط الجوزا گرفته شده و سطح ابرغول قرمز رنگ را نشان می دهد.

کهکشان راه شیری، حقایقی درباره خانه کهکشانی ما

کهکشان راه شیری، حقایقی درباره خانه کهکشانی ما

ترجمه: اصغر ناصری

منبع:   http://www.space.com/19915-milky-way-galaxy.html

در آسمان صاف شبهای کویر به دور از نور شبانه و آلودگی شهرها، می توان نوار پهن و روشنی از ستارگان در آسمان دید که پیشینیان آن را به رودخانه ای از شیر تشبیه می کردند. در حقیقت این خط مسحور کننده از نور، مرکز کهکشان ماست که از یکی از بازوهای بیرونی آن بدان نگریسته می شود.

(البته این منظره در آسمان شهرهای آلوده ای مانند تهران قابل مشاهده نیست و برای دیدن چنین منظره ای باید کیلومترها در دل کویر پیش رفته و از آلودگی و نور شب شهرها دور شد. مترجم مقاله در سالهای کودکی خود در اوایل دهه 50 شبها می توانست در آسمان پاک تهران آن روزها، دنباله راه شیری را بخوبی مشاهده کند).

کهکشان راه شیری در آسمان صاف و پرستاره

کهکشان راه شیری (The Milky Way) یک کهکشان مارپیچی بسته با عرض 100 هزار سال نوری است. اگر از بالا بدان بنگریم آن را به شکل یک برآمدگی در مرکز می بینیم که چهار بازوی مارپیچی بزرگ آن را احاطه کرده اند. کهکشانهای مارپیچی حدود دوسوم تمام کهکشانهای عالم را می سازند. بازوی کوچکتر اوریون حاوی دستگاه خورشیدی ماست. بازویاوریون بین دو بازوی بزرگتر پرزیوس و ساگیتاریوس قرار دارد.

کهکشان راه شیری بطور مداوم بدور مرکز خود در حال گردش است. بنابراین بازوها درون فضا دوران می‌کنند. در نتیجه دوران بازوی اوریون، دستگاه خورشیدی با سرعت متوسط 828 هزار کیلومتر بر ساعت در فضا در حال حرکت است. حتی با این سرعت فوق العاده زیاد، 230 میلیون سال طول می کشد تا دستگاه خورشیدی یک دور به دور مرکز کهکشان بگردد.

بازوهای مارپیچی که بدور مرکز کهکشان چرخیده اند، حاوی مقادیر عظیمی غبار و گاز هستند. ستارگان جدید درون این بازوها شکل می گیرند. این بازوها حاوی دیسک کهکشانی نیزهستند. این دیسک حدود 1000 سال نوری ضخامت دارد.

در مرکز کهکشان برآمدگی کهکشانی قرار دارد. قلب کهکشان تراکم عظیمی از گاز، غبار و ستارگان است. این غبار و گاز ضخیم و متراکم مانع دیدن درون برآمده کهکشان می شود. بنابراین بیشتر ستارگانی که می بینیم در سمت بیرون کهکشان قرار دارند.

کهکشان  NGC 6744 که بسیار شبیه کهکشان راه شیری است.

در مرکز کهکشان یک سیاهچاله غول آسا قرار دارد. جرم این سیاهچاله میلیاردها برابر خورشید است. ممکن است در ابتدا جرم این سیاهچاله کمتر بوده لیکن با بلعیدن گاز و غبار از فضای اطراف خود رشد کرده و به غولی تبدیل شده است. سیاهچاله چنان گرانش عظیمی دارد که حتی نور نمی تواند از آن بگریزد لیکن اثرات گرانشی آن بر ماده اطراف باعث اشکارسازی آن می شود. سیاهچاله مسیر ماده پیرامون خود را تغییر می دهد. تصور می شود که بیشتر کهکشانها سیاهچاله ای در مرکز خود دارند.

برآمدگی مرکزی و بازوها مشهودترین بخش های کهکشان راه شیری هستند. لیکن کهکشان بخش های اسرارآمیز دیگری نیز دارد. یک هاله از گازهای داغ، ستارگان کهن و خوشه های گلبولی آن را احاطه کرده است. گرچه این هاله صدها هزارسال نوری در فضا کشیده شده است، تنها دو درصد ستارگان کل کهکشان راه شیری را در خود دارد.

غبار، گاز و ستارگان مرئی ترین اجزای کهکشان هستند. لیکن کهکشان راه شیری از ماده تاریک نیز ساخته شده است. دنشمندان نمی توانند مستقیما ماده تاریک را آشکارسازی کنند، لیکن برپایه تاثیر آن بر اشیای پیرامونی می‌توانند میزان آن را اندازه گیری نمایند. سرعت دورانی هر کهکشان به جرم آن بستگی دارد. لیکن سرعت دوران تمامی کهکشانهای شناخته شده بسیار بیشتر از آن چیزی است که از کل جرم ستارگان، غبار و گاز مرئی آنها ایجاد شود. اندازه گیری ها نشان می دهند که ماده تاریک حدود 90 درصد جرم کهکشان را تشکیل می‌دهد.

مسیر برخورد

نه تنها کهکشان راه شیری به دور خود می چرخد، بلکه در فضا نیز سیر می کند. حدود 4 میلیارد سال بعد کهکشان راه شیری با نزدیکترین همسایه خود یعنی کهکسان آندرومدا برخورد خواهد کرد.  آنها با سرعت حدود 112 کیلیومتر بر ثانیه به درون هم فرو خواهند رفت و برخورد آنها جریان تازه ای از مواد به درون ایجاد خواهد کرد. این جریان عظیم مواد شکل گیری ستارگان جدیدی را موجب خواهد شد.

البته ساکنان زمین نباید نگران این برخورد باشند. در آن زمان خورشید به یک غول قرمز منبسط شده و سیاره ما را از حیات خالی ساخته است.

حقایقی درباره کهکشان راه شیری

کهکشان راه شیری حدود 200 میلیارد ستاره دارد و برای ساختن میلیاردها ستاره دیگر نیز غبار و گاز در خود دارد.

دستگاه خورشیدی در فاصله 30 هزار سال نوری از مرکز کهکشان و 20 سال نوری بالاتر از صفحه اصلی کهکشان قرار دارد.

تا حدود دهه 1920 ستاره شناسان تصورمی کردند تمامی ستارگان عالم درون کهکشان راه شیری قرار دارند. لیکن ادوین هابل ستاره شناس بزرگ، ستاره خاصی به نام متغیرهای قیفاووسی کشف کرد که به او اجازه می داد فواصل بین ستاره ای را به دقت اندازه گیری کند. بدین ترتیب بود که ستاره شناسان دانستند تکه های تیره دوردستی که قبلا ابرهای گاز و غبار انگاشته می شدند، در حقیقت کهکشانهای مجزا هستند.

نزدیکترین ستاره به خورشید

خورشید (Sun) نزدیکترین ستاره به ماست و زندگی تمامی موجودات به گرما و نور آن بستگی دارد. فاصله خورشید از ما 150 میلیون کیلومتر است . نور خورشید هشت دقیقه طول می کشد تا به زمین برسد. پس از خورشید، نزدیکترین ستاره به ما آلفاقنطورس (Alpha Centauri) است که فاصله آن تا ما 4.37 سال نوری است، یعنی نور آن 4.37 سال طول می کشد تا به زمین برسد. به عبارتی در هر حالتی که به این ستاره نگاه کنید، آن را در حالتی خواهیددید که 4.37 سال پیش داشته است.

آلفا قنطورس در اصل یک سه تایی است از دو ستاره بزرگ و پرنور که اندازه ای تقریبا برابر خورشید دارند و یک همراه کوچکتر که به زحمت دیده می شود. بنابراین آلفاقنطورس یک سیستم ستاره ای است. وجود برخی اجسام سیاره ای که به دور این سه گانه می چرخند ثابت شده است. لیکن دمای سطحی آنها چنان بالاست که امکان وجود حیات را بر روی آنها منتفی می سازد.

برای تجسم فاصله این ستاره از زمین، در نظر بگیرید که نور در هرثانیه تقریبا 300 هزار کیلومتر فاصله را طی می کند. این سرعت تقریبا برابر است با 1 میلیارد کیلومتر بر ساعت. نور در یک سال 365 ضربدر 24 برابر این فاصله را طی می کند. بنابراین آلفاقنطورس 41343 میلیارد کیلومتر از زمین فاصله دارد.

اگر انسان بخواهد با سریعترین موشکی که تا به حال ساخته به نزدیکی این ستاره سفر کند چه مدت طول می کشد؟ سریعترین موشک فضاپیمای ساخت بشر تقریبا 40 هزار کیلومتر بر ساعت سرعت دارد. بنابراین این موشک می تواند 40000 ضربدر 24 ضربدر 265 کیلومتر در سال یا 0.35 میلیارد کیلومتررا طی کند. در نتیجه تقریبا 118 هزارسال طول خواهد کشید تا فضاپیمای ساخته دست انسان به نزدیکی  این نزدیکترین ستاره بعد از خورشید برسد! این واقعیت نشانی از فواصل عظیم بین ستاره ای است. به همین دلیل برخی دانشمندان معتقدند هیچ راهی برای ارتباط مستقیمبا موجودات زنده احتمالی دنیاهای دیگر وجود ندارد زیرا عمر نوع انسان به چنین ارتباطی قد نمی دهد.

تالیف: اصغر ناصری

بزرگترین ستارگان شناخته شده عالم

یکی از جالب ترین نمودارها در زمینه دسته بندی و شناخت ستارگان، نمودار هرتزپرانگ روسل است. اگر ستارگان شناخته شده عالم را در نموداری که محور افقی آن دمای سطحی و محور عمودی آن میزان تابندگی (برحسب واحد خورشیدی) است قرار دهیم، ستارگان عادی و پایدار بر روی خطی کمابیش افقی واقع می شوند که نام رشته اصلی (main sequence) را بخود گرفته است. در پایین ترین نقاط این خط ستارگان سرد با دمای سطحی حدود 2000 کلوین قرار دارند و در ادامه به ستاره آشنای منظومه شمسی یعنی خورشید می رسیم که دمای سطحی آن حدود 6000 درجه سانتی گراد است. سردترین ستاره ها قرمز رنگند و با افزایش دمای سطحی رنگ آنها بتدریج به زرد، سفید و سپس آبی می گراید. ستارگان آبی بسیار داغند و دمای سطحی آنها می تواند به بالاتر از 30 هزار کلوین برسد. در ستارگان رشته اصلی نیروی گرانشی که تمایل به متراکم کردن ستاره دارد با رانش ناشی از انبساط حرارتی هسته داغ ستاره در تعادل است و ستاره پایداری خود را به مدتی طولانی از چند میلیون تا چند میلیارد سال حفظ می کند.

 بیرون رشته اصلی ستارگان غیرعادی قرار دارند که ترکیب جرم و اندازه آنها بسیار شگفت آور است. در پایین رشته اصلی کوتوله های سفید با چگالی بالا و حجم کم قرار دارند و بالاتر از خط نیز به غول ها و ابرغولهای قرمز بر می خوریم که چگالی کم لیکن ابعادی بسیار غول آسا دارند.

هر ستاره ای در ابتدای پیدایش خود (که از ابرهای چرخان گاز و غبار نتیجه می شود) مدتی را در رشته اصلی می گذراند که کاملا به جرم آن بستگی دارد. هرچه جرم ستاره ای بیشتر باشد ذخیره سوخت هیدروژن هسته خود را سریعتر مصرف کرده و درون آن سرد می شود. بدین ترتیب نیروی گرانشی توده های جرم ستاره بر رانش ناشی از انبساط حرارتی غالب شده و ستاره چروک می خورد. ممکن است ستاره به یک کوتوله سفید چگال و متراکم تبدیل شود و یا در اثر انفجاری عظیم یک نواختر یا ابرنواختر از خود به نمایش گذارد، یعنی ستاره ای که در مدت چند روز چنان درخشان می شود که حتی در نور روز نیزقابل دیدن است.

اما غولها و ابرغولهای قرمز در نتیجه چروک خوردن هسته یک ستاره پرجرم و انبساط لایه های بیرونی ستاره در نتیجه گرم تر شدن هسته تشکیل می شوند. در این صورت ستاره از رشته اصلی خارج شده وبه اجرام ناپایدار آسمان تبدیل می شود. سرنوشت یک ستاره کاملا به جرم آن بستگی دارد.

عنوان بزرگترین ستاره شناخته شده عالم تا چند سال پیش به VY Canis Majoris تعلق داشت که در فاصله 5000 سال نوری از زمین در صورت فلکی کانیس ماژوریس یا سگ بزرگ قرار دارد. قطر این ابرغول قرمز حدود 1540 برابر خورشید است لیکن جرم آن شاید حدود 40 برابر خورشید باشد. بدین ترتیب چگالی متوسط این ستاره هزاران بار کمتر از آب معمولی است.

در حال حاضر مقام اول بزرگترین ستاره به UY Scuti تعلق دارد که در فاصله 9500 سال نوری و صورت فلکی Scutum واقع شده است. این ستاره در اثر تغییر شرایط دمایی درونی مدام منبسط و منقبض می شود بطوری که شعاع متوسط آن 1708 برابر خورشید (یا 2.4 میلیارد کیلومتر) است. اگر این ستاره بجای خورشید بود سیارات داخلی را بلعیده و تا مدار مشتری را دربرمی گرفت. خورشید در  برابر این ستاره تنها نقطه کوچکی به نظر می رسد. این ستاره در مرکز شکل زیر دیده می شود.

هرچه ستاره ای بزرگتر باشد سطح آن سردتر است بطوری که UY Scuti دمای سطحی حدود 3500 کلوین دارد.

اما شناخته شده ترین ابرغول عالم ستاره ابط الجوزا یا Betelgeuse است. دلیل این معروفیت فاصله نسبتا کم این ستاره از زمین است: ابطالجوزا تقریبا 430 سال نوری از زمین فاصله دارد و یکی از اولین ابرغولهای آشکارسازی شده است. این ستاره نهمین ستاره درخشان آسمان شب است که در صورت فلکی اوریون قرار دارد. قطر این ستاره حدود 1180برابر قطر خورشید یا 821 میلیون کیلومتر است. ابط الجوزا زمانی در هزاران سال آینده منفجر شده و به یک ابرنواختر (سوپرنووا) تبدیل خواهد شد.

تالیف: اصغر ناصری

منابع

https://en.wikipedia.org/wiki/File:Hertzsprung-Russel_StarData.png

http://earthsky.org/brightest-stars/betelgeuse-will-explode-someday

http://phys.org/news/2015-12-biggest-star-universe.html