نگاهى به زندگى ستارگان در دنیاى ما

این مقاله به نجوم مربوط میشه و چون از فیزیک جدا نیست اینجا گذاشتم واسه کسایی که علاقه دارند حتما در ادامه مطلب بخوانید...

  کوتوله سیاه مرده، سیاه چاله و یا تپ اَختر. اینها سرنوشت پایانى یک ستاره است. ستارگان نیز همچون تمامى مخلوقات عالم متولد مى شوند، تکامل پیدا مى کنند و در آخر عمر خود پیر و فرسوده، تغییر شکل مى دهند. مرگ ستارگان آن قدرها هم غمناک و تاسف بار نیست. در حقیقت ستارگان هرگز نمى میرند بلکه از شکلى به شکل دیگرى تغییر پیدا مى کنند، منتها میزان انرژى در مراحل مختلف زندگى آنها متفاوت است و کم و زیاد مى شود. صحبت کردن درباره هر آنچه از ستارگان مى دانیم کار آسانى نیست، زیرا که علم شناخت ستارگان داراى موضوعات بسیارى است که بیان تمامى آنها در این مقاله ممکن نخواهد بود. بیش از ده ها کتاب درباره ساختار ستارگان توسط ستاره شناسان و دانشمندان دنیا نوشته شده که تعدادى از آنها در کشورمان به چاپ رسیده است. کتاب ساختار «ستارگان و کهکشان ها» نوشته 

 «پاول هاچ» از جمله کتاب هایى در این زمینه است که به طور کامل در کشورمان به چاپ رسیده است. در این مقاله سعى داریم با نگاهى گذرا به چگونگى پیدایش، تکامل و مرگ ستارگان شما را با زندگى میلیاردها میلیارد جرم درخشانى که در دنیاى ما وجود دارند آشنا کنیم. ••• • پیدایش ستاره (Star) کره اى از گازهاى بسیار سوزان و پرانرژى است که در مغز چگال(چگال نسبت به محیط اطراف) ابرهاى مولکولى متولد مى شود. ابرهاى مولکولى محل زایش و هسته اولیه تشکیل ستارگان هستند. ستاره ها هنگامى تشکیل مى شوند که نواحى پرتراکم گاز هاى «میان ستاره اى» دچار رمبش گرانشى و از یک موج تکانشى متاثر شوند. فضاى خالى بین ستارگان را گازهاى میان ستاره اى پر کرده اند که از هیدروژن تشکیل شده اند. ستارگان جدید در میان همین گازهاى میان ستاره اى متولد مى شوند. میلیاردها سال پیش توده هاى عظیم ماده عالم اولیه بر اثر گرانش بسیار بالاى خود در هم رمبیدند و کهکشان ها را به وجود آوردند. در درون کهکشان ها میلیون ها ستاره وجود دارد که اندازه تعدادى از آنها ده ها بار بزرگ تر از خورشید است. بیشتر کهکشان ها در خوشه هاى همبسته با گرانش متشکل از ۳ تا ۳ هزار کهکشان مجتمع شده اند. ستارگان مى توانند به صورت خوشه هاى کروى و خوشه هاى باز نیز در محیطى گردهم آیند و در آن جا رشد و نمو کنند. پیشتر گمان بر این بود که فضاى میان کهکشان ها خلاء کامل است اما امروزه دانشمندان با توجه به مشاهدات جدید رصدى به این نتیجه رسیده اند که این فضاى میا ن کهکشانى خالى نیست و اجرام بسیارى در فضاى میان کهکشان ها وجود دارد. بزرگ ترین کهکشان ها داراى یک تریلیون و کوچک ترین کهکشان ها داراى ۱۰میلیون ستاره هستند. ستارگان مى توانند در نزدیکى «سیاه چاله ها» نیز تشکیل شوند. «سیاه چاله ها» که روزگارى خود ستاره اى بودند، نقاطى هستند که تمام انرژى موجود در اطراف را به سوى خود جذب مى کنند و حتى نورهایى که از اطراف آن نیز مى گذرند، در جاذبه شدید این نقاط قرار مى گیرند. سیاه چاله ها به دلیل جذب نور از خود نورى باقى نمى گذارند و بنابراین تاریک و بدون نور هستند. به همین دلیل تاکنون سیاه چاله اى با تلسکوپ رصد نشده است. اما ستارگان بسیار بزرگ مى توانند در نزدیکى سیاه چاله هاى پرجرم به وجود آیند. ستارگانى که جرمشان ۵۰ برابر خورشید است مى توانند پیرامون سیاه چاله ها تشکیل بشوند. به طور کلى ستارگان در محیط هاى میان ستاره اى (Intersteller Space)، سحابى ها (Nebula) و در کنار گرانش یک جرم بزرگ تر تشکیل مى شوند. اکنون سیر زندگى ستارگان را از تولد تا مرگ بررسى مى کنیم. • زندگى ستارگان پس از میلیاردها سال پس از تولد خود که با نور تقریباً ثابتى مى درخشند آرام آرام همچون بادکنکى باد شده بزرگ و بزرگ تر مى شوند تا این که در سیر زندگى خود تبدیل به «غول سرخ» (Red Gaint) مى شوند. غول سرخ ستاره باد شده بزرگى است که ده ها بار بزرگ تر از حالت اولیه ستاره است و با نور قرمز مایل به نارنجى مى تابد. غول سرخ داغ و سوزان است و مدام در حال جذب انرژى است. ستاره هاى غول سرخى که هم اکنون وجود دارند ده ها بار بزرگ تر و پرانرژى تر از خورشید هستند. ستارگان پس از آن که تبدیل به غول سرخ مى شوند دو راه جداگانه را در پیش مى گیرند. راه اول: ستارگانى که جرم بالایى دارند و به اصطلاح پرجرم تر از دیگر ستارگان هستند از «غول سرخ» تبدیل به «اَبر غول» مى شوند. ابرغول ده ها بار بزرگ تر از غول سرخ است. اما ابرغول طى یک رشته واکنش هایى که طى میلیون ها سال رخ مى دهد، پس از آن که به بزرگ ترین حالت خود رسید به صورت یک «اَبَرنواَختر» (Super Nova) منفجر مى شود 

و نور بسیار زیادى را که حاصل آزاد سازى انرژى هاى خود است را به محیط اطراف آزاد مى کند. «نو اَختر» به معنى ستاره جدید و متحول شده اى است که تغییر حالت داده است. «ابرنواَخترها» مدام دچار انفجار هاى بسیار بزرگى که ناشى از فعالیت هاى هسته اى است مى شوند. روشنایى حاصل از انفجارهاى ابرنواخترها به میزان روشنایى میلیاردها ستاره همچون خورشید است که در کنار یکدیگر قرار دارند. اَبَر نواَختر ها نیز به دو سرنوشت دچار مى شوند. آنها که چگال تر و انرژى بیشترى دارند تبدیل به «سیاه چاله» (Black Hole) مى شوند و دسته دوم تبدیل به «تَپ اَختر» مى شوند. «تَپ اَختر » ستاره پیر و متراکمى است که تقریباً تمامى سوخت هسته اى خود را مصرف کرده است. این نوع جدید از ستارگان در سال ۱۹۶۷ براى اولین بار به وسیله رادیو تلسکوپ کشف شد. راه دوم: در صورتى که جرم ستاره اى که تبدیل به «غول سرخ» شده برابر با جرم خورشید ما باشد گازهاى بیرونى خود را از دست داده و به اصطلاح کم کم «فروریزش» مى کند، یعنى در خود فروریخته و لایه هاى بیرونى خود را از دست مى دهد. این روند ادامه دارد تا اینکه «غول سرخ» تبدیل به «کوتوله سفید»(White Dwarf) مى شود. کوتوله هاى سفید اجرام نورانى کوچکى در اندازه هاى زمین هستند که دما و حرارت بالایى دارند. کوتوله سفید آن قدر انرژى از خود مى سوزاند تا این که پس از میلیارد ها سال تبدیل به «کوتوله سیاه» (Black Dwarf) مى شود. کوتوله هاى سیاه اجرام تقریباً بدون نورى هستند که نشان دهنده پایان عمر آن ستاره هستند. سرنوشت خورشید ما نیز در راه دوم قرار دارد. بیش از ۵ میلیارد سال بعد خورشید در سیر توالى زندگى خود تبدیل به غول سرخ مى شود. این اتفاقات به یک باره رخ نمى دهد و طى این ۵ میلیارد سال خورشید آرام آرام گرم تر شده و بزرگ تر مى شود. خورشید باد مى کند و سیاره هاى عطارد، زهره و زمین را به سمت خود جذب کرده و به نوعى مى بلعد و تا سیاره مریخ پیشروى مى کند. خورشید ما که قطر آن ۴/۱ میلیون کیلومتر است ۵ میلیارد سال بعد ده ها میلیون کیلومتر وسعت خواهد داشت. خورشید پس از آن که غول سرخ شد آرام آرام گازهاى بیرونى خود را از دست مى دهد و پس از فروریزش طى مراحلى به کوتوله سفید تبدیل مى شود. در این مرحله خورشید تقریباً به اندازه زمین است. میلیاردها سال بعد از آن خورشید به انتهاى عمر خود رسیده و تبدیل به کوتوله سیاه مرده اى مى شود که تاریکى در سراسر آن حاکم است. • ستارگان متغیر و دوتایى هر یک از ستارگان طى زندگى خود ویژگى هایى دارند. یک جرم آسمانى مى تواند در حقیقت ستاره اى متغیر، دوتایى(دوگانه)، دوگانه گرفتى و یا نوترونى باشد. توضیح درباره نوع و فعالیت گونه هاى مختلف ستارگان خود بحث هاى جدید و مفصلى را باز مى کند. بنابراین تنها به خصوصیات ستاره هاى دوتایى(دوگانه) و ستاره هاى متغیر اشاره مى کنیم و سپس به سرنوشت انتهایى ستارگان به عنوان آخرین بخش مقاله مى پردازیم. «ستاره متغیر» (VariableStar) جرمى است که درخشندگى ثابتى ندارد و درخشندگى (قدر) آن در زمان هاى مختلف متفاوت است. در حقیقت ستارگان متغیر چیزى جدا از دیگر ستارگانى همچون غول هاى سرخ و دیگر انواع ستارگان نیستند. متغیر بودن نور یک جرم تنها ویژگى خاص آن جرم است و در سیر تکاملى زندگى آن جرم تاثیر خاصى ندارد. به طور مثال سحابى «خرچنگ» و غول سرخى در صورت فلکى «جبار» از اجرام متغیر هستند. ستارگان «دوتایى»یا مُزدوج (Binary Star) اجرامى هستند که با هم و به دور هم گردش مى کنند. ستاره شناسان ویژگى هاى ستارگان دوتایى واقعى را که در حقیقت با یکدیگر مزدوج هستند را به وسیله طیف نما 

بررسى مى کنند. دلیل آن این است که برخى از ستارگان دوتایى واقعى چنان به یکدیگر نزدیک هستند که ممکن است حتى با بزرگ ترین تلسکوپ ها نیز نتوان آنها را از هم تفکیک کرد. هر دو عضو یک ستاره دوتایى به دور مرکز ثقل مشترک خود گردش مى کنند. دوتایى هاى «عَناق و سُها»، «اِپسیلون ۱ و ۲ شلیاق» و «آلفا ۱ و ۲ جدى» از جمله دوتایى هایى هستند که با چشم غیرمسلح (بدون ابزار رصدى) دیده مى شوند. اما دوتایى «عَناق» (قدر ظاهرى ۳/۲) و («سُها» ۴) در صورت فلکى خرس بزرگ (دب اکبر) از شناخته شده ترین دوتایى هاى ظاهرى براى منجمان آماتور هستند. این دوتایى، تنها از دید ما در کنار هم قرار گرفته و یک دوتایى واقعى نیست. اما ستاره «عَناق» یک همدم واقعى دارد که «عَناق ۲» نامیده مى شود. با تلسکوپ مى توان دوتایى واقعى عَناق را که جدایى زاویه اى آنها ۴/۱۴ ثانیه قوسى است، رصد کرد. • سرنوشت نهایى همان گونه که در ابتداى مقاله گفتیم ستارگان در پایان عمر خود از سه سرنوشت خارج نیستند. کوتوله سیاه مرده، سیاه چاله یا تپ اَختر. کوتوله سیاه عاقبت دسته اى از ستارگان است که به پایان زندگى خود رسیده اند. کوتوله سیاه که به آن «کوتوله سیاه مرده» نیز مى گویند آن قدر تاریک است که در نور عادى دیده نمى شود. کوتوله سیاه پیر را تنها مى توان با توجه به تاثیر جاذبه آن بر اجرام مجاورش کشف و رصد کرد. دسته دیگرى از ستارگان در پایان عمر خود تبدیل به سیاه چاله مى شوند که پیشتر با آن آشنا شدیم. اما نکته جالبى که وجود دارد چگونگى رصد آنها است. سیاه چاله را هرگز نمى توان حتى با قوى ترین تلسکوپ ها چه از روى زمین و چه خارج از جو با تلسکوپ هاى فضایى در حال گردش رصد کرد. آنچه (یک ستاره و یا هر جرم و جسمى) که توسط سیاه چاله بلعیده مى شود پیش از آن که در سیاه چاله ناپدید شود از خود پرتوهاى ایکس و گاماى پرانرژى تابش مى کند. ستاره شناسان به وسیله آشکارسازهاى قوى و پیشرفته مى توانند پرتوهاى ایکس و گاماى پرانرژى ساطع شده از سیاه چاله ها را دریافت کرده و از وجود یک سیاه چاله که سرنوشت دسته اى از ستارگان است مطلع شوند. در راه دومى که برخى از ستارگان در زندگى خود پیش مى گیرند: ستاره هایى که جرم کمى دارند در صورتى که به صورت یک ابرنواختر منفجر شوند در پایان زندگى خود تبدیل به «تپ اَختر» مى شوند. تپ اَختر نوعى ستاره است که دلیل نام گذارى این گونه از ستارگان ارسال تپ هایى از انرژى و موج به فضا است. تپ اَخترها بسیار تند و سریع به دور خود مى چرخند و گردش آنها به دور خود حتى به بیش از ۶۰۰ دور در ثانیه نیز مى رسد. آنها طى دوران خود پرتوهاى باریکى را از خود روانه فضا مى کنند. تپ هاى (تپش) انرژى تپ اَخترها به صورت نور به زمین مى رسد و ما این گونه از ستارگان را به صورت اجرام نورانى و درخشنده اى مى بینیم. البته فاصله تپ اَخترها از ما ساکنان زمین بسیار زیاد است و تنها به وسیله قوى ترین تلسکوپ ها مى توان آنها را رصد کرد. تپ اختر ها بیشتر توسط تلسکوپ هاى رادیویى رصد مى شوند، بدین صورت که موج این ستارگان توسط تلسکوپ هاى رادیویى بزرگى که در زمین قرار دارد دریافت شده و پس از پردازش به وسیله کامپیوتر تصویر گنگى از ستاره را به همراه نمودار تعداد تپ هاى ستاره در هر ثانیه به دست مى آورند. ••• تا زمانى که دنیاى ما به گسترش(انبساط) بى پایان خود ادامه مى دهد ستارگان و اجرام بسیار دیگرى در سرتاسر دنیا متولد شده و روزى تغییر شکل مى دهند. آن چه مهم است پى بردن به عظمت و بى کرانگى دنیایى است که به گفته ستاره شناسان، تاکنون تنها توانسته ایم ۵ درصد از آن را مشاهده کنیم. دنیاى بزرگ ما آن قدر وسعت دارد که علم ما نسبت به آن هیچ گاه کامل نخواهد شد.

منبع:روزنامه شرق