نگاهى به زندگى ستارگان در دنياى ما

شراگيم امينى

null

كوتوله سياه مرده، سياه چاله و يا تپ اَختر. اينها سرنوشت پايانى يك ستاره است. ستارگان نيز همچون تمامى مخلوقات عالم متولد مى شوند، تكامل پيدا مى كنند و در آخر عمر خود پير و فرسوده، تغيير شكل مى دهند. مرگ ستارگان آن قدرها هم غمناك و تاسف بار نيست. در حقيقت ستارگان هرگز نمى ميرند بلكه از شكلى به شكل ديگرى تغيير پيدا مى كنند، منتها ميزان انرژى در مراحل مختلف زندگى آنها متفاوت است و كم و زياد مى شود. صحبت كردن درباره هر آنچه از ستارگان مى دانيم كار آسانى نيست، زيرا كه علم شناخت ستارگان داراى موضوعات بسيارى است كه بيان تمامى آنها در اين مقاله ممكن نخواهد بود. بيش از ده ها كتاب درباره ساختار ستارگان توسط ستاره شناسان و دانشمندان دنيا نوشته شده كه تعدادى از آنها در كشورمان به چاپ رسيده است. كتاب ساختار «ستارگان و كهكشان ها» نوشته «پاول هاچ» از جمله كتاب هايى در اين زمينه است كه به طور كامل در كشورمان به چاپ رسيده است. در اين مقاله سعى داريم با نگاهى گذرا به چگونگى پيدايش، تكامل و مرگ ستارگان شما را با زندگى ميلياردها ميليارد جرم درخشانى كه در دنياى ما وجود دارند آشنا كنيم. ••• • پيدايش ستاره (Star) كره اى از گازهاى بسيار سوزان و پرانرژى است كه در مغز چگال(چگال نسبت به محيط اطراف) ابرهاى مولكولى متولد مى شود. ابرهاى مولكولى محل زايش و هسته اوليه تشكيل ستارگان هستند. ستاره ها هنگامى تشكيل مى شوند كه نواحى پرتراكم گاز هاى «ميان ستاره اى» دچار رمبش گرانشى و از يك موج تكانشى متاثر شوند. فضاى خالى بين ستارگان را گازهاى ميان ستاره اى پر كرده اند كه از هيدروژن تشكيل شده اند. ستارگان جديد در ميان همين گازهاى ميان ستاره اى متولد مى شوند. ميلياردها سال پيش توده هاى عظيم ماده عالم اوليه بر اثر گرانش بسيار بالاى خود در هم رمبيدند و كهكشان ها را به وجود آوردند. در درون كهكشان ها ميليون ها ستاره وجود دارد كه اندازه تعدادى از آنها ده ها بار بزرگ تر از خورشيد است. بيشتر كهكشان ها در خوشه هاى همبسته با گرانش متشكل از ۳ تا ۳ هزار كهكشان مجتمع شده اند. ستارگان مى توانند به صورت خوشه هاى كروى و خوشه هاى باز نيز در محيطى گردهم آيند و در آن جا رشد و نمو كنند. پيشتر گمان بر اين بود كه فضاى ميان كهكشان ها خلاء كامل است اما امروزه دانشمندان با توجه به مشاهدات جديد رصدى به اين نتيجه رسيده اند كه اين فضاى ميا ن كهكشانى خالى نيست و اجرام بسيارى در فضاى ميان كهكشان ها وجود دارد. بزرگ ترين كهكشان ها داراى يك تريليون و كوچك ترين كهكشان ها داراى ۱۰ميليون ستاره هستند. ستارگان مى توانند در نزديكى «سياه چاله ها» نيز تشكيل شوند. «سياه چاله ها» كه روزگارى خود ستاره اى بودند، نقاطى هستند كه تمام انرژى موجود در اطراف را به سوى خود جذب مى كنند و حتى نورهايى كه از اطراف آن نيز مى گذرند، در جاذبه شديد اين نقاط قرار مى گيرند. سياه چاله ها به دليل جذب نور از خود نورى باقى نمى گذارند و بنابراين تاريك و بدون نور هستند. به همين دليل تاكنون سياه چاله اى با تلسكوپ رصد نشده است. اما ستارگان بسيار بزرگ مى توانند در نزديكى سياه چاله هاى پرجرم به وجود آيند. ستارگانى كه جرمشان ۵۰ برابر خورشيد است مى توانند پيرامون سياه چاله ها تشكيل بشوند. به طور كلى ستارگان در محيط هاى ميان ستاره اى (Intersteller Space)، سحابى ها (Nebula) و در كنار گرانش يك جرم بزرگ تر تشكيل مى شوند. اكنون سير زندگى ستارگان را از تولد تا مرگ بررسى مى كنيم. • زندگى ستارگان پس از ميلياردها سال پس از تولد خود كه با نور تقريباً ثابتى مى درخشند آرام آرام همچون بادكنكى باد شده بزرگ و بزرگ تر مى شوند تا اين كه در سير زندگى خود تبديل به «غول سرخ» (Red Gaint) مى شوند. غول سرخ ستاره باد شده بزرگى است كه ده ها بار بزرگ تر از حالت اوليه ستاره است و با نور قرمز مايل به نارنجى مى تابد. غول سرخ داغ و سوزان است و مدام در حال جذب انرژى است. ستاره هاى غول سرخى كه هم اكنون وجود دارند ده ها بار بزرگ تر و پرانرژى تر از خورشيد هستند. ستارگان پس از آن كه تبديل به غول سرخ مى شوند دو راه جداگانه را در پيش مى گيرند. راه اول: ستارگانى كه جرم بالايى دارند و به اصطلاح پرجرم تر از ديگر ستارگان هستند از «غول سرخ» تبديل به «اَبر غول» مى شوند. ابرغول ده ها بار بزرگ تر از غول سرخ است. اما ابرغول طى يك رشته واكنش هايى كه طى ميليون ها سال رخ مى دهد، پس از آن كه به بزرگ ترين حالت خود رسيد به صورت يك «اَبَرنواَختر» (Super Nova) منفجر مى شود و نور بسيار زيادى را كه حاصل آزاد سازى انرژى هاى خود است را به محيط اطراف آزاد مى كند. «نو اَختر» به معنى ستاره جديد و متحول شده اى است كه تغيير حالت داده است. «ابرنواَخترها» مدام دچار انفجار هاى بسيار بزرگى كه ناشى از فعاليت هاى هسته اى است مى شوند. روشنايى حاصل از انفجارهاى ابرنواخترها به ميزان روشنايى ميلياردها ستاره همچون خورشيد است كه در كنار يكديگر قرار دارند. اَبَر نواَختر ها نيز به دو سرنوشت دچار مى شوند. آنها كه چگال تر و انرژى بيشترى دارند تبديل به «سياه چاله» (Black Hole) مى شوند و دسته دوم تبديل به «تَپ اَختر» مى شوند. «تَپ اَختر » ستاره پير و متراكمى است كه تقريباً تمامى سوخت هسته اى خود را مصرف كرده است. اين نوع جديد از ستارگان در سال ۱۹۶۷ براى اولين بار به وسيله راديو تلسكوپ كشف شد. راه دوم: در صورتى كه جرم ستاره اى كه تبديل به «غول سرخ» شده برابر با جرم خورشيد ما باشد گازهاى بيرونى خود را از دست داده و به اصطلاح كم كم «فروريزش» مى كند، يعنى در خود فروريخته و لايه هاى بيرونى خود را از دست مى دهد. اين روند ادامه دارد تا اينكه «غول سرخ» تبديل به «كوتوله سفيد»(White Dwarf) مى شود. كوتوله هاى سفيد اجرام نورانى كوچكى در اندازه هاى زمين هستند كه دما و حرارت بالايى دارند. كوتوله سفيد آن قدر انرژى از خود مى سوزاند تا اين كه پس از ميليارد ها سال تبديل به «كوتوله سياه» (Black Dwarf) مى شود. كوتوله هاى سياه اجرام تقريباً بدون نورى هستند كه نشان دهنده پايان عمر آن ستاره هستند. سرنوشت خورشيد ما نيز در راه دوم قرار دارد. بيش از ۵ ميليارد سال بعد خورشيد در سير توالى زندگى خود تبديل به غول سرخ مى شود. اين اتفاقات به يك باره رخ نمى دهد و طى اين ۵ ميليارد سال خورشيد آرام آرام گرم تر شده و بزرگ تر مى شود. خورشيد باد مى كند و سياره هاى عطارد، زهره و زمين را به سمت خود جذب كرده و به نوعى مى بلعد و تا سياره مريخ پيشروى مى كند. خورشيد ما كه قطر آن ۴/۱ ميليون كيلومتر است ۵ ميليارد سال بعد ده ها ميليون كيلومتر وسعت خواهد داشت. خورشيد پس از آن كه غول سرخ شد آرام آرام گازهاى بيرونى خود را از دست مى دهد و پس از فروريزش طى مراحلى به كوتوله سفيد تبديل مى شود. در اين مرحله خورشيد تقريباً به اندازه زمين است. ميلياردها سال بعد از آن خورشيد به انتهاى عمر خود رسيده و تبديل به كوتوله سياه مرده اى مى شود كه تاريكى در سراسر آن حاكم است. • ستارگان متغير و دوتايى هر يك از ستارگان طى زندگى خود ويژگى هايى دارند. يك جرم آسمانى مى تواند در حقيقت ستاره اى متغير، دوتايى(دوگانه)، دوگانه گرفتى و يا نوترونى باشد. توضيح درباره نوع و فعاليت گونه هاى مختلف ستارگان خود بحث هاى جديد و مفصلى را باز مى كند. بنابراين تنها به خصوصيات ستاره هاى دوتايى(دوگانه) و ستاره هاى متغير اشاره مى كنيم و سپس به سرنوشت انتهايى ستارگان به عنوان آخرين بخش مقاله مى پردازيم. «ستاره متغير» (VariableStar) جرمى است كه درخشندگى ثابتى ندارد و درخشندگى (قدر) آن در زمان هاى مختلف متفاوت است. در حقيقت ستارگان متغير چيزى جدا از ديگر ستارگانى همچون غول هاى سرخ و ديگر انواع ستارگان نيستند. متغير بودن نور يك جرم تنها ويژگى خاص آن جرم است و در سير تكاملى زندگى آن جرم تاثير خاصى ندارد. به طور مثال سحابى «خرچنگ» و غول سرخى در صورت فلكى «جبار» از اجرام متغير هستند. ستارگان «دوتايى»يا مُزدوج (Binary Star) اجرامى هستند كه با هم و به دور هم گردش مى كنند. ستاره شناسان ويژگى هاى ستارگان دوتايى واقعى را كه در حقيقت با يكديگر مزدوج هستند را به وسيله طيف نما بررسى مى كنند. دليل آن اين است كه برخى از ستارگان دوتايى واقعى چنان به يكديگر نزديك هستند كه ممكن است حتى با بزرگ ترين تلسكوپ ها نيز نتوان آنها را از هم تفكيك كرد. هر دو عضو يك ستاره دوتايى به دور مركز ثقل مشترك خود گردش مى كنند. دوتايى هاى «عَناق و سُها»، «اِپسيلون ۱ و ۲ شلياق» و «آلفا ۱ و ۲ جدى» از جمله دوتايى هايى هستند كه با چشم غيرمسلح (بدون ابزار رصدى) ديده مى شوند. اما دوتايى «عَناق» (قدر ظاهرى ۳/۲) و («سُها» ۴) در صورت فلكى خرس بزرگ (دب اكبر) از شناخته شده ترين دوتايى هاى ظاهرى براى منجمان آماتور هستند. اين دوتايى، تنها از ديد ما در كنار هم قرار گرفته و يك دوتايى واقعى نيست. اما ستاره «عَناق» يك همدم واقعى دارد كه «عَناق ۲» ناميده مى شود. با تلسكوپ مى توان دوتايى واقعى عَناق را كه جدايى زاويه اى آنها ۴/۱۴ ثانيه قوسى است، رصد كرد. • سرنوشت نهايى همان گونه كه در ابتداى مقاله گفتيم ستارگان در پايان عمر خود از سه سرنوشت خارج نيستند. كوتوله سياه مرده، سياه چاله يا تپ اَختر. كوتوله سياه عاقبت دسته اى از ستارگان است كه به پايان زندگى خود رسيده اند. كوتوله سياه كه به آن «كوتوله سياه مرده» نيز مى گويند آن قدر تاريك است كه در نور عادى ديده نمى شود. كوتوله سياه پير را تنها مى توان با توجه به تاثير جاذبه آن بر اجرام مجاورش كشف و رصد كرد. دسته ديگرى از ستارگان در پايان عمر خود تبديل به سياه چاله مى شوند كه پيشتر با آن آشنا شديم. اما نكته جالبى كه وجود دارد چگونگى رصد آنها است. سياه چاله را هرگز نمى توان حتى با قوى ترين تلسكوپ ها چه از روى زمين و چه خارج از جو با تلسكوپ هاى فضايى در حال گردش رصد كرد. آنچه (يك ستاره و يا هر جرم و جسمى) كه توسط سياه چاله بلعيده مى شود پيش از آن كه در سياه چاله ناپديد شود از خود پرتوهاى ايكس و گاماى پرانرژى تابش مى كند. ستاره شناسان به وسيله آشكارسازهاى قوى و پيشرفته مى توانند پرتوهاى ايكس و گاماى پرانرژى ساطع شده از سياه چاله ها را دريافت كرده و از وجود يك سياه چاله كه سرنوشت دسته اى از ستارگان است مطلع شوند. در راه دومى كه برخى از ستارگان در زندگى خود پيش مى گيرند: ستاره هايى كه جرم كمى دارند در صورتى كه به صورت يك ابرنواختر منفجر شوند در پايان زندگى خود تبديل به «تپ اَختر» مى شوند. تپ اَختر نوعى ستاره است كه دليل نام گذارى اين گونه از ستارگان ارسال تپ هايى از انرژى و موج به فضا است. تپ اَخترها بسيار تند و سريع به دور خود مى چرخند و گردش آنها به دور خود حتى به بيش از ۶۰۰ دور در ثانيه نيز مى رسد. آنها طى دوران خود پرتوهاى باريكى را از خود روانه فضا مى كنند. تپ هاى (تپش) انرژى تپ اَخترها به صورت نور به زمين مى رسد و ما اين گونه از ستارگان را به صورت اجرام نورانى و درخشنده اى مى بينيم. البته فاصله تپ اَخترها از ما ساكنان زمين بسيار زياد است و تنها به وسيله قوى ترين تلسكوپ ها مى توان آنها را رصد كرد. تپ اختر ها بيشتر توسط تلسكوپ هاى راديويى رصد مى شوند، بدين صورت كه موج اين ستارگان توسط تلسكوپ هاى راديويى بزرگى كه در زمين قرار دارد دريافت شده و پس از پردازش به وسيله كامپيوتر تصوير گنگى از ستاره را به همراه نمودار تعداد تپ هاى ستاره در هر ثانيه به دست مى آورند. ••• تا زمانى كه دنياى ما به گسترش(انبساط) بى پايان خود ادامه مى دهد ستارگان و اجرام بسيار ديگرى در سرتاسر دنيا متولد شده و روزى تغيير شكل مى دهند. آن چه مهم است پى بردن به عظمت و بى كرانگى دنيايى است كه به گفته ستاره شناسان، تاكنون تنها توانسته ايم ۵ درصد از آن را مشاهده كنيم. دنياى بزرگ ما آن قدر وسعت دارد كه علم ما نسبت به آن هيچ گاه كامل نخواهد شد. روزنامه شرق

Share

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *