ستارگان

ستارگان، گوی‌های بزرگ حاوی گازهای داغ و تابنده‌اند. خصوصیات ستاره نظیر رنگ، دما، اندازه و تابندگی توسط جرم آن (مقدار ماده موجود در آن) تعیین می‌شوند.

خصوصیات ستارگان بسیار متفاوت می‌باشند زیرا جرم ستارگان متنوع است. خصوصیات هر ستاره منفرد نیز متغیر است. زیرا در چرخه حیاتش دچار تغییرات درونی می‌شود. هنگامی که شب‌ها به آسمان می‌نگرید به نظر می‌آید که ستارگان سوسو می‌زنند یا درخشندگی آن‌ها لحظه به لحظه تغییر می‌کند.

این سوسو زدن از حرکت هوا در جو زمین حاصل می‌شود. همان‌گونه که شیشه نور را خم می‌کند‌، هوا نیز نور ستاره را می‌شکند. چون مناطق مختلف هوا با حجم گوناگون حرکت می‌کنند. نور ستاره به مقادیر مختلف خم می‌شود، بدین ترتیب قدرت نور ستاره‌ای که به چشمتان می‌خورد تغییر می‌کند و چنین به نظر می‌رسد که ستاره سوسو می‌زند. ستارگان بنا به خصوصیات طیفی‌شان طبقه‌بندی می‌شوند. طیف ستاره از طریق تجزیه تشعشع آن به عناصری که شدت تشعشع طول موج‌های مختلف را نشان می‌دهند، حاصل می‌گردد.

با این اطلاعات دما، رنگ و ساختار شیمیایی ستاره استنتاج می‌شود. با چشم غیر مسلح در یک شب تاریک و بدون ماه و در هوای صاف می‌توان حدود 2500 ستاره را در آسمان شناسایی کرد، با دوربین یا تلسکوپ می‌توان میلیون‌ها ستاره را تشخیص داد. تمامی این ستارگان دور دست خورشید یا به عبارت دیگر گلوله‌های گازی پر حرارتی هستند که در سطح خود می‌توانند تا هزاران درجه و درون خود تا میلیون‌ها درجه حرارت داشته باشند.

در حقیقت بعضی از آن‌ها با شدتی ده هزار برابر خورشید می‌درخشند و برخی هم خیلی کم نورتر از ستاره مرکزی منظومه ما هستند؛ ولی تمام ستارگان در یک مورد مشترک می‌باشند آن‌ ها در ژرفای درون خود از طریق تبدیل هیدروژن به هلیم انرژی هسته‌ای تولید می‌کنند. این چشمه جوشان انرژی به ستارگان کمک می‌کند که عمری بسیار طولانی داشته باشند‌.

مثلاً خورشید با مواد سوختنی که دارد 10 میلیارد سال عمر خواهد کرد. انرژی ایجاد شده در مرکز ستاره به خارج منتقل می‌شود و از سطح ستاره به شکل پرتوهای ماورای بنفش، رونتگن، ذره‌ای، نوری، گرمایی و امواج رادیویی انتشار می‌یابد. برخی از ستارگان در پایان عمر خود از طریق انفجارهای بسیار عظیم از بین می‌روند. آنگاه از آن‌ها فقط گوی‌های مادی کوچک و کاملاً در هم فشرده‌ای باقی می‌ماند که در علم ستاره‌شناسی، کوتوله‌های سفید، ستاره نوترونی و یا سیاه‌چاله نامیده می‌شوند. خورشید هم روزی تبدیل به یک کوتوله سفید خواهد شد.

رنگ ستاره به دمای سطحی آن‌ها بستگی دارد. ستارگان آبی داغ‌ ترین ستارگانند و ستارگان سفید، سردترند. بعد از این‌ها ستارگان زرد و نارنجی قرار دارد و سردترین ستارگان قرمزند. شاید دمای ستارگان آبی رنگ به 50 هزار درجه سانتی‌گراد برسد، حال آن که دمای سطح ستارگان قرمز تا 2 هزار درجه سانتی‌گراد پایین است. اصطلاح درخشندگی به پرتوافکنی ستاره با هر طول موجی دلالت می‌کند.

مثلاً با افزایش درخشندگی ستاره ممکن است ستاره علاوه بر نور مرئی بیشتر پرتو مادون قرمز و ماوراء بنفش بیشتری ساطع کند، ولی قدرت‌های مطلق و ظاهری معیار درخشش نور مرئی ستاره‌اند. جرم ستاره نمایانگر میزان ماده موجود در آن است. واحد اندازه‌گیری جرم ستارگان می‌تواند جرم خورشیدی باشد. جرم اکثر ستارگان دیگر بین 08/0 تا 60 برابر جرم خورشید است، هر چند که جرم محدودی از ستارگان به 120 برابر خورشید می‌رسد. اگر جرم ستاره‌ای از ستاره دیگر بیشتر باشد، ضرورتاً قطرش بزرگ‌تر نیست زیرا اندازه ستاره به میزان تراکم موادش بستگی دارد.

درخشندگی ستاره

درخشندگی ستاره شدت پرتوافکنی آن است. درخشندگی نور مرئی آن بر اساس قدر اندازه‌گیری می‌شود. هر چقدر عدد قدر کمتر باشد، ستاره درخشان‌تر است. قدر ظاهر درخشندگی جرم سماوی را از دید ناظر زمینی می‌سنجد. هر چقدر جرم سماوی دورتر باشد، نورش بیشتر سیر می‌کند، بیشتر پراکنده می‌شود و کم نورتر به نظر می‌رسد. قدر مطلق درخشندگی جرم سماوی را در حالتی می‌سنجند که اگر در فاصله معین 6/32 سال نوری قرار داشته باشد نورش با همان شدت مشاهده می‌گردد.

ماده میان ستاره‌ای

فاصله‌های بین ستارگان هر کهکشان، با محیط میان ستاره‌ای پر شده که عمدتاً حاوی گازهای هیدروژن و هلیم مقداری از سایر گازها و غبار است. توزیع و دمای این ماده نامساوی است و چگالی‌اش میلیاردها بار کم‌تر از هواست. اکثر محیط میان ستاره‌ای شامل ابرهایی است که برخی از آن‌ها را می‌توانیم در صورت انتشار یا انعکاس نور ستارگان در داخل یا اطراف آن‌ها و یا انسداد نور اجرام سماوی دورتر به صورت سحابی شناسایی کنیم.

محیط میان ستاره‌ای با ذرات بادهای ستاره‌ای و مواد خارج شده از ستارگان در حال مرگ غنی می‌شود. محیط میان ستاره‌ای حدود 10 درصد جرم کهکشان راه شیری را تشکیل می‌دهد و این رقم از سایر ویژگی ‌های کهکشان‌ های مار پیچی است. اکثر مواد میان ستاره‌ای کهکشان ‌های مارپیچی در بازوها و محل تشکیل ستارگان قرار دارد. کهکشان ‌های بیضوی، ماده میان ستاره‌ای اندکی دارند، زیرا همه آن را برای تشکیل ستارگان مصرف کرده‌اند. اشعه‌های کیهانی ذرات اتمی پر انرژی هستند که تقریباً با سرعت نور در فضا حرکت می‌کنند.

اندازه‌گیری قطر ستاره‌ها

1- قطر ستاره‌ها را معمولاً با استفاده از قانون استفان ـ بولتزمن از روی درخشندگی و دمای سطحی‌شان اندازه می‌گیرند بر طبق این قانون ستاره‌ای كه تابش و دمای سطحی دارد می‌باید مساحت مشخصی داشته باشد پس از به دست آوردن مساحت ستاره می‌توان قطر آن را تعیین كرد.

2- روش اختفا توسط ماه؛ در این روش زمانی كه اختفا شروع می‌شود تا زمانی كه پایان می‌گیرد مدت زمان آن را اندازه می‌گیرند و هرچه جسم بزرگ‌تر باشد مدت بیشتر و هرچه کوچک‌تر باشد مدت زمان كمتر است. به این ترتیب قطر زاویه‌ای ستاره را به دست می‌آوردند و فاصله ستاره را نیز با اختلاف منظر اندازه گرفته و سپس با استفاده از قطر زاویه‌ای و فاصله ستاره قطر واقعی را بدست می‌آوریم. البته این روش برای ستارگانی موثر است كه از ما فاصله زیادی نداشته باشند.

طیف ستاره‌ها اطلاعات زیادی درباره تركیبات مواد آن‌ها به اخترشناسان می‌دهد كه در اینجا با دو مسئله مواجهیم:

1- چه موادی در ستاره وجود دارد؟

2-نسبت این مواد در ستاره چقدر است؟

روی طیف هر ستاره خطوط جذبی و نشری خاصی وجود دارد كه هر یک متناظر با یكی از عناصر شناخته‌شده است. بدین ترتیب از مقایسه این خطوط با خطوط به دست آمده از طیف عناصر مختلف (در آزمایشگاه) می‌توان فهمید كه ستاره از چه عناصری تشكیل شده است. اینكه چه میزانی از هر عنصر در ستاره وجود دارد می‌توان از روی شدت خطوط طیفی تعیین كرد. معمولاً هرچه خطوط جذبی تیره‌تر و پهن‌تر باشد نشان ‌دهنده اینست كه اتم‌های بیشتری از آن عنصر در ستاره وجود دارد.

تهیه: مرتضی عرفانیان