نگاهی به چگونگی مرگ ستارگان کم جرم
  • امید ترابی
  • 1396/2/28
  • 0
  • 239

از آن توده ابر گازی هیدروژنی و عظیمی که در بخش کوچکی از پهنه کهکشان گسترده شده است بعد از چند میلیون سال، «پیش ستاره یی» متولد می شود و با افزایش جرم، این «پیش ستاره» نوپا تبدیل به ستاره یی درخشان می شود که توان سپری کردن عمری حدود یک میلیون تا چند میلیارد سال را دارد. اکثر عمر ستاره ها در آرامش سپری می شود؛ آرامشی همانند اکنون یگانه ستاره منظومه شمسی یعنی خورشید. خورشید و دیگر ستارگان که معمولاً بیش از ۹۰ درصد از عمر خود را در این دوران آرام (مرحله رشته اصلی) سپری می کنند، تنها در حال سوزاندن اولین عصر تشکیل دهنده خود یعنی هیدروژن و تبدیل آن به هلیم هستند.
توده ابرهای اولیه (سحابی ها) که محل تشکیل ستارگان هستند، عموماً از گاز هیدروژن است. اما با به وجود آمدن ستاره یی در بین یک سحابی گازی شکل، وضعیت برای همجوشی عناصر سبک تری همچون هیدروژن فراهم می شود. ستارگان همگی همانند خورشید در حال سوزاندن سوخت خود هستند، اما روند مصرف سوخت شان نسبتی مستقیم با جرم تشکیل دهنده شان دارد. برخی از ستارگان تا حدودی کوچک تر از خورشید هستند، اما برخی دیگر چندین برابر خورشید ما جرم دارند و گاهی ابعادی تا صدها برابر خورشید را دارا هستند. با در نظر گرفتن این موضوع متوجه می شویم ستارگان هر کدام با طول عمرهایی متفاوت نسبت به یکدیگر زندگی می کنند.

اما آنچه در همگی ستارگان یکسان است، همان همجوشی عناصر سبک تر به سنگین تر است که این فرآیند نه تنها موجب تولید نور و گرما می شود بلکه با تولید عناصر سنگین تر حتی امکان به وجود آمدن حیات و فرآیندهای پیچیده تر را مهیا می کند. به این جهت است که امروزه می گوییم اتم های سازنده بدن ما انسان ها روزی در درون یک ستاره تشکیل شده است زیرا ماده اولیه عالم، به ساده ترین شکل، یعنی اتم هیدروژن وجود داشته است و عناصر سنگین تر به دلیل وجود همجوشی های هسته یی در قلب ستاره یعنی هسته آن و به سبب فشار فوق العاده زیاد تشکیل شده اند. ستارگان با چنین فرآیندهایی عمر خود را تا زمانی که دیگر جرم مورد نیاز برای تشکیل عناصر سنگین تر و پیچیده تر ندارند، سپری می کنند.
ستارگان در سال های پایانی عمر خود از رشته اصلی خارج شده و تبدیل به یک غول سرخ یا یک ابرغول سرخ می شوند. در این حالت آنها نسبت به ابعاد اولیه خود بسیار ناپایدار و بزرگ تر می شوند و سوخت درون هسته شان رو به اتمام می رود. تمام فعل و انفعالات اصلی یک ستاره درون هسته آن که دارای فشار فوق العاده زیادی است، رخ می دهد. به همین دلیل می توان گفت بیشتر جرم یک ستاره در مرکز آن متمرکز شده است.
نحوه چگونگی مرگ یک ستاره بستگی به جرم ستاره اولیه دارد. برای بررسی این امر جرم خورشید را به عنوان واحد اندازه گیری خود در نظر گرفته و به بررسی نحوه مرگ ستارگانی با جرم کمتر از خورشید و تا ۴/۱ برابر جرم خورشید می پردازیم. بدیهی است مرگ خورشید هم در حدود ۵ میلیارد سال آینده به این شکل خواهد بود.

ستاره یی تا ۴/۱ برابر جرم خورشید، ستاره یی نسبتاً کوچک به شمار می رود که مرگی آرام دارد. زمانی که ستاره از حالت پایدار اولیه خود (رشته اصلی) خارج می شود، هسته آن فشرده و لایه های خارجی آن منبسط می شود. این روند یعنی پس زدن لایه های خارجی برای ستاره یی با جرمی حدوداً برابر خورشید ممکن است چند هزار سال (با سرعتی معادل چند ده کیلومتر بر ثانیه) به طول انجامد. لایه های خارجی ستاره همانند گلبرگ هایی در فضا حتی تا مسافت هایی برابر چند ده میلیارد کیلومتر به آهستگی پراکنده می شود.
هسته ستاره همچنان منقبض می شود، به صورتی که اندازه ستاره یی که روزی زمین در برابرش همچون نقطه یی بود، اکنون هسته یی برابر شعاع زمین پیدا کرده است. این هسته بسیار فشرده و چگال است. در چنین هسته یی الکترون ها در دریایی از هسته اتم ها (گاز تبهگن شده) غوطه ور هستند. وزن یک مشت از مواد سطحی چنین هسته یی برابر با ۱۰۰ تن روی زمین است. این قلب کوچک که شاید به یک صدم شعاع اولیه و عادی خود رسیده باشد، به علت فوق العاده چگال بودن ممکن است گرانشی تا ۱۰۰ میلیارد برابر گرانش موجود روی سطح زمین داشته باشد.
این پایان عمر یک ستاره نسبتاً کوچک به اندازه خورشید است. هسته برجای مانده دمای به شدت زیادی برابر چند ده هزار درجه دارد و با تابش های خود موجب تولید نور از مواد اطراف خود می شود. به هسته باقی مانده چنین ستاره یی در اخترشناسی «کوتوله سفید» می گویند و کل جرم باقی مانده که همانند گلی زیبا در پهنه فضا پراکنده می شود، اصطلاحاً «سحابی سیاره نما» می گویند.
پس بیشتر جرم ستاره در کوتوله سفید فشرده شده و لایه های خارجی آن با سرعتی بسیار زیاد در پهنه فضا پراکنده می شوند. «سحابی های سیاره نما» بعد از گذشت میلیون ها سال کم فروغ می شوند و هسته آنها بعد از گذر بیش از ۱۰ میلیارد سال خاموش شده (کوتوله سیاه) و به نزدیکی دمای فضای اطراف خود می رسند. تک تک «سحابی های سیاره نما» ظاهری متفاوت از یکدیگر دارند. شما می توانید با تلسکوپی عادی همراه با کسی که آسمان شب را می شناسد، برخی از بقایای مرگ این ستارگان نسبتاً کوچک را که ممکن است هزاران سال پیش عمرشان پایان یافته باشد در زیر آسمانی تاریک رصد کنید و از دیدن آنها لذت ببرید.

نظرات0
برای ارسال دیدگاه وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود به حساب کاربریایجاد حساب کاربری