ناسا چیست؟ کاوش جهان به ‌مدت ۶۵ سال

اداره ملی هوانوردی و فضایی یا به‌ اختصار ناسا، آژانس فضایی غیرنظامی دولت ایالات متحده است. وب‌سایت ناسا می‌گوید این آژانس ناشناخته‌ها را در هوا و فضا کاوش می‌کند، به نفع بشریت نوآوری می‌کند و از طریق کشف به جهان الهام می‌بخشد.

ناسا ۱۸ هزار کارمند و هزاران پیمانکار دارد و بودجه سالانه آن ۲۳ میلیارد دلار است. همچنین، این آژانس ۲۰ مرکز و تاسیسات در سراسر ایالات متحده دارد. این تاسیسات مشغول تحقیق در حوزه‌های مختلف از جمله آب و هوای زمین، خورشید، منظومه شمسی و توسعه هوانوردی هستند. پروژه‌های بزرگ ناسا در زمینه پرواز انسان به فضا، شامل ایستگاه فضایی بین‌المللی و برنامه آرتمیس می‌شوند که هدف آن فرود انسان روی ماه در دهه ۲۰۲۰ است.

ناسا و تنوع نیروی انسانی

ناسا تلاش می‌کند تا با رویکرد دولتی قدیمی مانند «ترس از اسطوخودوس» در دهه‌های ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ علیه جامعه ال جی بی تی کیو و حذف زنان و رنگین‌پوستان از مشاغل فضانوردی و زمینی مبارزه کند و تنوع کارمندان خود را بهبود ببخشد. کلاس فضانوردی در سال ۱۹۷۸ که با عنوان «سی و پنج مرد جدید» شناخته می‌شود، یکی از تلاش‌های اولیه برای افزایش حضور سیاه‌ پوستان و زنان در این آژانس بود.

طبق گفته دفتر بازرس کل ناسا، تلاش‌های اخیر ناسا برای افزایش تنوع نیروی انسانی حداقل به سال ۲۰۱۰ باز می‌گردد. در می سال ۲۰۱۸، ناسا منشوری برای نشان دادن اتحاد خود با جامعه ال جی بی تی کیو وضع کرد. این آژانس همچنین در سال ۲۰۲۰ دفتر مرکزی خود را به نام یک زن سیاه‌پوست و ناشناس به اسم مری جکسون، نامگذاری کرد. ناسا برنامه‌های متعددی در زمینه اکتشاف‌های هوافضا و فضا دارد ولی در این مقاله به برنامه‌های اصلی اکتشاف فضایی آن، انسانی و روباتیک، می‌پردازیم.

 

شکل‌گیری ناسا

ناسا به‌ طور رسمی از طریق قانون ملی هوانوردی و فضایی در سال ۱۹۵۸ تشکیل شد تا فعالیت‌هایی را در فضا دنبال کند که اهداف صلح‌آمیز به نفع همه بشریت داشته باشند. امروزه ناسا نیروی کار متنوعی دارد و برای اشاره به آن‌ها از جایگزین‌هایی مثل «انسان» استفاده می‌کند. بررسی اجمالی ناسا نشان می‌دهد بیشتر تحقیق‌ها، کارمندان و برنامه‌های آن از کمیته ملی مشاوره هوانوردی که در سال ۱۹۱۵ در بحبوحه جنگ جهانی اول تشکیل شد، به ارث رسیده است.

سایر تاسیسات ناسا پس از تشکیل آن در یکم اکتبر سال ۱۹۵۸ اضافه شد. نمونه‌های قابل‌ توجه این تاسیسات عبارتند از آزمایشگاه پیش‌رانش جت (JPL) که بعدا به اکتشاف منظومه شمسی پرداخت و تحقیقات موشکی تحت زرادخانه رداستون در شهر هانتسویل ایالت آلاباما که در حال حاضر با عنوان مرکز پرواز فضایی مارشال شناخته می‌شود.

امروزه، فعالیت‌های فضانوردان در مرکز فضایی جانسون ناسا در هیوستون و علوم منظومه شمسی در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در نزدیکی بالتیمور انجام می‌شوند.

انگیزه تشکیل ناسا پیچیده بود ولی به‌ طور خلاصه، ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی در بحبوحه جنگ سرد بودند. دانشنامه بریتانیکا این جنگ سرد را به‌ عنوان «رقابت سیاسی مداوم» بین این کشورها و متحدان آن‌ها از پایان جنگ جهانی دوم در سال ۱۹۴۵ تا سال ۱۹۹۱ که اتحاد جماهیر شوروی منحل شد، توصیف می‌کند. این رقابت باعث رشد فناوری موشکی و توسعه موشک شد.

خود ناسا استدلال می‌کند که به ‌دلیل «پیشرفت‌های تکنولوژیکی در کشورهای دیگر» شکل گرفته و معتقد است که «تاخیر» در مسائل فضایی «آمریکا را نه ‌تنها در یک نقطه ضعف فنی، بلکه اقتصادی و شاید حتی نظامی قرار می‌دهد.»

با پایان یافتن جنگ جهانی دوم، ناسا و اتحاد جماهیر شوروی مهندسان سابق موشک آلمان نازی را به استخدام خود درآوردند. «ورنر فون براون» یکی از این مهندسان بود که به ناسا پیوست. نقش مهندسان در جنایت‌های نازی‌ها قابل‌انکار نیست ولی در حوزه برنامه فضایی، نقش مهمی در توسعه موشک‌های اولیه ایفا کردند.

این پیشرفت با پرتاب غافلگیرکننده فضاپیمای اسپوتنیک اتحاد جماهیر شوروی در سال ۱۹۵۷ به اوج رسید. اسپوتنیک اولین ماهواره مصنوعی ساخته‌شده توسط انسان در تاریخ است. در همین دوران (از یکم ژانویه ۱۹۵۷ تا ۳۱ دسامبر ۱۹۵۸)، ناسا تحت پروژه سال جهانی ژئوفیزیک روی ماهواره خود کار می‌کرد. پس از چند تلاش ناموفق، بالاخره اولین ماهواره آمریکایی به‌ نام اکسپلورر ۱ در ۳۱ ژانویه ۱۹۵۸ به مدار زمین رسید.

برنامه‌های پرواز فضایی انسان ناسا

کتاب‌های زیادی درباره تاریخچه پروازهای فضایی ناسا وجود دارد ولی برنامه‌های فضانوردی قابل‌ توجه آن عبارتند از:

1. برنامه فضایی مرکوری

برنامه فضایی مرکوری اولین پروژه پرواز فضایی انسان بود که یک فضانورد را به فضا فرستاد. در این پروژه، فضانورد آلن شپرد در ۲۵ می ۱۹۶۱، تقریبا 6 هفته پس از یوری گاگارین اتحاد جماهیر شوروی، به فضا فرستاده شد.

2. پروژه جمینای

پروژه جمینای مجموعه‌ای از ماموریت‌های دونفره برای آزمایش فناوری و روش‌های پیش از فرود روی ماه بود که از سال ۱۹۶۱ اولویت کلیدی ناسا در نظر گرفته می‌شد. از دستاوردهای دیگر این پروژه پهلوگیری فضایی و پیاده‌روی‌های فضایی بود.

3. آپولو

این پروژه با آپولو ۱۱ در ۱۲ ژانویه ۱۹۶۹ شروع شد و با فرود ۱۲ فضانورد روی ماه به اوج خود رسید. با این‌ حال، 3 فضانورد در جریان آتش‌سوزی سکوی پرتاب آپولو ۱ در ۲۷ ژانویه ۱۹۶۷ کشته شدند که اعتراض‌ها و بحث‌های زیادی را راه انداخت.

ماموریت آپولو-سایوز در سال ۱۹۷۵ منجر به دیدار آمریکا و شوروی در فضا در طول جنگ سرد شد.

4. ایستگاه فضایی اسکای‌لب

اسکای‌لب اولین ایستگاه فضایی آمریکا بود. این ایستگاه در طول پرتاب دچار آسیب جدی شد و مجموعه پیچیده‌ای از پیاده‌روی‌های فضایی برای تعمیر آن انجام شد. اسکای‌لب 3 خدمه داشت و به‌ طور غیرمنتظره ای در سال ۱۹۸۱ در مناطق روستایی استرالیا سقوط کرد.

 

5. شاتل فضایی

این شاتل ۱۳۵ خدمه داشت و شهرت آن به ‌دلیل به‌ کار گرفتن زنان، رنگین‌ پوستان و فضانوردان بین‌المللی پس از چندین دهه محدودیت بود. دو خدمه متشکل از هفت فضانورد جان خود را از دست دادند. یک مورد STS-51-L چلنجر در حین پرتاب در ۲۸ ژانویه ۱۹۸۶ و مورد دیگر STS-107 کلمبیا هنگام فرود در یکم فوریه ۲۰۰۳ بود. این شاتل نقش کلیدی در توسعه ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) داشت. مثلا از ایستگاه فضایی میر اتحاد جماهیر شوروی به‌ عنوان اولین بستر آزمایشی ISS‌ بازدید کرد.

6. ایستگاه فضایی بین‌المللی

ساخت ایستگاه فضایی بین‌المللی در سال ۱۹۹۸ آغاز شد و خدمه این مجموعه در سال ۲۰۰۰ در آن ساکن شدند. هدف ایستگاه فضایی بین‌المللی این است که سلامت انسان را در ماموریت‌های فضایی طولانی بررسی کند. صدها نفر در ISS خدمت کرده‌اند. اقامت معمولی در این ایستگاه 6 ماه است ولی تعداد انگشت‌شماری از فضانوردان ناسا یک سال را نیز در آن سپری کرده‎اند.

برای اطلاع از مقاله آسمان نماها و ظهور علم تماشایی روی لینک کلیک کنید.

7. فضاپیمای سایوز روسی

بازنشستگی شاتل در سال ۲۰۱۱ باعث شد نزدیک به یک دهه، فضاپیمای روسی سایوز تنها راه دسترسی به ایستگاه فضایی بین‌المللی باشد. ناسا به‌ ازای هر صندلی به سایوز پول پرداخت می‌کرد. اگرچه ده‌ها ماموریت به‌ خوبی انجام شد، روابط دو کشور گاهی بد می‌شد و یک خدمه در سال ۲۰۱۸ یک سقوط ترسناک (ولی امن) را تجربه کرد.

8. خدمه تجاری

ناسا به‌ عنوان اولین شرکت تجاری آمریکایی، Crew Dragon اسپیس ایکس و استارلاینر بوئینگ را تامین مالی کرد تا فضاپیمای خود را به ایستگاه فضایی بین‌المللی بفرستند. اسپیس ایکس و بوئینگ اجازه دارند از این فناوری برای سایر امور فضایی نیز استفاده کنند. این برنامه هنوز خیلی جوان است. اسپیس ایکس اولین ماموریت با خدمه خود را در سال ۲۰۲۰ به ایستگاه فضایی بین‌المللی فرستاد، در حالیکه انتظار می‌رود بوئینگ در سال ۲۰۲۳ یا بعد از آن همین کار را انجام دهد.

برنامه فضایی آرتمیس

هدف ناسا از برنامه فضایی آرتمیس بازگرداندن انسان به ماه در دهه ۲۰۲۰ با شرکای بین‌المللی است. آرتمیس ۱ بدون‌ سرنشین در سال ۲۰۲۱ با موفقیت دور ماه پرواز کرد و انتظار می‌رود که یک ماموریت با خدمه به نام آرتمیس ۲ در حدود سال ۲۰۲۴ همین کار را انجام دهد. آرتمیس ۳ با ماموریت فرود روی ماه در سال ۲۰۲۵ یا ۲۰۲۶ به فضا پرتاب خواهد شد.

 

کاوش‌های ناسا در منظومه شمسی

کاوشگرهای متعدد ناسا زمین و منظومه شمسی را کاوش کرده‌اند. بعضی از ماموریت‌های قابل‌ توجه در این زمینه به شرح زیر هستند.

1. سری پایونیر

این فضاپیماهای اولیه زمانی منظومه شمسی را کاوش کردند که مهندسی پروازهای فضایی در مراحل ابتدایی خود بود. با وجود شکست‌های متعدد به ‌دلیل بی‌تجربگی، این برنامه با موفقیت کاوشگرهایی را به ماه، زهره، مشتری و زحل فرستاد.

2. سری مارینر

پروژه مارینر که بین سال‌های ۱۹۶۲ و ۱۹۷۳ انجام شد، شامل بازدید از عطارد، زهره و مریخ بود. مارینر ۹ اولین مدارگرد مریخ است که آتشفشان‌ها و دره‌های وسیع این سیاره را در دورانی که دانشمندان تصور می کردند سطح آن مانند ماه آرام زمین است، کشف کرد.

برای اطلاع از مقاله کهکشان آندرومدا حقایقی درباره نزدیکترین همسایه کهکشانی ما روی لینک کلیک کنید.

3. فرود وایکینگ ۱ و وایکینگ ۲

فضاپیماهای وایکینگ ۱ و وایکینگ ۲ در سال ۱۹۷۶ روی سطح مریخ فرود آمدند و اولین فرود روی سیاره سرخ را رقم زدند. این کاوشگرها سال‌ها روی سطح مریخ کار کردند و داده‌های ارزشمندی را درباره محیط آن جمع‌آوری کردند. همچنین، آزمایش‌های بحث‌برانگیز جستجوی حیات را انجام دادند.

4. وویجر ۱‍ و وویجر ۲

این فضاپیماها در سال ۱۹۷۷ به فضا پرتاب شدند تا از هم‌ترازی نادر بین سیاره‌ها استفاده کنند. وویجر ۲ با بودجه اضافی توانست در سال ۱۹۸۶ از کنار اورانوس و در سال ۱۹۸۹ از کنار نپتون عبور کند. هر دو فضاپیما مشتری و زحل را نیز کاوش کردند و دهه‌ها بعد همچنان در حال ارسال اطلاعات علمی از فضای بین‌ستاره‌ای هستند.

5. تلسکوپ فضایی هابل

این رصدخانه که بودجه آن توسط ناسا و آژانس فضایی اروپا تامین شد در سال ۱۹۹۰ برای کاوش جهان در نور اپتیکال و مادون قرمز پرتاب شد. آینه معیوب این تلسکوپ باعث شد یک شاتل فضایی برای تعمیر آن در سال ۱۹۹۳ به فضا برود. تا سال ۲۰۰۹، چهار ماموریت خدماتی دیگر انجام شد. تلسکوپ هابل همچنان فعال است و از مهم‌ترین اکتشاف‌های آن می‌توان به اثبات شتاب جهان اشاره کرد.

 

6. سریع‌تر، بهتر، ارزان‌تر

با پیشرفت فناوری رایانه در دهه ۱۹۹۰، ناسا رویکرد «سریع‌تر، بهتر، ارزان‌تر» را در فضاپیماهای انتخابی اجرا کرد. ناسا بیش از ده‌ها ماموریت را با استفاده از چند تکنیک برای کاهش هزینه‌ها به فضا فرستاد، مثل کار در تیم‌های کوچک، استفاده از فناوری آماده مصرف و کاهش بازرسی‌ها قبل از پرتاب.

قابل‌ توجه‌ترین موفقیت‌های این پروژه رهیاب مریخ، کاوشگر ماه و کاوشگر سیارکی به‌ نام استارداست و NEAR-Shoemaker بود. با این‌ حال، از دست دادن مدارگرد آب و هوای مریخ و کاوشگر قطبی مریخ به ‌دلیل خطاهای ساده مهندسی، باعث شد ناسا درباره این برنامه تجدیدنظر کند.

7. مدارگرد شناسایی ماه

مدارگرد شناسایی ماه (LRO) در سال ۲۰۰۹ برای نقشه‌برداری با وضوح بالا از سطح ماه پرتاب شد و با موفقیت گزارش‌هایی را که ماموریت‌های دیگر درباره یخ آب فراهم کرده بودند، تکمیل کرد.  LRO در حال حاضر به‌ عنوان دیده‌بان پروژه آرتمیس عمل می‌کند و تصاویری را برای ماموریت‌های فرود در قطب جنوب (یک منطقه کلیدی به‌ دلیل وجود احتمالی یخ آب در دهانه‌های آن) ارائه می‌دهد.

8. برنامه مریخ‌نورد

چند مدارگرد ناسا شواهدی از آب باستانی روی سطح سیاره سرخ پیدا کردند که انگیزه بزرگی برای برنامه مریخ‌نورد در حال انجام بود. سوجورنر، اولین مریخ نورد ناسا، یک ماشین کوچک بود که در سال ۱۹۹۶ با کاوشگر رهیاب به سطح این سیاره رفت. ناسا در ادامه دو مریخ نورد اکتشافی دیگر را با نام‌های اسپریت و آپورچونیتی به فضا فرستاد که در سال ۲۰۰۴ به سطح مریخ رسیدند و فراتر از عمر ۹۰ سول خود کاوش کردند.

در سال ۲۰۱۲، یک مریخ‌نورد به ‌اندازه ماشین به نام کنجکاوی و سپس در سال ۲۰۲۱، یک ماشین پیشرفته‌تر با نام استقامت به فضا رفتند. این دو مریخ‌نورد هنوز فعال هستند. آژانس فضایی اروپا یک ماموریت بازگشت نمونه از مریخ را در دهه ۲۰۳۰ برنامه‌ریزی کرده است.

 

9. برنامه رصد زمین

ناسا چند دهه است که سیاره زمین را رصد می‌کند تا درباره مسائلی مانند تغییر آب و هوا، آتش‌سوزی، آب و پیش‌بینی آب و هوای شدید اطلاعات بیشتری کسب کند. ده‌ها ماهواره به فضا پرتاب شده‌اند که از بین آن‌ها می‌توانیم به سری لندست با همکاری سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده، سامانه ماهواره عملیاتی زیست‌محیطی زمین‌ ایستا (GOES) با همکاری اداره ملی اقیانوسی و جوی و ماهواره‌هایی مانند آکوا و ترا اشاره کنیم.

10. سایر اوشگرهای منظومه شمسی

ناسا کاوشگرهای مختلفی را به فضا ارسال کرده است، مثلا ماموریت ماژلان به زهره، مریخ‌نوردهای متعدد مانند مدارگرد شناسایی مریخ، ماموریت‌های گالیله (با همراهی آژانس فضایی اروپا) و جونو (مستقل) به مشتری، ماموریت کاسینی-هویگنس (با همراهی آژانس فضایی اروپا) به زحل، ماموریت نیوهورایزنز به پلوتون و کمربند کویپر و چند فضاپیمایی که از دنباله‌دارها و سیارک‌ها بازدید کرده یا آن‌ها را لمس کرده‌اند.

11. تلسکوپ فضایی جیمز وب

 Webbیا JWST در سال ۲۰۲۱ به فضا پرتاب شد تا اولین کهکشان‌ها و تاریخ کیهان را کشف کند. اکتشاف‌های قابل‌توجه این تلسکوپ طیف وسیعی از اخترفیزیک در ستاره‌ها، سیاره‌های فراخورشیدی و کهکشان‌های جوان را در برمی‌گیرد.

برای اطلاع از مقاله اختروش ها هر آنچه که باید در مورد درخشان‌ترین اجرام جهان بدانید روی لینک کلیک کنید.

12. دفتر هماهنگی دفاع سیاره‌ای ناسا

این آژانس با تلسکوپ‌های شریک همکاری می‌کند تا تهدیدهای احتمالی سیارک‌ها یا دنباله‌دارها را اسکن کند. خوشبختانه، هیچ تهدید قریب‌الوقوعی پس از دهه‌ها جستجو پیدا نشده است. سایر آژانس‌ها یا دپارتمان‌های ایالات متحده نیز برای کمک به مواردی مانند آموزش و مدیریت شرایط اضطراری با این دفتر همکاری می‌کنند.

نتیجه

ناسا از زمانیکه تشکیل شد تا به همین امروز اکتشافات زیادی را در منظومه شمسی و کیهان ثبت کرده است. همچنین به کمک دیگر کشورها توانسته ماموریت های متنوعی را انجام دهد و اطلاعات جدیدی را نسبت جهان پیرامون ما کشف کند. تلسکوپ ها نیز به این آژانس فضایی و دیگر آژانس های فضایی کمک قابل توجهی کردند تا سرعت این اکتشافات بیشتر شود. مردم نیز با خرید تلسکوپ توانستند از رصد عجایب شگفت انگیز آسمان لذت ببرند. اگر شما هم به رصد آسمان علاقمند هستید می توانید با خرید تلسکوپ از سایت موسسه طبیعت آسمان شب رویاهای خود را به حقیقت تبدیل کنید.

برای دانلود مقاله ناسا چیست؟ کاوش جهان به ‌مدت ۶۵ سال روی لینک کلیک کنید.

منبع: سایت موسسه طبیعت آسمان شب و ناسا چیست؟ کاوش جهان به ‌مدت ۶۵ سال

ستاره های نوترونی چه هستند؟

ستاره های نوترونی بقایای هسته ستاره‌های عظیمی هستند که عمرشان به پایان رسیده است. آن‌ها در کنار سیاهچاله‌ها، یکی از دو نقطه پایانی احتمالی تکامل پرجرم‌ترین ستاره‌ها هستند. ستاره های نوترونی جدای از هر آ‌ن‌چه در دل سیاهچاله وجود دارد، چگال‌ترین اجرام ستاره‌ای و از عجیب‌ترین اجرام آسمانی هستند.

ناسا تخمین می‌زند که بیش از یک میلیارد ستاره نوترونی در کهکشان راه شیری وجود داشته باشد. بیشتر ستاره های نوترونی که کشف شده‌اند، ستاره‌های جوانی هستند که در حین چرخش با سرعتی باورنکردنی، تابش پرانرژی خود را روی زمین می‌پاشند. ستاره های نوترونی قدیمی‌تر که میلیاردها سال برای کند شدن چرخش و سرد شدن فرصت داشته‌اند، کمتر به چشم می‌آیند ولی همچنان جذاب هستند.

«دیوید تامپسون»، عضو مرکز پروازهای فضایی گودارد ناسا می‌گوید: «ستاره های نوترونی ترکیبی از گرانش قوی، میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی قدرتمند و سرعت‌های بالا هستند. آن‌ها در واقع آزمایشگاه‌هایی برای فیزیک شدید و شرایطی هستند که نمی‌توانیم روی زمین بازتولید کنیم.»

ستاره های نوترونی چطور تشکیل می‌شوند؟

زندگی یک ستاره، صرف نظر از اندازه آن، یک عمل متعادل‌سازی بین فشار به سمت داخل ناشی از گرانش و فشار به سمت بیرون ناشی از فوتون‌های تولیدشده حین انجام همجوشی هسته‌ای است.

وقتی هیدروژن ستاره تمام می‌شود و دیگر چیزی برای همجوشی با هلیوم باقی نمی‌ماند، سوخت هسته‌ای آن تمام می‌شود و به پایان توالی اصلی زندگی خود می‌رسد. انرژی به سمت بیرون متوقف می‌شود و گرانش رو به درون پیروز می‌شود، در نتیجه هسته ستاره در خود فرو می‌ریزد.

همان‌ طور که این اتفاق می‌افتد، همجوشی هسته‌ای در پوسته بیرونی ستاره ادامه دارد که باعث می‌شود لایه‌های بیرونی پف کنند. این لایه‌های بیرونی در اطراف هسته در حال فروپاشی خنک می‌شوند که اگر به ‌اندازه کافی عظیم باشد، دور جدیدی از همجوشی هسته‌ای آغاز می‌شود و هلیوم را به عناصر سنگین‌تری مانند کربن تبدیل می‌کند.

حتی ستاره‌هایی با جرمی بین ۱۰ تا ۲۰ برابر خورشید برای ایجاد عناصر سنگینی با این روش محدودیت دارند و همجوشی جدید آن‌ها معمولا به هسته‌ای از آهن تقریبا خالص ختم می‌شود. حتی این عنصر سنگین نیز به ‌اندازه کافی متراکم نیست تا از فروپاشی بیشتر هسته‌های عظیم جلوگیری کند.

وقتی این اتفاق می‌افتد، فشار گرانشی به‌ قدری شدید است که الکترون‌های با بار منفی و پروتون‌های با بار مثبت که هسته‌های آهن این هسته ستاره‌ای را تشکیل می‌دهند، با هم برخورد کرده و دریایی از نوترون‌های بدون بار یا خنثی ایجاد می‌کنند.

بعضی از هسته‌های عظیم ستاره‌ای در این نقطه توسط پدیده کوانتومی به نام «فشار انحطاط نوترونی»، از فروپاشی بیشتر نجات می‌یابند. این پدیده زمانی اتفاق می‌افتد که چگالی به‌ حدی زیاد شود که نوترون‌ها دیگر نتوانند به هم نزدیک‌تر شوند و در نتیجه، به ستاره‌های نوترونی تبدیل می‌شوند.

 

چرا یک ستاره نوترونی تشکیل می‌شود و نه یک سیاهچاله؟

اگر این فرایند تولد ستاره نوترونی آشنا به ‌نظر می‌رسد، احتمالا به این دلیل است که یک ستاره عظیم برای تبدیل شدن به سیاهچاله همین مسیر را طی می‌کند. اما سوال این است که چرا بعضی از ستاره‌ها تبدیل به ستاره های نوترونی می‌شوند ولی گروهی دیگر از خود سیاهچاله باقی می‌گذارند؟

به نظر می‌رسد تفاوت اصلی این است که هسته یک ستاره در حال فروپاشی جرم کافی برای عبور از حفاظتی که انحطاط نوترونی به ستاره های نوترونی می‌دهد، دارد. در حال حاضر، دانشمندان دقیقا مطمئن نیستند که مرز بین سیاهچاله‌ها و ستاره های نوترونی کجا است. این نا اطمینانی به این دلیل است که بررسی فیزیک درون ستاره های نوترونی امکان‌پذیر نیست.

سنگین‌ترین ستاره نوترونی شناخته‌شده ۲.۵ برابر خورشید جرم دارد، در حالیکه سبک‌ترین سیاهچاله شناخته‌شده جرمی حدود ۵ برابر جرم خورشید دارد. بنابراین، یک شکاف جرمی بین این دو نوع ستاره مرده وجود دارد که دانشمندان در حال حاضر در تلاش برای کشف دلیل آن هستند. محققان در حال حاضر فکر می‌کنند که خط جداکننده ستاره های نوترونی و سیاهچاله‌ها به ۳ برابر جرم خورشید نزدیک‌تر از ۵ برابر جرم خورشید است.

از آن‌ جایی که تفاوت اصلی بین یک سیاهچاله و یک ستاره نوترونی جرم است، منطقی است که ستاره های نوترونی که مواد یک شریک دوتایی را جمع می‌کنند، در نهایت به سیاهچاله تبدیل شوند. به گفته «جف مگنوم»، دانشمند رصدخانه ملی رادیویی نجوم (NRAO)، روند انباشت جرم می‌تواند میلیون‌ها سال طول بکشد ولی تبدیل نهایی یک ستاره نوترونی به یک سیاهچاله کمتر از یک ثانیه طول می‌کشد.

آیا خورشید به یک ستاره نوترونی (یا سیاهچاله) تبدیل خواهد شد؟

در حالیکه خط جداکننده ستاره های نوترونی و سیاهچاله‌ها مبهم و ضعیف است، خط بین بقایای ستاره‌ای که خورشید ما به آن تبدیل خواهد شد، یک کوتوله سفید و یک ستاره نوترونی کاملا واضح‌تر و قابل‌درک‌تر است.

وقتی که خورشید حدود ۵ میلیارد سال دیگر به پایان منبع هیدروژن خود برسد، فشار بیرونی محافظت‌کننده آن در برابر فروپاشی گرانشی متوقف می‌شود و هسته آن فرو می‌ریزد. پس از عبور از مرحله غول قرمز که طی آن لایه‌های بیرونی خورشید متورم می‌شوند و سیاره‌های نزدیک از جمله زمین را می‌بلعند، هسته خورشید به شکل یک کوتوله سفید در حال سوختن و دود کردن باقی می‌ماند.

همان‌ طور که فشار انحطاط نوترونی جلوی تبدیل شدن ستاره های نوترونی به سیاهچاله‌ها را می‌گیرد، ستاره‌های کوتوله سفید نیز با فشار انحطاط الکترونی که مانع از انباشته شدن الکترون‌ها با یکدیگر می‌شود، در برابر فروپاشی بیشتر محافظت می‌شوند.

فشار انحطاط الکترون بسیار ضعیف‌تر از معادل نوترونی آن است و اخترفیزیکدانان نیز تصور بهتری از توده‌های مورد نیاز برای غلبه بر آن دارند تا فشار انحطاط نوترونی.

طبق دایره‌المعارف نجوم SAO، کوتوله سفید برای اینکه در نهایت به یک ستاره نوترونی تبدیل شود، باید از حدی فراتر رود که به‌ عنوان «حد چاندراسخار» شناخته می‌شود که به‌ طور کلی ۱.۴ جرم خورشید در نظر گرفته می‌شود. این یعنی هسته خورشید به‌ تنهایی باید ۱.۴ برابر جرم کل آن باشد.

جرم حد چاندراسخار برای اولین بار توسط «سوبرامانیان چاندراسخار» در سال ۱۹۳۱ پیش‌بینی شد. این حد تا امروز به‌ خوبی با مشاهده‌های کوتوله‌های سفید مطابقت داشته است، زیرا هنوز بقایای ستاره‌ای از این نوع با جرم بیش از ۱.۴ جرم خورشید پیدا نکرده‌ایم.

ناسا تخمین می‌زند که جرم خورشید برای پایان دادن به زندگی خود به‌ عنوان یک ستاره نوترونی، باید ۱۰ برابر باشد. همچنین باید ۲۰ برابر جرم داشته باشد تا بعد از ۵ میلیارد سال به یک سیاهچاله در منظومه شمسی تبدیل شود.

برای اطلاع از مقاله آسمان نماها و ظهور علم تماشایی روی لینک کلیک کنید.

اندازه و جرم ستاره های نوترونی

برای اینکه درک کنید فروپاشی گرانشی تقریبا کاملی که یک ستاره نوترونی را به‌ وجود می‌آورد چقدر چشمگیر و خشن است، کافی است به مواد و ابعاد جسمی که تشکیل می‌شود نگاه کنید. فروپاشی هسته‌های عظیم ستاره‌ای چیزی را به‌ وجود می‌آورد که جرمی از یک تا دو برابر خورشید دارد، ولی عرض آن تنها بین ۶ تا ۱۲ مایل (۱۰ تا ۲۰ کیلومتر) است. تصور کنید خورشید به اندازه کره‌ای کوچک شود که به‌راحتی در شهر نیویورک با عرض ۳۵ مایل (۵۶ کیلومتر) جا شود.

کاهش قطر یک جسم از ۸۷۰ هزار مایل (۱.۴ میلیون کیلومتر) به تنها ۱۲ مایل (۲۰ کیلومتر) تاثیر قابل‌ توجهی روی مواد درون آن خواهد داشت و این موضوع بدون تردید درباره ستاره های نوترونی نیز صدق می‌کند.

ناسا تخمین می‌زند اگر یک حبه قند که از این ماده غنی از نوترون تشکیل شده باشد به زمین آورده شود، حدود ۱ تریلیون کیلوگرم (یا ۱ میلیارد تن) وزن خواهد داشت. این حبه قند وزنی معادل ۳۰۰۰ ساختمان امپایر استیت یا کل نژاد بشر خواهد داشت.

این ماده تشکیل‌دهنده ستاره نوترونی را به متراکم‌ترین ماده‌ای که می‌توانیم در کیهان ببینیم تبدیل می‌کند. ستاره های نوترونی به‌ قدری تراکم دارند که سرعتی که برای فرار از تاثیر گرانشی آن‌ها لازم است، نصف سرعت نور است.

در نتیجه، گرانش ستاره های نوترونی به‌ قدری قوی است که مرکز پرواز گودارد ناسا می‌گوید اگر یک مارشمالو روی یکی از این بقایای ستاره‌های عجیب و غریب رها شود، آن‌ قدر سریع شتاب می‌گیرد که وقتی به سطح برخورد کند، انرژی آزاد می‌کند که معادل انفجار هزار بمب هیدروژنی خواهد بود.

گازهایی که از ستاره‌های همراه در جفت‌های دوتایی باقی مانده‌اند، معمولا با این بقایای ستاره‌ای برخورد می‌کنند. وقتی که این گازها با سرعت میلیون‌ها مایل در ساعت به سطح ستاره نوترونی برخورد می‌کنند، یک نمایش آتش‌بازی قدرتمند در نور پرتو ایکس ایجاد می‌کنند که هزاران بار در ثانیه با شدت سوسو می‌زند یا شاید تنها هر چند سال یک بار منفجر شود. چگالی و گرانش ستاره های نوترونی تنها چیزی نیست که آن‌ها را به عجیب‌ترین اجرام در جهان تبدیل می‌کند. آن‌ها چند ویژگی جذاب دیگر نیز دارند.

انواع ستاره های نوترونی: بایزرها و مگنتارها

وقتی ستاره های نوترونی متولد می‌شوند، حفظ گشتاور زاویه‌ای منجر به چرخش آن‌ها با سرعت‌های فوق‌العاده سریع می‌شود. برای درک دلیل این پدیده، یک اسکیت‌باز را تصور کنید که روی یخ در حال چرخش است. او وقتی بازوهای خود را به داخل می‌کشد، با سرعت بیشتری می‌چرخد.

وقتی قطر هسته ستاره‌ای در اثر فروپاشی گرانشی کاهش می‌یابد، اتفاقی مشابه رخ می‌دهد. ستاره نوترونی جوان حاصل سریع‌تر و سریع‌تر می‌چرخد و به سرعت ۶۰ چرخش در ثانیه می‌رسد. سرعت بسیاری از ستاره های نوترونی با افزایش سن کاهش می‌یابد و به چرخش حدود ۸ بار در ثانیه می‌رسد. وضعیت ستاره های نوترونی که مواد ستاره‌ای را از شریک دوتایی می‌دزدند، متفاوت است.

این ماده تکانه زاویه‌ای را با خود حمل می‌کند و بنابراین این انتقال ماده در واقع می‌تواند چرخش ستاره های نوترونی را تسریع کند. نتیجه آن می‌تواند چرخش بعضی از ستاره های نوترونی با سرعت ۶۰۰ یا ۷۰۰ بار در ثانیه باشد.

سریع‌ترین ستاره نوترونی در حال چرخش ثبت‌شده که در سال ۲۰۰۶ توسط رصدخانه ملی نجوم رادیویی (NRAO) کشف شد، PSR J1748-2446ad است. این ستاره در یک خوشه کروی از ستاره‌ها قرار دارد که فاصله آن از زمین حدود ۲۸ هزار سال نوری است. این ستاره نوترونی حدود ۷۱۶ بار در ثانیه یا با سرعت ۷۱۶ هرتز می‌چرخد که سریع‌تر از تیغه‌های مخلوط‌کن آشپزخانه است.

ستاره های نوترونی مانند PSR J1748-2446ad به این دلیل کشف شده‌اند که در حین چرخش، پرتوهایی از تابش از هر قطب خود، شامل طول موج‌های رادیویی، مرئی، پرتو ایکس و پرتو گاما ساطع می‌کنند. در نتیجه وقتی که به سمت زمین می‌چرخند، این پرتوهای تابش به سیاره ما چشمک می‌زنند و باعث می‌شوند این ستاره های نوترونی تقریبا شبیه فانوس دریایی به نظر می‌رسند، اگرچه به‌ طور رسمی به‌ عنوان ‌تپ‌اختر شناخته می‌شوند. همه تپ‌اخترها ستاره های نوترونی هستند، اما همه ستاره های نوترونی تپ‌اختر نیستند.

دانشمندان بر این باورند که پرتوهای تابش تپ‌اخترها زمانی ایجاد می‌شوند که میدان‌های مغناطیسی قدرتمند ستاره های نوترونی ماده را به قطب‌های مغناطیسی خود هدایت کنند.

وقتی یک ستاره‌ فرو می‌ریزد، فقط جرم آن متراکم نمی‌شود، بلکه میدان مغناطیسی آن نیز فشرده می‌شود. میدان‌های مغناطیسی با خطوط منحنی یا خطوط میدانی که از یک جسم عبور می‌کنند، نشان داده می شوند. هر چه این خطوط به هم نزدیک‌تر باشند، میدان مغناطیسی قوی‌تر است. فروپاشی یک هسته ستاره‌ای برای ایجاد یک ستاره نوترونی این خطوط میدان را به هم می‌فشارد.

آژانس فضایی اروپا (ESA) می‌گوید که بعضی از ستاره های نوترونی می‌توانند میدان‌های مغناطیسی به قدرت ۱۰۰ هزار میلیون تسلا داشته باشند که نه تنها هزاران بار قدرتمندتر از میدان مغناطیسی ستاره‌های نوترونی «معمولی» است، بلکه هزار تریلیون بار قوی‌تر از مگنتوسفر زمین و معادل صد تریلیون آهنربای یخچالی است.

این موضوع باعث می‌شود که میدان مغناطیسی مگنتارها یکی از شدیدترین میدان‌های مغناطیسی در جهان باشد. این میدان‌ها به‌ قدری شدید هستند که می‌توانند دمای سطح مگنتار را به بیش از ۱۸ میلیون درجه فارنهایت (۱۰ میلیون درجه سانتیگراد) برسانند. با تمام این ویژگی‌های افراطی و رکوردشکن، تصور کنید وقتی دو تا از این بقایای ستاره‌های افراطی کنار هم قرار بگیرند چه اتفاقی می‌افتد.

 

هنگام برخورد دو ستاره نوترونی چه اتفاقی می‌افتد؟

ستاره های نوترونی می‌توانند به‌ صورت مجزا وجود داشته باشند و فقط با دمای سطحشان قابل‌ تشخیص باشند یا در مشارکت با ستاره‌های «معمولی» زندگی کنند. در بعضی از موارد حتی می‌توانند در سیستم‌های دوتایی با یک ستاره نوترونی دیگر وجود داشته باشند.

در این شرایط طبق نظریه نسبیت عام اینشتین، وقتی که ستاره های نوترونی دوتایی دور یکدیگر می‌چرخند، امواجی را در فضا زمان ایجاد می‌کنند که امواج گرانشی نامیده می‌شود.

درست همان‌ طور که موادی که به سطح یک ستاره نوترونی می‌افتند به آن تکانه زاویه‌ای می‌دهند، وقتی امواج گرانشی از ستاره های نوترونی دوتایی به سمت بیرون موج می‌زنند، تکانه زاویه‌ای را از منظومه خارج می‌کنند. از دست دادن تکانه زاویه‌ای باعث می‌شود ستاره نوترونی به هم نزدیک شوند و با این اتفاق آن‌ها امواج گرانشی را با شدت بیشتری تابش می‌کنند و سرعت از دست رفتن تکانه زاویه‌ای را افزایش می‌دهند.

در نهایت، این باعث می‌شود که ستاره های نوترونی با هم برخورد کنند و یک ستاره نوترونی بزرگ‌تر ایجاد کنند. این پدیده شدید که به‌ عنوان انفجاری به نام کیلونووا شناخته می‌شود و پس از یک میلیارد سال مقدمه با رقص بقایای ستاره‌ای دور یکدیگر رخ می‌دهد، تنها چند میلی‌ثانیه طول می‌کشد.

کیلونوواها انرژی معادل میلیون‌ها برابر خورشید آزاد می‌کنند و انفجار شدیدی از امواج گرانشی منحرف‌کننده فضا و انفجار کوتاه اما قدرتمند پرتوهای گاما را منتشر می‌کنند و مسئول ایجاد عناصر سنگین مانند طلا، نقره و پلاتین هستند.  

بسته به اندازه ستاره های نوترونی که در پدیده کیلونوا مشارکت می‌کنند، نتیجه می‌تواند یک ستاره نوترونی پرجرم باشد که به ‌دلیل فشار انحطاط نوترونی بسیار عظیم است و نمی‌تواند پایدار بماند. بنابراین به‌سرعت در کمتر از یک ثانیه پس از تولد به یک سیاهچاله تبدیل می‌شود.

در سال ۲۰۱۷، اخترشناسان برای اولین بار امواج گرانشی، امواج در بافت فضا زمان و نوری را که از برخورد بین ستاره های نوترونی به بیرون تابش می‌کرد، مشاهده کردند.

سیگنال‌هایی که از برخورد ستاره های نوترونی دوتایی که در فاصله ۱۳۰ سال نوری از ما قرار دارند به‌ دست می‌آیند، کاربرد «نجوم چند پیام‌رسان» را تایید می‌کنند که شامل رصد اجرام و رویدادهای نجومی در اشکال مختلف تابش، فراتر از نور مورد استفاده در نجوم سنتی است. با این ترکیب قدرتمند از تکنیک‌ها، اخترشناسان در آستانه کشف چیزهای بیشتری درباره ماهیت این برخوردها، ستاره های نوترونی و ستاره‌های مرده هستند.

ستاره های نوترونی چقدر بزرگ هستند؟

قطر ستاره های نوترونی حدود ۱۲ مایل (۲۰ کیلومتر) و به ‌اندازه یک شهر است! تلسکوپ‌هایی مانند NICER و   XMM-Newton به ما کمک می‌کنند شعاع ستاره های نوترونی را از طریق پرتو ایکس تعیین کنیم. ما می‌دانیم که بیشتر ستاره های نوترونی در کهکشان ما به اندازه جرم خورشید هستند، با این‌ حال هنوز مطمئن نیستیم که بیشترین جرم یک ستاره نوترونی چقدر است.

بعضی از آن‌ها حدود دو برابر خورشید جرم دارند و احتمال می‌دهیم حداکثر جرمشان حدود ۲.۲ تا ۲.۵ برابر جرم خورشید باشد. دلیل نگرانی ما درباره حداکثر جرم یک ستاره نوترونی این است که مشخص نیست ماده در چنین محیط‌های شدید و متراکمی چگونه رفتار می‌کند. بنابراین باید از یافته‌های مربوط به ستاره های نوترونی مانند جرم و شعاع، در ترکیب با نظریه‌ها برای بررسی مرزهای بین پرجرم‌ترین ستاره های نوترونی و کم‌جرم‌ترین سیاهچاله‌ها استفاده کنیم.

چرا ستاره های نوترونی از نظر اندازه و جرم از این محدودیت‌ها فراتر نمی‌روند؟

ستاره‌های نوترونی بسیار متراکم هستند و یک تا دو برابر جرم خورشید ما را که ۱۰۰ برابر عریض‌تر و ۳۳۰ هزار برابر سنگین‌تر از زمین است، در فضایی به ‌اندازه یک شهر جا داده‌اند. اگر ماده بسیار بیشتری را در چنین فضای کوچکی جا دهیم، گرانش پیروز می‌شود و کل آن در یک سیاهچاله فرو می‌ریزد. بنابراین، ستاره‌های نوترونی حاصل تعادل ارزشمند نوترون‌هایی که به یکدیگر فشار می‌آورند (معروف به فشار انحطاط نوترونی) و گرانش هستند.

ستاره‌های نوترونی چقدر عمر می‌کنند؟

در اصل یک ستاره نوترونی می‌تواند برای همیشه زندگی کند، زیرا یکی از آخرین حالت‌های یک ستاره پرجرم یعنی یک جسد ستاره‌ای است. با این‌ حال اگر یک همراه دوتایی داشته باشند، مانند یک ستاره نوترونی یا سیاهچاله دیگر، ممکن است در نهایت ادغام شوند و یک سیاهچاله یا یک ستاره نوترونی پرجرم‌تر ایجاد کنند.

برای اطلاع از مقاله 10 تا از عجیب ترین اجرام آسمانی کهکشان ما روی لینک کلیک کنید.

چرا ستاره‌های نوترونی جذاب هستند؟

یکی از حوزه‌های تحقیقاتی مشاهده‌های رادیویی فوران‌های پرتو گامایی (GRBs) است که از برخورد ستاره‌های نوترونی به‌ وجود می‌آید. ما می‌توانیم از مشاهده‌های رادیویی گرفته تا اشعه ایکس برای ردیابی نوری که از این انفجارها می‌آیند، استفاده کنیم.

مدل‌سازی پس‌تاب (Afterglow) نیز به ما کمک می‌کند اطلاعات بیشتری درباره این انفجارها کسب کنیم که ممکن است منجر به اطلاعاتی درباره ستاره‌های نوترونی ادغام‌شده و همچنین محصول نهایی شود.

اگر این ادغام یک ستاره نوترونی حتی پرجرم‌تر تولید کند، میدان مغناطیسی بسیار بالایی خواهد داشت که به عنوان «مگنتار» شناخته می‌شود. این مگنتار در حین چرخش به پرتابه ادغام انرژی می‌دهد و باعث تولید انتشار رادیویی می‌شود که سال‌ها پس از ادغام به اوج خود می‌رسد.

یک حوزه تحقیقاتی دیگر جستجوی این انتشار رادیویی است تا مشخص شود آیا مگنتار تولید شده است یا خیر. تا کنون هیچ یک از این گسیل‌های رادیویی را شناسایی نکرده‌ایم، ولی این به ما کمک می‌کند تا حداکثر جرم یک ستاره نوترونی را که یک سوال بی‌پاسخ بزرگ در نجوم است، محدود کنیم.

بعضی از رویدادهای مرتبط با ستاره های نوترونی چیست؟

چه چیزی ستاره‌های نوترونی را به یکی از قدرتمندترین رویدادهای جهان تبدیل می‌کند؟ ابرنواخترها به ستاره‌های نوترونی گره خورده‌اند، زیرا رویدادهای انفجاری هستند که آن‌ها را ایجاد می‌کنند. ستاره‌های نوترونی بسیار قدرتمند هستند، زیرا ستاره در مبارزه با گرانش شکست خورده است و در نهایت منفجر می‌شود! فرض بر این است که ابرنواخترهای ماورای نور بسیار درخشان هستند، زیرا مگنتار منبع انرژی برای انتشار نور اضافی است.

همچنین انفجارهای پرتو گاما زمانی اتفاق می‌افتند که یک ستاره نوترونی با ستاره نوترونی دیگر یا احتمالا یک سیاه‌چاله برخورد می‌کند. این رویدادها بسیار قدرتمند هستند، زیرا شامل جدا شدن یک ستاره نوترونی و برخورد دو جرم بسیار پرجرم و متراکم با یکدیگر هستند.

نتیجه

بعضی از انفجارهای رادیویی سریع با ستاره های نوترونی در ارتباط هستند، زیرا ما یک انفجار رادیویی سریع را از یک ستاره نوترونی، به‌ طور خاص یک مگنتار، در کهکشان خود شناسایی کرده‌ایم. بنابراین به‌ طور کلی، ستاره‌های نوترونی در میان بسیاری از پدیده‌های موقتی که می‌توانیم مشاهده کنیم، همیشه حضور دارند.

تمام اطلاعاتی که دانشمندان در مورد فضا به دست می آورند از طریق تلسکوپ به دست آوردند و بخش زیادی از آنها را مدیون کشف تلسکوپ هستیم. شما هم می توانید با خرید تلسکوپ از  رصد شگفتی ها و عجایب اجرام آسمانی لذت ببرید. خرید تلسکوپ در سایت موسسه طبیعت آسمان شب با بهترین قیمت و بهترین کیفیت ارائه می شود.

برای دانلود مقاله ستاره های نوترونی چه هستند؟ روی لینک کلیک کنید.

منبع: سایت موسسه طبیعت آسمان شب و ستاره های نوترونی چه هستند؟

10 تا از عجیب ترین اجرام آسمانی کهکشان

کدام اجرام آسمانی در کیهان عجیب‌ترین هستند؟

در سراسر کیهان، مجموعه بزرگی از اجرام آسمانی وجود دارد که درک کنونی ما از فیزیک، نجوم و به‌ طور کلی علم را به چالش می‌کشند. از سیاه‌چاله‌ها گرفته تا اجرام بین‌ستاره‌ای، کهکشان تعدادی باورنکردنی از اجرام آسمانی اسرارآمیز را در خود جای داده است که ذهن انسان را مسحور و سردرگم می‌کند.

ما در این مقاله به به بررسی 10 تا از عجیب‌ترین اجرام آسمانی شناخته شده درحال حاضر در کهکشان می‌پردازیم. در واقع یک تحلیل مستقیم از تمام این اجرام آسمانی عجیب علمی با تمرکز بر نظریه‌ها، فرضیه‌ها و توضیحات درباره وجود و عملکرد آن‌ها در زمان و مکان، ارائه می‌کنیم. امیدواریم که در پایان به درک بهتری از این اجرام آسمانی برسید، پس همراهمان بمانید.

1. مگنتارها

مگنتارها نوعی ستاره نوترونی هستند که اولین بار «رابرت دانکن» و «کریستوفر تامپسون»، آن‌ها را در سال 1992 کشف کردند. همان‌ طور که از نام آن‌ها پیداست، نظریه‌ای مبنی بر وجود میدان‌های مغناطیسی بسیار قوی در منگتارها وجود دارد که سطوح بالایی از تابش الکترومغناطیسی (به شکل اشعه ایکس و پرتوهای گاما) را به فضا ساطع می‌کنند.

در حال حاضر میدان مغناطیسی یک مگنتار تقریبا 1000 تریلیون برابر مگنتوسفر زمین تخمین زده شده‌ است. تا کنون (تا سال 2020) تنها 10 مگناتور کشف‌شده در کهکشان راه شیری شناخته شده است، اما دانشمندان معتقدند که به‌ طور کلی میلیاردها مگناتور در جهان هستی وجود دارند. مگنتارها به‌ دلیل ویژگی‌های قابل توجه و منحصر‌به‌فردشان عجیب‌ترین جسمی هستند که تاکنون در جهان وجود دارد.

منگتارها چگونه تشکیل می‌شوند؟

دانشمندان معتقدند که مگنتارها پس از انفجار ابرنواختری تشکیل می‌شوند. هنگامی که ستارگان سنگین منفجر می‌شوند، ستارگان نوترونی از هسته باقی‌ مانده به‌ دلیل فشرده‌سازی پروتون‌ها و الکترون‌هایی که در طول زمان با مجموعه‌ای از نوترون‌ها ادغام می‌شوند، پدیدار می‌شوند.

تقریبا از هر ده انفجار ابرنواختری از این ستاره‌ها، یکی بعدا به یک مگنتار تبدیل می‌شود و در نتیجه میدان مغناطیسی شکل می‌گیرد که «تا هزار برابر» تقویت می‌شود. دانشمندان هنوز نمی‌دانند که چه چیزی باعث این افزایش چشمگیر در مغناطیس می‌شود.با این‌ حال، حدس می‌زنند که چرخش، دما و میدان مغناطیسی یک ستاره نوترونی باید به یک ترکیب کامل برسند تا میدان مغناطیسی را به این روش تقویت کنند.

ویژگی‌های مگنتارها

به‌ جز میدان‌های مغناطیسی فوق‌العاده قوی، مگنتارها دارای تعدادی ویژگی هستند که آن‌ها را کاملا غیرعادی می‌کند. مثلا آن‌ها یکی از تنها اجرام آسمانی در جهان هستند که به‌ طور سیستماتیک تحت فشار میدان مغناطیسی خود می‌شکافند و باعث انفجار ناگهانی انرژی پرتو گاما در فضا با تقریبا سرعت نور می‌شوند (در سال‌های قبل بسیاری از این انفجارها مستقیما به زمین برخورد می‌کردند).

مورد دوم این است که آن‌ها تنها جسم ستاره‌ای هستند که زمین‌لرزه را تجربه می‌کنند. این زمین‌لرزه‌ها که ستاره شناسان آن‌ها را به‌ عنوان «ستاره‌لرزه» می‌شناسند، شکاف‌های شدیدی را در سطح مگنتار ایجاد می‌کنند که باعث انفجار ناگهانی انرژی (به شکل اشعه ایکس یا پرتوی گاما) می‌شود. این میزان انرژی معادل آنچه است که خورشید ما در حدود 150000 سال ساطع می‌کند.

به‌ دلیل فاصله بسیار زیاد آن‌ها از زمین، دانشمندان تقریبا چیزی درباره مگنتارها و عملکرد کلی آن‌ها در کهکشان نمی‌دانند. با این‌ حال، با مطالعه اثرات ستارگان بر سیستم‌های مجاور و با تجزیه و تحلیل داده‌های انتشار (از طریق سیگنال‌های رادیویی و اشعه ایکس)، دانشمندان امیدوارند که مگنتارها روزی جزئیات کلیدی را درباره پیدایش هستی و ترکیب آن ارائه دهند. تا زمانی که اکتشاف‌های بیشتری رخ ندهد، مگنتارها همچنان یکی از عجیب‌ترین اجرام آسمانی شناخته شده در کهکشان ما خواهند بود.

برای اطلاع از مقاله آسمان نماها و ظهور علم تماشایی روی لینک کلیک کنید.

2. جسم هوگ

جسم هوگ به کهکشانی می‌گویند که تقریبا 600 میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد. این جسم عجیب به ‌دلیل شکل و طرح غیرعادیش در جهان بی‌نظیر است. جسم هوگ به‌ جای داشتن یک شکل بیضی یا مارپیچ مانند (مانند اکثر کهکشان‌ها)، دارای یک هسته زرد مانند است که حلقه بیرونی ستارگان آن را احاطه کرده‌اند.«آرتور هوگ» اولین بار در سال 1950 این جسم را کشف کرد. این جرم آسمانی در اصل به ‌دلیل پیکربندی غیرعادی آن یک سحابی سیاره‌ای بود.

اما تحقیقات بعدی شواهدی از خواص کهکشانی را به‎ دلیل وجود ستارگان متعدد ارائه کرد. به‌ دلیل شکل غیرعادی‌اش، جسم هوگ بعدا به‌ عنوان یک کهکشان حلقه‌ای «غیرمعمولی» توصیف شد که در فاصله تقریبا 600 میلیون سال نوری از زمین قرار دارد.

ویژگی‌های جسم هوگ

جسم هوگ یک کهکشان فوق‌العاده بزرگ است که هسته مرکزی آن به‌ تنهایی به عرض 24000 سال نوری می‌رسد. با این‎ حال، دانشمندان معتقدند که عرض کلی آن به اندازه 120000 سال نوری است.

محققان بر این باورند که جسم هوگ در هسته مرکزی توپ مانندش، حاوی میلیاردها ستاره زرد (مشابه خورشید خودمان) است. در اطراف این توپ، حلقه‌ای از تاریکی قبل از تشکیل حلقه آبی مانند از ستاره‌ها، غبار، گاز و اجرام سیاره‌ای وجود دارد که امتداد آن به بیش از 70000 سال نوری می‌رسد.

تقریبا هیچ چیزی درباره جسم هوگ شناخته نشده است، زیرا هنوز مشخص نیست که چگونه یک کهکشان به این بزرگی‌ می‌تواند به چنین شکل عجیبی شکل بگیرد. اگرچه کهکشان‌های حلقه مانند دیگری در کیهان وجود دارند، اما هیچ کدام با یک حلقه خلاء وسیعی احاطه نشده‌اند یا هسته‌ای متشکل از ستاره‌های زرد رنگ ندارند.

برخی از ستاره شناسان حدس‌ می‌زنند که جسم هوگ ممکن است ناشی از عبور یک کهکشان کوچک‌تر از مرکز آن در چندین میلیارد سال پیش باشد.  با‌ این‌ حال حتی با این گمان، مشکلات متعددی در رابطه با وجود مرکز کهکشانی آن وجود دارد. به این دلایل، جسم هوگ یک جسم واقعا منحصربه‌فرد از جهان هستی ما است.

 

3. ستاره‌های نوترونی

ستارگان نوترونی ستارگانی کوچکی در اندازه شهرهای روی زمین هستند، اما جرم کلی آن‌ها 1.4 برابر خورشید ما است. دانشمندان معتقدند که ستاره‌های نوترونی از مرگ ستارگان بزرگ‌تر با جرم بیش از 4 تا 8 برابر خورشید ما به‌وجود‌ می‌آیند.

همان‌ طور که این ستارگان منفجر‌ شده و تبدیل به ابرنواختر‌ می‌شوند، انفجار شدید اغلب لایه‌های بیرونی ستاره را منفجر‌ کرده و هسته کوچکی (اما متراکم) ایجاد‌ می‌کند که همچنان به فروپاشی ادامه‌ می‌دهد.

در همان حین که گرانش بقایای هسته را در طول زمان به سمت داخل فشرده‌ می‌کند، پیکربندی فشرده مواد باعث‌ می‌شود که پروتون‌ها و الکترون‌های ستاره سابق با یکدیگر ادغام شوند و در نتیجه نوترون‌ها شکل گیرند (از این رو نام ستاره نوترونی است).

ویژگی‌های یک ستاره نوترونی

قطر ستارگان نوترونی به‌ ندرت به بیش از 12.4 کیلومتر می‌رسد. با وجود این، آن‌ها جرم زیادی دارند که کشش گرانشی تقریبا 2 میلیارد برابر گرانش زمین ایجاد‌ می‌کند. به‌ همین دلیل، یک ستاره نوترونی اغلب قادر به خم‌کردن تابش (نور) در فرایندی به نام «عدسی گرانشی» است.

ستارگان نوترونی نیز از نظر سرعت چرخش منحصر به‌ فرد و سریع هستند. دانشمندان تخمین زده‌اند که بعضی از این ستاره‌ها قادر به انجام 43000 چرخش کامل در دقیقه هستند. چرخش سریع به‌ نوبه خود باعث‌ می‌شود که ستاره نوترونی با نورش ظاهری شبیه به پالس بگیرد. دانشمندان این نوع ستاره‌های نوترونی را به‌ عنوان «تپ اختر» طبقه‌بندی‌ می‌کنند.

پالس‌های نور ساطع شده از یک تپ‌اختر به قدری قابل پیش‌بینی و دقیق هستند که اخترشناسان حتی‌ می‌توانند از آن‌ها به‌ عنوان ساعت‌های نجومی یا راهنماهای جهت‌یابی کیهان استفاده کنند.

4. اوموآموا

«اوموآموا» اولین جسم بین ستاره‌ای شناخته‌ شده در سال 2017 است که از منظومه شمسی ما عبور کرده است. رصدخانه هالیکالا در هاوایی، این جسم را تقریبا 21 میلیون مایل دورتر از زمین مشاهده کرد که در حال دور شدن از خورشید با سرعت 196000 مایل در ساعت بود. این جسم عجیب که تقریبا 3280 فوت طول و تقریبا 548 فوت عرض داشت، با رنگ قرمز‌تیره همراه با ظاهری شبیه سیگاربرگ مشاهده شد. اخترشناسان بر این باورند که این جرم خیلی سریع در حال حرکت بوده و از منظومه شمسی ما سرچشمه گرفته است، اما هیچ سرنخی درباره منشا یا پیشرفت آن ندارند.

اووموآموا یک دنباله دار بود یا سیارک؟

اگرچه اووموآموا (Oumuamua) برای اولین بار در سال 2017 به‌ عنوان یک دنباله دار شناخته شد، اما این نظریه بلافاصله پس از کشف آن به‌ دلیل نداشتن دنباله دنباله دارها مورد تردید قرار گرفت (ویژگی ستاره‌های دنباله دار این است که در حالیکه به خورشید ما نزدیک‌ می‌شوند، به‌ آرامی شروع به ذوب شدن‌ می‌کنند).

به‌ همین دلیل، دانشمندان دیگر حدس‌ می‌زنند که «اوموآموآ»‌ می‌تواند یک سیارک یا یک سیاره کوچک (تکه بزرگی از سنگ سیاره‌ای که توسط اعوجاج‌های گرانشی به فضا پرتاب شده است) باشد.

حتی با آنکه ناسا طبقه‌بندی آن را به‌ عنوان یک سیارک زیر سوال برده است، با‌ این‌ حال به ‌نظر‌ می‌رسد اووموآموا پس از تکمیل اثر کمان گرانشی خود به دور خورشید در سال 2017 شتاب گرفته است. علاوه‌بر این، اووموآموا تغییرات زیادی را در روشنایی کلی خود «تا 10 برابر» حفظ می‌کند که به چرخش کلی آن بستگی دارد.

در حالیکه این جسم به‌ طور قطع از سنگ و فلز تشکیل شده است (به دلیل رنگ مایل به قرمز)، تغییرات در روشنایی و شتابش همچنان محققان را درباره طبقه‌بندی کلی آن متحیر‌ می‌کند.

دانشمندان بر این باورند که اجرام آسمانی متعددی شبیه به Oumuamua در نزدیکی منظومه شمسی ما وجود دارند. حضور آن‌ها برای تحقیقات آینده بسیار مهم است، زیرا ممکن است سرنخ‌های اضافی مربوط به منظومه‌های خورشیدی خارج از خودمان را داشته باشند.

برای اطلاع از مقاله اختروش ها هر آنچه که باید در مورد درخشان‌ترین اجرام جهان بدانید ما روی لینک کلیک کنید.

5. سیاره‌های بی‌ستاره

سیاره‌های بی‌ستاره به سیاره‌هایی گفته می‌گویند که به‌ دلیل به بیرون رانده‌شدن از منظومه سیاره‌ای که در آن شکل گرفته‌اند، در سراسر کهکشان راه شیری سرگردان هستند. سیاره‌های بی‌ستاره که تنها به کشش گرانشی مرکز کهکشان راه شیری محدود می‌شوند، با سرعت فوق‌العاده‌ زیادی در سراسر فضا حرکت می‌کنند.

در حال حاضر این فرضیه وجود دارد که میلیاردها سیاره بی‌ستاره در محدوده کهکشان ما وجود دارند. با‌ این‌ حال، تنها 20 مورد از آن‌ها از زمین (تا سال 2020) مشاهده شده است.

سیاره‌های بی‌ستاره از کجا‌ می‌آیند؟

هنوز مشخص نیست که این اجرام آسمانی چگونه شکل گرفته‌اند (و به سیاره‌های رها تبدیل شدند). با‌ این‌ حال، این فرضیه وجود دارد که بسیاری از این سیاره‌ها ممکن است در سال‌های اولیه جهان ما، زمانی که منظومه‌های ستاره‌ای برای اولین بار در حال شکل‌گیری بوده‌اند، ایجاد شده باشند.

با پیروی از الگویی شبیه به توسعه منظومه شمسی خودمان، تصور می‌شود که این اجرام از تجمع سریع ماده در نزدیکی ستاره مرکزی خود شکل گرفته‌اند. پس از سال‌ها توسعه، این اجرام سیاره‌ای به‌ آرامی از مکان مرکزی خود دور می‌شوند.

بدون کشش گرانشی کافی برای حبس کردن آن‌ها در مدارهای اطراف ستارگان مادرشان (به‌ دلیل فقدان جرم کافی از منظومه ستاره‌ای خود)، تصور‌ می‌شود که این سیاره‌ها به‌ آرامی از منظومه شمسی خود دور شده‌اند تا در نهایت در گرداب فضا گم شوند.

دانشمندان معتقدند که جدیدترین سیاره بی‌ستاره کشف‌شده، نزدیک به 100 سال نوری از ما فاصله دارد و به نام CFBDSIR2149 شناخته‌ می‌شود.

علیرغم فرضیات اساسی ما درباره سیاره‌های بی‌ستاره، اطلاعات بسیار کمی درباره این اجرام آسمانی، منشأ آن‌ها یا مسیرهای نهاییشان وجود دارد. به‌ همین دلیل، آن‌ها یکی از عجیب‌ترین اجرام موجود در جهان امروزی هستند.

 

6. اختروش‌ها

اختروش‌ها به فواره‌های نوری فوق‌العاده روشن گفته می‌شود و اخترشناسان معتقدند که از سیاهچاله‌های کلان جرم در مرکز کهکشان‌ها نیرو می‌گیرند. اختروش‌ها که نزدیک به نیم ‌قرن پیش کشف شده‌اند، از نور، گاز و غباری که با شتاب و سرعتی برابر با سرعت نور از لبه‌های سیاهچاله دور می‌شوند، شکل می‌گیرند.

با توجه به سرعت فوق‌العاده حرکت نور (و تجمع آن به شکل یک جریان شبیه به فواره)، نور کلی که یک اختروش ساطع می‌کند،‌ می‌تواند 10 تا 100 هزار برابر روشن‌تر از کهکشان راه شیری باشد. به‌ همین دلیل، اختروش‌ها در حال حاضر به‌ عنوان درخشان‌ترین اجرام کشف شده در جهان شناخته‌ می‌شوند. برای مقایسه و درک بهتر این موضوع، دانمشندان معتقدند که بعضی از درخشان‌ترین اختروش‌های شناخته شده تقریبا 26 کوادریلیون برابر خورشید ما نور تولید‌ می‌کنند.

اختروش‌ها چگونه کار‌ می‌کنند؟

یک اختروش به ‌دلیل اندازه عظیمش به انرژی زیادی نیاز دارد تا منبع نور خود را تامین کند. اختروش‌ها این کار را از طریق هدایت مواد (گاز، نور و غبار) به‌ دور از قرص افزایشی یک سیاهچاله کلان جرم با سرعتی که به سرعت نور می‌رسد، انجام می‌دهند.

کوچک‌ترین اختروش‌های شناخته‌شده تقریبا معادل 1000 خورشید در هر سال برای ادامه درخشش در جهان نیاز دارند. از آن‌ جایی که ستارگان به معنای واقعی کلمه توسط سیاهچاله مرکزی کهکشان خود «بلعیده»‌ می‌شوند، منابع انرژی موجود به‌ مرور زمان به‌ طور چشمگیری کاهش‌ می‌یابند.

هنگامی که مجموعه ستارگان موجود کاهش‌ یابد، یک اختروش از کار‌ می‌افتد و در یک بازه زمانی نسبتا کوتاه تاریک‌ می‌شود. علیرغم این درک اولیه از اختروش‌ها، محققان هنوز هیچ چیزی درباره عملکرد یا هدف کلی آن‌ها نمی‌دانند. به‌ همین دلیل، آن‌ها را تا حد زیادی یکی از عجیب‌ترین اجرام آسمانی موجود‌ می‌دانند.

 

7. سیاره‌های فراخورشیدی

سیاره‌های فراخورشیدی به سیاره‌هایی می‌گویند که فراتر از قلمرو منظومه شمسی ما وجود دارند. هزاران سیاره در چند دهه گذشته توسط اخترشناسان رصد شده‌اند که هر یک از آن‌ها خواص و ویژگی‌های منحصر به‌ فردی دارند.

اگرچه محدودیت‌های تکنولوژیکی (فعلا) مانع مشاهده این سیاره‌ها از فاصله نزدیک می‌شود، دانشمندان می‌توانند چندین فرضیه اساسی درباره هر یک از این سیاره‌های فراخورشیدی کشف‌شده، استنباط کنند. این فرضیه‌ها شامل اندازه کلی، ترکیب نسبی، مناسب بودن برای زندگی و شباهت آن‌ها به زمین می‌شوند.

در سال‌های اخیر، آژانس‌های فضایی در سراسر جهان توجه ویژه‌ای به سیاره‌های مشابه زمین در دوردست‌های کهکشان راه شیری نشان داده‌اند. تا کنون سیاره‌های متعددی کشف شده‌اند که ویژگی‌های مشابهی با دنیای ما دارند. قابل‌ توجه‌ترین این سیاره‌های فراخورشیدی، پروکسیما b است. سیاره‌ای که در منطقه قابل‌ سکونت پروکسیما قنطورس‌ می‌چرخد.

چند سیاره فراخورشیدی در کیهان وجود دارد؟

تا سال 2020، نزدیک به 4152 سیاره فراخورشیدی توسط رصدخانه‌ها و تلسکوپ‌های مختلف (عمدتا تلسکوپ فضایی کپلر) کشف شد‌اند. با‌ این‌ حال به گفته ناسا، تخمین زده‌ می‌شود که «تقریبا هر ستاره در جهان حداقل یک سیاره» در منظومه شمسی خود داشته باشد. اگر این ادعا درست باشد، احتمالا به‌ طور کلی تریلیون‌ها سیاره در جهان وجود دارد. در آینده‌ دور، دانشمندان امیدوارند که این سیاره‌های فراخورشیدی کلیدی برای تلاش‌ها برای سکونت در سیاره‌های دیگر باشد، زیرا خورشید در نهایت زندگی را در زمین غیرقابل‌ سکونت خواهد کرد.

 

8. ماده تاریک

ماده تاریک عنصری فرضی است که تصور می‌شود تقریبا 85درصد از ماده جهان و 25درصد از کل انرژی خروجی آن را تشکیل می‌دهد. اگرچه هیچ مشاهده تجربی از این عنصر رخ نداده است، اما حضور آن در جهان به‌ دلیل تعدادی از ناهنجاری‌های اخترفیزیکی و گرانشی ثابت شده که با مدل‌های علمی فعلی قابل‌ توضیح نیستند.

ماده تاریک نام خود را از خواص نامرئی خود گرفته است، زیرا به نظر نمی‌رسد با تابش الکترومغناطیسی (نور) تعامل داشته باشد. این امر به‌ نوبه‌ خود به توضیح اینکه چرا این ماده توسط ابزارهای فعلی قابل‌ مشاهده نیست، کمک می‌کند.

چرا ماده تاریک مهم است؟

اگر ماده تاریک واقعا وجود داشته باشد (همان‌طور که دانشمندان بر این اعتقادند)، کشف این ماده می‌تواند نظریه‌ها و فرضیه‌های علمی کنونی درباره جهان را به‌ طور کلی متحول کند.

چرا این طور است؟ برای اینکه ماده تاریک بتواند اثرات گرانشی، انرژی و خواص نامرئی خود را به‌ کار بگیرد، دانشمندان این نظریه را مطرح می‌کنند که باید از ذرات ناشناخته زیر اتمی تشکیل شده باشد. محققان در حال حاضر گزینه‌های متعددی را مشخص کرده‌اند که گمان می‌رود از این ذرات تشکیل شده باشند. از جمله:

• ماده تاریک سرد: ماده‌ای که درحال حاضر ناشناخته است، اما اعتقاد بر این است که به‌ طور خارق‌العاده‌ای به آهستگی در سراسر جهان حرکت می‌کند.
• ویمپ‌ها: مخفف عبارت Weakly Interacting Massive Particles به معنای ذرات پرجرم با برهم‌کنش ضعیف.
• ماده تاریک داغ: شکلی از ماده بسیار پرانرژی است که محققان معتقدند سرعت آن نزدیک به سرعت نور است.
• ماده تاریک باریونی: این ماده به‌ طور ویژه شامل سیاهچاله‌ها، کوتوله‌های قهوه‌ای و ستاره‌های نوترونی می‌شود.

درک ماده تاریک برای جامعه علمی بسیار مهم است، زیرا آن‌ها معتقدند که حضور آن اثر عمیقی بر کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی (از طریق اثر گرانشی) دارد.

با درک این اثر، کیهان‌شناسان بهتر می‌توانند درک کنند که جهان ما مسطح (ثابت)، باز (در حال انبساط)، یا بسته (در حال کوچک شدن) است.

 

9. ریزسیاه‌چاله

ریزسیاه‌چاله یا میکروسیاهچاله‌ها مجموعه‌ای فرضی از سیاهچاله‌ها هستند که برای اولین بار توسط «استیون هاوکینگ» در سال 1971 پیش‌بینی شدند. گمان‌ می‌رود که این ریزسیاهچاله‌ها در سال‌های اولیه کیهان (درحوالی زمان مه‌بنگ) شکل گرفته‌اند.

ریزسیاه‌چاله فرض می‌شوند که در مقایسه با انواع بزرگ‌ترشان بسیار کوچک باشند و ممکن است افق‌های رویدادی به پهنای یک ذره اتمی داشته باشند. دانشمندان درحال حاضر بر این باورند که میلیاردها سیاهچاله کوچک در جهان ما وجود دارند که احتمال بعضی از آن‌ها در منظومه شمسی ما باشند.

آیا شواهدی از ریزسیاه‌چاله در کیهان وجود دارد؟

نه دقیقا. تا به امروز هیچ سیاهچاله کوچکی مشاهده یا مطالعه نشده است. وجود آن‌ها در حال حاضر کاملا تئوری فرضی است. اگرچه ستاره شناسان و فیزیکدانان قادر به تولید (یا بازآفرینی) شواهدی نبوده‌اند که وجود آن‌ها را در جهان تایید کند، با‌ این‌ حال، نظریه‌های فعلی نشان‌ می‌دهند که یک ریزسیاهچاله می‌تواند به اندازه کوه اورست، ماده داشته باشد.

با‌ این‌ حال، برخلاف سیاه‌چاله‌های کلان جرم که تصور می‌شود در مرکز کهکشان‌ها وجود دارند، مشخص نیست که چگونه این ریزسیاه‌چاله‌ها ایجاد شده‌اند. زیرا تصور می‌شود انواع بزرگ‌تر آن‌ها از مرگ ستارگان کلان جرم شکل گرفته باشند.

اگر ریزسیاه‌چاله‌ها کشف شوند (و از مجموعه دیگری از رویدادهای خارج از چرخه زندگی یک ستاره شکل گرفته‌اند)، کشف آن‌ها برای همیشه درک فعلی ما از سیاه‌چاله‌ها در جهان را تغییر‌ می‌دهد.

 

10. پادماده

همان‌طور که از نام آن پیداست، پادماده نقطه مقابل ماده «عادی» است و اولین بار در سال 1932 توسط «پل دیراک» کشف شد. دیراک به‌ دنبال تلاشی برای ترکیب نظریه نسبیت با معادلاتی که مربوط به حرکت الکترون‌ها بودند، فرض کرد که یک ذره (مشابه الکترون اما با بار مخالف) برای انجام محاسباتش (معروف به پوزیترون) باید وجود داشته باشد.

با‌ این‌ حال، دهه 1950 بود که مشاهدات دیراک با ظهور شتاب‌دهنده‌های ذرات مورد آزمایش قرار گرفت. این آزمایش‌ها نه تنها شواهدی مبنی بر وجود پوزیترون‌های دیراک ارائه کردند، بلکه منجر به کشف عناصر پادماده اضافی به نام‌های پاد نوترون، پاد پروتون و پاد اتم شدند.

با ادامه تحقیقات، به‌ زودی کشف شد که وقتی این اشکال پادماده با ماده برخورد‌ می‌کنند، فورا یکدیگر را از بین‌ می‌برند و باعث انفجار ناگهانی انرژی‌ می‌شوند. تا به امروز، پادماده‌ به موضوع آثار علمی تخیلی متعددی تبدیل شده است، زیرا پتانسیل آن برای پیشرفت‌های علمی در قلمرو فیزیک خارق‌العاده است.

پادماده چه نقشی در شکل گیری کیهان داشت؟

وجود پادماده در جهان کاملا نادر است، علیرغم اعتقاد گسترده دانشمندان مبنی بر اینکه نقش حیاتی در شکل‌گیری اولیه جهان ما (در طول مه‌بنگ یا بیگ بنگ) داشته است. در طول این سال‌های شکل‌گیری، دانشمندان فرض می‌کنند که ماده و پادماده باید به یک اندازه و متعادل باشند.

با‌ این‌ حال، با گذشت زمان، اعتقاد بر این است که ماده به‌ عنوان عامل غالب در ترکیب جهان ما، جایگزین پادماده شده است. مشخص نیست چرا این اتفاق افتاده است، زیرا مدل‌های علمی فعلی قادر به توضیح این اختلاف نیستند.

علاوه‌ بر این، اگر پادماده و ماده در این سال‌های اولیه کیهان برابر بودند، از نظر تئوری وجود چنین چیزی در جهان غیرممکن است، زیرا برخورد آن‌ها مدت‌ها پیش یکدیگر را نابود می‌کرد. به‌ همین دلیل، پادماده و بارها ثابت کرده‌اند که مفهومی جذاب هستند و همچنان بعضی از باهوش‌ترین افراد زمین را متحیر می‌کنند.

سخن نهایی

در پایان، جهان به معنای واقعی کلمه حاوی میلیاردها جسم عجیب و غریب است که تخیل انسان را به چالش‌ می‌کشد. از مگنتارها گرفته تا ماده تاریک، دانشمندان پیوسته تحت فشار هستند تا نظریه‌های جدیدی را درباره جهان ما ارائه دهند. در حالی که مفاهیم متعددی برای توضیح این اجرام آسمانی عجیب وجود دارد، درک ما از این اجرام آسمانی به‌ دلیل ناتوانی جامعه علمی در مطالعه بسیاری از این اجرام از نزدیک بسیار محدود است. با‌ این‌ حال، از آنجایی که فناوری با سرعتی نگران‌کننده به پیشرفت خود ادامه‌ می‌دهد، جالب است که ببینیم چه نظریه‌ها و مفاهیم جدیدی توسط ستاره شناسان درباره این اجرام جذاب در آینده بیان خواهد شد.

تلسکوپ یکی از ابزاری است در طی این سال ها به کمک دانشمندان و ستاره شناسان آمده تا عجایب اجرام آسمانی را کشف و بررسی کنند. البته مردم نیز توانستند با خرید تلسکوپ بعضی از عجایب اجرام آسمانی را رصد کنند. شما هم می توانید با خرید تلسکوپ از سایت موسسه طبیعت آسمان شب اجرام اسمانی را تماشا کنید.

برای دانلود مقاله 10 تا از عجیب ترین اجرام آسمانی کهکشان روی لینک کلیک کنید.

 منبع: سایت موسسه طبیعت آسمان شب و 10 تا از عجیب ترین اجرام آسمانی کهکشان

اختروش ها هر آنچه که باید در مورد درخشان‌ترین اجرام جهان بدانید

اختروش ها هسته‌‌ها‌ی بسیار درخشان کهکشان‌‌ها‌ی فعال دور هستند، آن‌ ها شکلی غیرعادی از آنچه هستند که ستاره‌شناسان آن را «هسته‌‌ها‌ی کهکشانی فعال» یا به اختصار AGN‌ می‌‌نامند.

یک کهکشان فعال، کهکشانی است که در آن سیاهچاله مرکزی در حال مصرف مقادیر زیادی ماده است. سقوط ماده‌ در این سیاهچاله به‌قدری زیاد است که همه مواد همزمان نمی‌توانند وارد آن شوند، بنابراین توالی مانند یک قرص برافزایشی (یا صفحه چرخان) مارپیچی‌شکل تشکیل می‌شود.

این ماده (به‌ شکل ابرهای عظیم) به داخل این قرص سقوط می‌کند، به‌ نحوی که قسمت‌های داخلی ابر که به سیاهچاله نزدیک‌تر هستند، سریع‌تر از قسمت‌های بیرونی می‌چرخند (درست مانند سیاره‌های نزدیک‌تر به خورشید که سریع‌تر از سیاره‌های دورتر از آن می‌چرخند).

این اتفاق نیرویی شکاف‌دهنده‌ ایجاد می‌کند که ابرها را به هم می‌پیچاند و باعث می‌شود در حین حرکت در اطراف سیاهچاله با سرعتی از 10 درصد تا 80 درصد بیشتر از سرعت نور، به همسایگان خود برخورد کنند. اصطکاکی که از حرکت سریع ابرهای گازی به‌ وجود می‌آید، گرما تولید‌ می‌‌کند و صفحه مورد نظر آنقدر داغ‌ می‌‌شود (میلیون‌ها درجه سانتی‌گراد) که به‌ شدت‌ می‌‌درخشد.

بعضی از مواد موجود در این صفحه نیز مانند یک فواره بسیار درخشان و مغناطیسی از سیاهچاله دور می‌شوند. این صفحه که دائما داغ می‌شود، با فواره ترکیب می‌شود تا هسته کهکشان فعال را آنقدر درخشان کنند که‌ بتوان آن را از سراسر جهان مشاهده کرد.

آیا اختروش فقط یک سیاهچاله است؟

بله، اختروش فقط یک سیاهچاله است، اما نه هر سیاهچاله‌ای. بلکه سیاهچاله کلان جرمی است که با بلعیدن مقادیر زیادی از گاز همواره سریعا در حال رشد است. این گاز اطراف سیاهچاله به‌ شکل یک «قرص برافزایشی» مارپیچی است که بسیار داغ‌ می‌‌شود و نور را ساطع‌ می‌‌کند. این قرص همراه با چرخش سیاهچاله و میدان‌ها‌ی مغناطیسی که بین این دو درهم تنیده، منبع قدرت فواره درخشانی هستند که مقدار زیادی از روشنایی اختروش‌ها را به آن‌ها می‌دهد.

 

اختروش ها چگونه تشکیل‌ می‌‌شوند؟

اختروش ها زمانی تشکیل‌ می‌‌شوند که پدیده‌ای باعث تجمع مقدار زیادی گاز در سیاهچاله کلان جرم مرکزی یک کهکشان شود. در اوایل پیدایش جهان هستی، ممکن است جریان‌هایی از مواد از طریق رشته‌هایی در شبکه کیهانی در کهکشان در جریان بوده باشند. بعدا، نیروهای جزر و مدی گرانشی ناشی از برخورد کهکشان‌ها ‌و برخوردهای نزدیک ممکن است باعث شده‌ باشند که بعضی از اختروش ها نورانی شوند.

آیا تا به‌ حال اختروش دیده شده است؟

بله. نزدیک‌ترین و درخشان‌ترین اختروش به نام 3C 273، حتی برای ستاره‌شناسان آماتور با یک تلسکوپ حداقل 8 اینچی یا دستگاه‌های عکاسی نجومی، قابل‌ مشاهده است، زیرا با بزرگی 12.9 در صورت فلکی سنبله‌ می‌‌درخشد.

اختروش ها آنقدر درخشان هستند که‌ می‌‌توان آن‌ها را از فواصل بسیار زیادی در سراسر جهان مشاهده کرد. دورترین اختروش شناخته‌شده را به ‌همان شکل که در 13.13 میلیارد سال پیش ظاهر شده است، می‌توان دید. تلسکوپ فضایی هابل نیز از کهکشان‌‌ها‌ی کم نورتر میزبان اختروش ها، ‌تصویربرداری کرده است. بنابراین ستاره‌شناسان با اطمینان‌ می‌‌دانند که اختروش ها ‌هسته‌ها‌ی فعال بعضی از کهکشان‌ها‌ هستند.

برای اطلاع از مقاله آسمان نماها و ظهور علم تماشایی روی لینک کلیک کنید.

اختروش ها چقدر روشن هستند؟

دانشمندان در آزمایشگاه علوم فضایی مولارد در دانشگاه کالج لندن، برای توصیف درخشندگی یک اختروش، توضیح‌ می‌‌دهند که چگونه نزدیک‌ترین اختروش یعنی 3C 272، دارای درخشندگی 2.5×1040 وات، 25 تریلیون بیشتر از درخشندگی خورشید، است.

اخترشناسان دانشگاه ایالتی اوهایو درخشندگی اختروش را به‌ نحو دیگری بیان می‌کنند و توضیح می‌دهند که چگونه اختروش ها می‌‌توانند بین 10 تا 100 هزار برابر بیشتر از تمام کهکشان راه شیری ما بدرخشند.

‌اختروش ها چقدر بزرگ هستند؟

علیرغم درخشندگی باورنکردنی اختروش ها، منبع انرژی یک اختروش در مقایسه با کهکشان میزبانی که در آن قرار دارد، نسبتا کوچک است. ستاره‌شناسان‌ می‌‌توانند نوسان نوری یک اختروش را تماشا کنند، زیرا از آن‌ جایی که یک اختروش بسیار کوچک است، نور‌ می‌‌تواند در مدت کوتاهی از یک طرف قرص برافزایشی به طرف دیگر برود. برای کوچک‌ترین اختروش ها، عبور نور از یک طرف آن به طرف دیگر ممکن است فقط چند روز طول بکشد.

در چنین موردی، این فاصله برابر یا کمتر از 1000 واحد نجومی (یک واحد نجومی فاصله بین زمین و خورشید است که تقریبا 93 میلیون مایل یا 150 میلیون کیلومتر است) قطر دارد. این اندازه سیاهچاله و قرص برافزایشی آن خواهد بود. هر چه جرم سیاهچاله بیشتر باشد، قرص برافزایشی آن بزرگ‌تر است. اندازه بزرگ‌ترین آن‌ها ممکن است به چند سال نوری برسد.

این اندازه به‌ شکل قابل درک برای انسان بسیار بزرگ است، اما اندازه یک اختروش در مقایسه با اندازه یک کهکشان (کهکشان راه شیری تقریبا 100000 سال نوری است که حدود 588 کوادریلیون مایل (946 کوادریلیون کیلومتر) قطر دارد)، بسیار کوچک‌تر است. با این‌ حال یک اختروش مقادیر زیادی انرژی تولید‌ می‌‌کند.

 

اختروش ها چگونه تشکیل‌ می‌‌شوند؟

چه چیزی باعث‌ می‌‌شود که مقدار زیادی ماده به سمت یک سیاهچاله کلان جرم حرکت کرده و آن را به‌ عنوان یک اختروش «فعال» کنند؟

یک سناریوی ممکن برای این اتفاق، ادغام کهکشان‌ها ‌است. هنگامی که دو کهکشان با یکدیگر برخورد‌ می‌‌کنند، اختلال ناشی از میادین گرانشی مربوطه آن‌ها، جهت حرکت ابرهای غول پیکر گاز مولکولی را در آن کهکشان‌ها ‌تغییر‌ می‌‌دهد و باعث‌ می‌‌شود که آن‌ها به طرف سیاهچاله سقوط کنند.

با‌ این‌ حال، اختروش ها ‌چگونه زندگی را در کیهان اولیه آغاز کردند، زمانی که ظاهرا وقت کافی برای تشکیل سیاهچاله‌ ها‌ی کلان جرم وجود نداشته است؟ به گفته فیزیکدانان دانشگاه پورتسموث در بریتانیا، سیاهچاله‌ها شروع زودتری داشتند.

شبیه‌سازی‌های ابررایانه‌ها نشان می‌دهند که چگونه تنها در عرض چند صد میلیون سال پس از انفجار بزرگ (مه‌بانگ یا بیگ بنگ)، جریان‌های عظیمی از گاز سرد توانستند با هم جاری شوند و ابر پویای ناپایداری را تشکیل دهند که تحت نیروی گرانش فرو ریخت و ستاره‌های اولیه‌ای را با جرم ده‌ها هزار برابر جرم خورشید تشکیل داد.

اگر این مدل شبیه‌سازی درست باشد، بعدا این ستارگان با سرعت بیشتری فرو ریخته‌اند و سیاهچاله‌هایی با جرم متوسط را تشکیل ‌دادند که نقش بذرهایی را داشته‌اند که به‌شکل سیاهچاله‌های کلان جرمی رشد می‌کردند و اختروش ها نیرو می‌دادند.

اختروش ها چگونه نام‌گذاری شدند؟

اگرچه هسته‌‌ها‌ی کهکشانی فعال (AGN) در یک اختروش بسیار کوچکند، اما از سایر قسمت‌های کهکشان میزبانش درخشان‌تر هستند. از آن‌جایی که هسته‌‌ها‌ی کهکشانی فعال کوچک هستند، یک AGN از فاصله دور مانند یک نقطه به‌ نظر‌ می‌‌رسد.

هنگامی که اختروش ها ‌برای اولین بار در اوایل دهه 1960 کشف شدند، در نگاه اول مانند ستاره‌ها ‌به ‌نظر‌ می‌‌رسیدند، زیرا فقط AGN به اندازه کافی برای دیده‌شدن روشن بود (کهکشان میزبان اختروش‌ها ‌بسیار کم نور بود). در نتیجه «اختروش» یک واژه مرکب از یک جرم «شبیه به ستاره» است.

اگرچه نام اختروش ها و تپ‌اخترها شبیه به یکدیگر است، اما اختروش ها به تپ‌اخترها که به ستاره‌های نوترونی در حال چرخش می‌گویند، ربطی ندارند.

اختروش ها چقدر دور هستند؟

نزدیک‌ترین اختروش 2.3 میلیارد سال نوری از ما فاصله دارد. بسیاری از آن‌ها زمانی دیده می‌شوند که کیهان تنها سه یا چهار میلیارد سال سن داشته است، یعنی در دوره‌ای که کهکشان‌ها به هم نزدیک‌تر بودند، برخوردها بیشتر بوده و گاز بیشتری برای تغذیه سیاهچاله وجود داشتهه است. در میان دوردست‌ترین اختروش ها، اختروشی به اسم J0313-1806  است که ما آن را طوری می‌بینیم که 13.13 میلیارد سال پیش وجود داشته، یعنی زمانی کیهان تنها 670 میلیون سال سن داشته است.

بازخورد اختروش‌

تمام تشعشعاتی که از یک اختروش‌ ساطع می‌شوند، می‌‌توانند اثرات قابل‌ توجهی بر کهکشان میزبان اختروش‌ داشته باشند. ستاره‌شناسان این اثر را «بازخورد»‌ می‌‌نامند و عامل مهم برای این اثر بازخورد، جریان‌ها‌ی قدرتمندی از گاز یونیزه است که توسط بادهای تابشی از اختروش می‌وزند. این بادها به باد خورشیدی شباهت دارند اما چندین برابر قدرتمندتر هستند.

پیامدهای این جریان‌ها ‌اغلب‌ می‌تواند متناقض باشد. از یک طرف، همان‌طور که این جریان‌ها به مقدار زیاد به سمت کهکشان میزبان گسترش‌ می‌‌یابند، ابرهای گاز مولکولی را به هم‌ می‌‌فشارند و باعث انفجار ستاره‌‌ها‌ی غول پیکر (دوره‌‌ها‌ی شکل‌گیری سریع ستاره‌ها) ‌می‌‌شوند.

از سوی دیگر، این جریان‌ها می‌توانند گاز را از محیط بین‌ستاره‌ای منفجر کرده و در نتیجه آن‌ قدر آن را گرم کنند که برای تشکیل ستاره‌ها بیش‌ از‌ حد پرانرژی شود و فرو بپاشد یا آن را به‌ طور کامل از کهکشان به بیرون هدایت کنند. بنابراین، آن ستاره‌ها را از سوخت لازم برای تشکیل‌شدن محروم می‌کند.

اثرات این جریان‌ها از اختروش‌ها می‌تواند عواقب ماندگاری برای تکامل کهکشان‌ها داشته باشد، اغلب فاز ستاره‌زایی آن‌ها را پس از یک انفجار کوتاه، گاهی برای صدها میلیون سال و گاهی برای همیشه، متوقف می‌کند.

برای اطلاع از مقاله کهکشان آندرومدا حقایقی درباره نزدیکترین همسایه کهکشانی ما روی لینک کلیک کنید.

آیا انواع دیگری از AGN وجود دارند؟

طیف کاملی از AGN وجود دارند که مقادیر مختلفی از انرژی را منتشر‌ می‌‌کنند. اختروش ها نزدیک به انتهای بالای این طیف هستند، اما انواع دیگری از AGN وجود دارند که اختروش نیستند.

در نظر بگیرید که اختروش ها بسیار درخشان هستند، زیرا تقریبا روبه‌روی ما قرار دارند. هنگامی که آن‌ها دقیقا در روبه‌رو قرار بگیرند و ما به پرتوی فواره نسبیتی آن‌ها نگاه‌ می‌‌کنیم، آن‌ها را بلازار‌ می‌‌نامیم. زیرا فواره آن‌ها بسیار درخشان‌تر به نظر‌ می‌‌رسد و به ‌نظر‌ می‌‌رسد «شعله‌ور» می‌شود.

یکی از انواع قابل توجه بلازار جرم «BL Lac» است که به ‌نظر‌ می‌‌رسد، روشنایی‌اش به‌ طور چشمگیری متفاوت است و یک طیف بدون رنگ با خطوط طیفی اندک دارد یا فاقد این خطوط است.

انواع دیگری از AGN وجود دارند. کهکشان‌های سیفرت یک قرص برافزایشی دارند اما فواره درخشان ندارند و به‌ طور کلی فعالیت آن‌ها نسبت به اختروش ضعیف‌تر است. آن‌ها را‌ می‌توانیم به دو کلاس مختلف تقسیم کنیم که یک نوع جرم هستند، فقط از زوایای مختلف دیده‌ می‌‌شوند.

هسته‌‌ها‌ی کهکشانی سیفرت تایپ یک (Seyfert Type I AGN) قابل‌توجه هستند، زیرا دو مجموعه قوی از خطوط طیفی پهن و باریک را در طیف خود دارند، در حالیکه هسته‌‌ها‌ی کهکشانی سیفرت تایپ دو (Seyfert Type II AGN) خطوط نشری پهن قوی ندارند.

علت آن این است که ما آن‌ها را از زوایای مختلف‌ می‌‌بینیم. به‌ نوعی که در سیفرت‌های تایپ یک، ما مستقیما به قرص برافزایشی نگاه‌ می‌‌کنیم اما در تایپ دو، بیشتر به کناره نگاه‌ می‌‌کنیم، جایی که یک توده ضخیم گرد و غبار بخشی از انتشار را مسدود می‌کند.

در نقطه مقابل اختروش ها ‌و بلازارها، لاینرها ‌قرار دارند که لاینر مخفف عبارت  Low Ionization Nuclear    Emission-line Regions  به معنای منطقه خط انتشار هسته‌ای کم یونیزاسیون است. لاینرها فعالیت  AGN  ضعیفی دارند. بعضی حتی ممکن است قرص برافزایشی نداشته باشند و بنابراین AGN واقعی نخواهند بود.

تمام AGNها را‌ می‌‌توان به دو گروه تقسیم کرد. آن‌هایی که امواج رادیویی زیادی ساطع‌ می‌‌کنند (به‌اصطلاح «رادیوهای کهکشانی بلند») و آن‌هایی که امواج رادیویی ساطع نمی‌کنند. این تقسیم‌بندی را‌ می‌‌توان در یک نوع AGN انجام داد. مثلا، بعضی از اختروش ها مانند 3c 273 رادیوی بلند کهکشانی است که برای اولین بار در دهه 1950 به عنوان دویست و هفتادمین جرم در فهرست سوم منابع رادیویی کمبریج شناسایی شد، در حالیکه سایر اختروش ها رادیو خاموش هستند.

پرسش و پاسخ درباره اختروش ها

در کدام انتقال به سرخ احتمال دارد اختروش ها را پیدا کنیم و اختروش های قرمز در کجای آن قرار می‌گیرند؟

ما اختروش ها را در همه انتقال به سرخ‌ها پیدا می‌کنیم، اگرچه اوج فعالیت اختروش ها حول انتقال به سرخ 2 تا 3 بود (تقریبا دو تا سه میلیارد سال پس از مه‌بنگ). ما تا حد زیادی انتظار داریم که اختروش های قرمز در کنار اختروش های معمولی قرار داشته باشند، اما اگر به‌ طور قاطع باور داشته باشیم که اختروش های قرمز در فاز جوان‌تری نسبت به اختروش های آبی قرار دارند، می‌توانیم انتظار داشته باشیم که آن‌ها به‌ طور میانگین در کیهان اولیه (یعنی در انتقال به سرخ‌های بالاتر) رایج‌تر باشند.

با این‌ حال، سوگیری‌های آماری درباره اختروش‌های قرمز وجود دارد. زیرا غبار باعث خواهد شد نور اختروش های قرمز نسبت به یک اختروش آبی با روشنایی یکسان، تاریک‌تر باشد. بنابراین، مشاهدات شما به سمت اختروش‌‌ها‌ی قرمز روشن‌تر سوگیری دارد و مقایسه این دو بسیار دشوار است. ما در کارهایمان در واقع هم روشنایی و هم انتقال به سرخ ‌اختروش ها را کنترل می‌کنیم تا مطمئن شویم که این سوگیری‌ها را در تحلیل‌هایمان لحاظ می‌کنیم.

 

غباری که نور اختروش را قرمز‌ می‌‌کند از کجا‌ می‌‌آید؟

این غبار ابتدا باید در ستاره‌ها ‌تشکیل‌ شود. محل قرارگیری غباری که باعث قرمز شدن اختروش‌ می‌‌شود به‌ طور کلی به این بستگی دارد که کدام مدل را باور دارید. بعضی از تحقیقات درباره اختروش های قرمز ادعا‌ می‌‌کنند که این غبار (که باعث می‌شود اختروش قرمز باشد) به‌ دلیل ساختار چنبره مانندش که قرص برافزایشی را احاطه می‌کند، وجود دارد.

در این مدل، یک اختروش قرمز و آبی همان اجرامی هستند که فقط بسته به خط دید ما فرق دارند. به‌ نحوی که در یک‌ اختروش‌ قرمز، خط دید ما جلوی چنبره غبارآلود را می‌گیرد و باعث قرمز به نظر رسیدن آن‌ می‌‌شود. مدل دیگری که نتایج ما با بیشتر در توافق با آن قرار دارد، مدل تکاملی است. این مدل پیش‌بینی می‌کند که بعضی از رویدادها، مانند ادغام، گاز را به مرکز کهکشان هدایت می‌کند و باعث ایجاد فاز ستاره‌زایی و مشتعل شدن یک اختروش می‌شود.

این اختروش در ابتدا به‌ دلیل وجود گاز و غبار اطرافش (فاز اختروش قرمز)، مبهم یا ناپیدا است که احتمالا علت وجود آن‌ها انفجار ستاره‌ای باشد (اگرچه بخش بزرگی از غبار می‌تواند از فضای بین ستاره‌ای آمده باشد). سپس از طریق جریان‌های خروجی، اختروش گرد و غبار اطراف را دور می‌کند و در نهایت یک اختروش آبی و پیدا یا مشخص نمایان می‌شود.

آیا کهکشان راه شیری زمانی یک اختروش بوده است؟

ما فکر‌ می‌‌کنیم که اختروش‌ها ‌(و به‌طور کلی، کهکشان‌ها‌ی فعال) در نهایت سوختشان تمام‌ می‌‌شود و به یک کهکشان «غیرفعال» یعنی معمولی تبدیل‌ می‌‌شوند. با این‌ حال، اختروش ها معمولا در کهکشان‌های عظیمی قرار می‌گیرند که سیاهچاله‌های عظیمی را در مرکز خود دارند. کهکشان راه شیری یک سیاهچاله نسبتا کوچک در مرکز خود دارد، بنابراین قادر به تولید یک اختروش بسیار درخشان نبوده است.

با وجود این، کهکشان راه شیری احتمالا در گذشته، به علت فواره‌هایی که می‌توانیم از این سیاهچاله مرکزی مشاهده کنیم، «فعال» بوده است. اگرچه این کهکشان فعال در مقایسه با یک اختروش قدرت بسیار کمتری داشته است. در نهایت (تقریبا 2 میلیارد سال دیگر)، کهکشان راه شیری با کهکشان مارپیچی همسایه ما یعنی آندرومدا ادغام می‌شود و یک اختروش معمولی را تشکیل می‌دهد که احتمالا از یک فاز‌ اختروش‌ قرمز عبور خواهد کرد.

نتیجه

اختروش یک سیاهچاله است ولی یک سیاهچاله عادی نیست بلکه سیاهچاله است با جرم زیاد که  هر لحظه نیز بزرگتر می شود. ما در کهکشان خود نیز یک اختروش داریم که می توانیم با تلسکوپ آن را تماشا کنیم. شما هم می توانید با خرید تلسکوپ از رصد این پدیده شگفت انگیز فضایی لذت ببرید. خرید تلسکوپ در سایت موسسه طبیعت آسمان شب با بهترین قیمت و کیفیت امکان پذیر است.

برای دانلود مقاله اختروش ها هر آنچه که باید در مورد درخشان‌ترین اجرام جهان بدانید روی لینک کلیک کنید.

منبع: سایت موسسه طبیعت آسمان شب و اختروش ها هر آنچه که باید در مورد درخشان‌ترین اجرام جهان بدانید

کهکشان آندرومدا حقایقی درباره نزدیکترین همسایه کهکشانی ما

کهکشان آندرومدا که مسیه 31 یا ام31 نیز نامیده می‌شود، نزدیک‌ترین کهکشان بزرگ به کهکشان راه شیری است. این کهکشان 2.5 میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد و یکی دیگر از اعضای اصلی کلکسیون کهکشان‌های ما است.

این کهکشان مانند کهکشان راه شیری، یک کهکشان مارپیچی میله‌ای است که نام آن برگرفته از ساختار میله‌مانندی است که ستاره‌های مرکز آن شکل می‌دهند. به گفته ناسا، آندرومدا حدود 260 هزار سال نوری عرض دارد که آن را به بزرگ‌ترین کهکشان در گروه کهکشان‌های شناخته شده ما تبدیل می‌کند. با این‌ حال، طبق JPL ناسا، جرم آن تقریبا قابل مقایسه با کهکشان راه شیری یا حتی کمتر از آن است.

دانشمندان فکر می‌کنند این کهکشان ممکن است بین 5 تا 10 میلیارد سال قدمت داشته باشد. با این‌ حال، طبق مطالعه‌ای در سال 2018، ممکن است تا دو یا سه میلیارد سال پیش، زمانی که دو کهکشان کوچک‌تر که به دور یکدیگر می‌چرخیدند، به‌ شکل فعلی خود وجود نداشته‌اند.

چگونه آندرومدا را در آسمان شب ببینیم؟

آندرومدا با چشم غیرمسلح قابل رویت است اما فقط زمانی که در آسمان تاریک و در حالت ایده‌آل در شب بدون ماه دیده شود. طبق گفته سایت EarthSky، این کهکشان در بسیاری از نقاط، در تمام سال و حداقل در بخشی از شب قابل مشاهده است، اما در بالاترین حد در آسمان قرار دارد و بنابراین در ماه‌های آگوست (مرداد) و سپتامبر (شهریور) به‌ راحتی دیده می‌شود.

راه‌های مختلفی برای یافتن آندرومدا وجود دارد. یکی از ساده‌ترین آن‌ها یافتن صورت فلکی ذات‌الکرسی است که نوعی شکل M یا W را در آسمان تشکیل می‌دهد. پایین‌ترین نقطه W ستاره «صدر» است که مستقیما به آندرومدا اشاره می‌کند.

با استفاده از یک تلسکوپ پرقدرت در آسمان‌های تاریک، می‌توان بعضی از خوشه‌های ستاره‌ای را در کهکشان مشاهده کرد، مانند خوشه درخشان Mayall II که Globular One یا G1 نیز نامیده می‌شود. این خوشه به‌ قدری درخشان است که برخی از محققان فکر می‌کنند بقایای هسته یک کهکشان کوتوله است که در گذشته‌های دور با آندرومدا ادغام شده است.

 

وقتی به کهکشان آندرومدا برخورد کنیم چه اتفاقی خواهد افتاد؟

وقتی کهکشان راه شیری و آندرومدا در حدود 4.5 میلیارد سال دیگر با هم ادغام شوند، احتمالا یک کهکشان بیضوی عظیم را تشکیل خواهند داد. احتمالا منظومه شمسی ما تحت‌تأثیر این اتفاق قرار نمی‌گیرد.

ممکن است ما از مرکز کهکشان دور شده یا کاملا به بیرون آن پرتاب شویم. ستارگان آن‌ قدر از هم دور هستند که هر نوع برخوردی میان آن‌ها بسیار بعید است. با این‌ حال، محققان تقریبا اطمینان دارند که افزایش درخشندگی خورشید ما باعث می‌شود که زمین برای حیات همه موجودات چند سلولی‌ نامساعد شود و در نهایت ما برای فهمیدن این موضوع دیگر زنده نخواهیم بود.

آیا می‌توانیم کهکشان آندرومدا را از زمین ببینی؟

شما می‌توانید آندرومدا را از زمین حتی بدون تلسکوپ در آسمان تاریک ببینید. یک راه آسان برای پیدا کردن آن، پیدا کردن شکل «W» صورت فلکی ذات‌الکرسی است که به سمت آندرومدا می‌رود.

آیا آندرومدا بزرگتر از کهکشان راه شیری است؟

آندرومدا از نظر مسافتی از کهکشان راه شیری بزرگ‌تر است. با وجود این، جرم این دو کهکشان تقریبا قابل مقایسه هستند و نمی توان گفت که کدام یک از آن‌ها جرم بیشتری دارد.

برخورد کهکشان‌ها

آندرومدا و کهکشان راه شیری به‌ آرامی به سمت یکدیگر پیش می‌روند و دانشمندان را به این نتیجه رسانده‌اند که احتمالا در حدود 4.5 میلیارد سال آینده با هم برخورد خواهند کرد. به گفته ناسا، این دو کهکشان به احتمال زیاد یک کهکشان غول پیکر بیضی شکل را تشکیل خواهند داد.

مشخص نیست در طول این ادغام چه اتفاقی ممکن است برای سیاره و منظومه شمسی ما رخ دهد. به گفته ناسا، دانشمندان فکر می‌کنند ممکن است ما از هسته کهکشان راه شیری بسیار دورتر شده یا به‌ طور کامل از کهکشان خود به بیرون پرتاب شویم.  با‌ این‌ حال، هیچ یک از این موارد اثر زیادی بر منظومه شمسی ما نخواهد گذاشت.

متأسفانه (یا خوشبختانه)، ما تقریبا قطعا زنده نخواهیم بود تا بفهمیم چه اتفاقی می‌افتد. تا حدود یک میلیارد سال دیگر، پیش‌بینی می‌شود که افزایش درخشندگی خورشید زندگی روی زمین را به‌ طور کامل مختل کند باشد و تنها موجودات تک سلولی باقی بمانند.

برای اطلاع از مقاله آسمان نماها و ظهور علم تماشایی روی لینک کلیک کنید.

یک سیاره فراخورشیدی احتمالی

در سال 1999، دانشمندان متوجه تغییر لحظه‌ای در آندرومدا شدند که به‌ عنوان رویداد میکرولنزینگ شناخته می‌شود و آن را PA-99-N2 نامیدند. عدسی گرانشی زمانی اتفاق می‌افتد که چیزی بسیار عظیم، مانند یک کهکشان بزرگ، نور یک جسم در پس‌زمینه بسیار دورتر را در پشت خود خم ‌کند و گاهی چندین تصویر مخدوش از آن جرم ایجاد می‌کند.

در میکرولنزینگ، یک جسم کوچک‌تر مانند یک ستاره یا سیاره، باعث این نوع اعوجاج می‌شود. به گفته انجمن سیاره‌ای، اعوجاج نور باعث می‌شود منبع نور پس زمینه به‌ طور موقت روشن‌تر شود. یک توضیح برای این رویداد این است که این جسم پس‌زمینه یک ستاره غول‌پیکر قرمز رنگ در آندرومدا بود و جسم عدسی‌کننده، ستاره دیگری در کهکشان بود که احتمالا سیاره‌ای به دور آن می‌چرخید.

دانشمندان فکر می‌کنند این ستاره به‌ دلیل الگوی درخشش‌ خود در طول این رویداد، یک سیاره دارد. اگر این سیاره وجود داشته باشد، اولین سیاره فراخورشیدی است که در کهکشان دیگری کشف شده است. طبق مطالعه‌ای در سال 2012، این سیاره ممکن است حدود 6.34 برابر مشتری جرم داشته باشد.

آندرومدا و مناظره بزرگ

در دهه 1920، این کهکشان دور بخشی از یک مناظره بزرگ بین ستاره شناسان آمریکایی، هارلو شیپلی و هبر کورتیس شد. در آن زمان، اخترشناسان فکر می‌کردند که کهکشان راه شیری کل جهان را تشکیل می‌دهد و تکه‌های عجیبی مانند آندرومدا (که در آن زمان به‌عنوان «سحابی‌ها» شناخته می‌شد) در داخل آن‌ها قرار داشتند.

کورتیس نواهای مختلفی را در آندرومدا مشاهده کرده بود و استدلال می‌کرد که این یک «سحابی» نیست، بلکه یک کهکشان جداگانه است. بحث به پایان نرسید تا اینکه در سال 1925 ادوین هابل در آندرومدا نوع خاصی از ستاره را به نام متغیر دلتا قیفاووسی (ستاره‌ای که ویژگی‌های آن امکان اندازه‌گیری دقیق فاصله را فراهم می‌کند) شناسایی کرد.

از آن‌ جایی که شپلی قبلا تشخیص داده بود که کهکشان راه شیری تنها 100 هزار سال نوری وسعت دارد، محاسبات هابل نشان داد که این قطعه مبهم برای قرار گرفتن در کهکشان راه شیری بسیار دور است.

  

پرسش و پاسخ درباره آندرومدا

شباهت و تفاوت عمده بین آندرومدا و کهکشان راه شیری ما چیست؟

هر دو مارپیچ از نوع متوسط و احتمالا با میله‌های مرکزی سه بعدی (نه خیلی قوی) هستند. ام31 اغلب تا حدودی بزرگ‌تر گزارش می‌شود. هر دو سیاهچاله مرکزی نسبتا غیرفعال هستند. ام 31 حداقل در حال حاضر از کهکشان راه شیری فعالیت کمتری دارد.

M31 احتمالا خوشه‌های کروی بیشتری دارد. هر دو خانواده‌ای از یک یا چند کهکشان‌ کوتوله در اطراف خود دارند. کهکشان‌های کوتوله راه شیری بهتر از M31 ثبت شده‌اند، زیرا رصد آن‌ها آسان‌تر است. اگر بتوانیم هر دو را از بیرون ببینیم، چقدر به هم شبیه هستند؟ کاملا مطمئن نیستیم، زیرا ما نمی‌توانیم خودمان را از بیرون ببینیم.

چند راه وجود دارد که آندرومدا ممکن است در طول زمان تکامل یافته و تغییر کرده باشد؟

درک کنونی این است که کهکشان راه شیری و M31 (و به‌ طور کلی کهکشان‌های بزرگ) از ادغام چند کهکشان کوچکتر و تجمع مداوم کهکشان‌های کوتوله به‌ وجود آمده‌اند.

شواهد موجود جریان‌هایی از ستارگان است که در کهکشان راه شیری با هم حرکت می‌کنند و از نزدیک و شکافته شدن چندین کهکشان کوتوله باقی مانده‌اند. در نتیجه، ستارگان زیادی در کهکشان راه شیری وجود دارند که از سن کهکشان تشکیل‌شده پیرتر هستند.

ادغام‌ها هر از گاهی هنوز هم برای کهکشان راه شیری و هم M31 رخ می‌دهند. هر دو کهکشان همچنین در گذشته هسته‌های فعال‌تری داشته‌اند، یعنی زمانی که سیاهچاله‌های مرکزی پدیده‌های تجمع گاز را تجربه کرده‌اند یا ستاره‌ای به اندازه کافی به آن‌ها نزدیک شده است که از هم بپاشد (رویداد اختلال کشندی یا اختلال جزر و مدی) و به داخل سیاهچاله سقوط کند.

چرا محققان فکر می‌کنند که آندرومدا با کهکشان ما برخورد می‌کند یا ادغام خواهد شد؟

این دو کهکشان اکنون با سرعتی در حدود 100 کیلومتر بر ثانیه به سمت یکدیگر حرکت می‌کنند و حدود 685000 پارسک از هم فاصله دارند، بنابراین یک تماس یا برخورد اجتناب‌ناپذیر است. احتمالا یک برخورد کوچک رخ می‌دهد، زیرا کهکشان راه شیری و M31 دقیقا و مستقیما به سمت یکدیگر نمی‌روند.

برای اطلاع از مقاله آسمان نما چیست؟ روی لینک کلیک کنید.

چگونه زمین و کهکشان ما با آندرومدا و منظومه شمسی ادغام می‌شود؟

این اتفاق به‌ طور قطع قابل پیش‌بینی نیست، زیرا احتمال کمی برای برخورد نزدیک خورشید با یک ستاره از M31  وجود دارد. چون ستارگان در مقایسه با اندازه خود و اندازه بخش اصلی منظومه شمسی بسیار از هم فاصله دارند.

گازهای حاصل از این دو کهکشان قطعا با هم برخورد کرده،، یک موج را ایجاد می‌کنند و به احتمال بسیار زیاد یک مرحله از شکل‌گیری ستاره را آغاز می‌کنند. به‌ طوری که چند میلیون سال بعد، احتمالا ستاره‌های جوان و درخشان بیشتری که به اندازه‌ای نزدیک باشند تا با چشم غیرمسلح دیده شوند، پدیدار خواهند شد.

نتیجه

همه این مشخصاتی که در خصوص کهکشان آندرومدا بیان شد طی سال های سال و توسط دانشمندان مختلفی گردآوری شده است تا امروز به دست ما برسد. این بررسی ها و تحقیقات همچنان ادامه دارد تا اطلاعات کامل تر و مقیدتری در خصوص این کهکشان و شاید دیگر کهکشان ها به دست آید. شما هم می توانید با خرید تلسکوپ از رصد کهکشان M31 لذت ببرید و اطلاعاتی جدیدی در مورد این کهکشان به دست آورید. علاقمندان به رصد آسمان می توانند با خرید تلسکوپ در سایت موسسه طبیعت آسمان شب به این رویای خود جامعه عمل بپوشانند.

برای دانلود مقاله کهکشان آندرومدا حقایقی درباره نزدیکترین همسایه کهکشانی ما روی لینک کلیک کنید.

منبع: سایت موسسه طبیعت آسمان شب و کهکشان آندرومدا حقایقی درباره نزدیکترین همسایه کهکشانی ما