ستاره ها چگونه متولد می‌شوند و می‌میرند

ما در کهکشانی به وسعت ۱۰۰ هزار سال نوری زندگی می‌کنیم که حدود ۲۰۰ میلیارد ستاره را در خود جا داده است. کهکشان ما بسیار بزرگ است، اگر چه سیاهچاله عظیمی که در مرکز آن قرار دارد نسبتا کوچک است. شواهد زیادی از چرخش کهکشان راه شیری وجود دارد که نشان می‌دهد مانند سایر کهکشان‌ها، حاوی ماده تاریک قابل‌ توجهی است که هنوز از نقش آن در شکل‌گیری ستاره ها مطمئن نیستیم.

با‌ این‌ حال، بخش زیادی از فرایندهای تکامل ستاره ها کشف شده‌اند که مهم‌ترین آن‌ها به‌ وجود آمدن زندگی جدید با مرگ است. به‌ عبارت دیگر، تکامل ستاره ها چرخه‌ای است و ستاره های جدیدی جایگزین ستاره هایی می‌شوند که می‌میرند. اگر می‌خواهید همه چیز را درباره تولد و مرگ ستاره‌ ها بدانید تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.

بلوک‌های سازنده ستاره ها

ستاره محصول گاز، گرد و غبار، جاذبه و هم زدن شدید است. میلیاردها ستاره‌ای که در مرکز کهکشان راه شیری وجود دارند، باعث ظاهر درخشان آن می‌شوند. مشاهده‌های نوری و رادیویی نشان می‌دهد که حجم زیادی از گاز و غبار در کهکشان وجود دارد. این گرد و غبار از دانه‌ های معدنی میکروسکوپی متشکل از سیلیکون، منیزیم، آهن و بسیاری از فلزهای دیگر و همچنین کربن در اشکال مختلف آن تشکیل شده است.

قرص کهکشان ما به‌ طور متوسط فقط یک دانه در هر متر مکعب دارد. با توجه به اینکه فاصله زیادی بین ستاره ها وجود دارد، غبار تقریبا یک درصد از جرم کل ماده بین ستاره‌ای را تشکیل می‌دهد.

در‌ حالیکه گرد و غبار بین ستاره‌ای در فضای بسیار بزرگی پخش شده است، تمایل دارد به هم بچسبد و گاهی ابرهای متراکم را تشکیل دهد. بعضی از این ابرها به‌ قدری ضخیم هستند که سرخپوست‌های آمریکای جنوبی آن‌ها را به شکل صورت فلکی می‌دیدند.

این ابرها حاوی بیش از ۲۰۰ گونه مولکولی هستند که بخش زیادی از آن‌ را هیدروژن مولکولی (H2) تشکیل می‌دهد. علاوه‌ بر این، مونوکسید کربن، دی اکسید کربن، متیل الکل، اتیل الکل و احتمالا مولکول‌های پیچیده مانند اوره و سایر مولکول‌های مهم برای زندگی نیز در آن‌ ها وجود دارد.

ستاره ها چگونه متولد می‌شوند؟

موج‌های انفجار ستاره‌ های در حال انفجار مجاور، برخورد ابر با ابر و رویدادهای دیگر ابرهای بین‌ستاره‌ای را به توده‌های متلاطمی تبدیل می‌کند که محل تولد ستاره‌ های جدید است.

به‌ دلیل دمای پایین، حباب‌های پاره‌شده درون ابرها متراکم شده و باعث می‌شوند هسته مرکزی آن‌ها به‌آرامی گرم شود. هسته‌ها در نهایت به اندازه‌ای داغ می‌شوند که شروع به درخشش می‌کنند. این پیش‌ ستاره‌ های در حال رشد روی ابرهای گرد و غبار صورت فلکی گاو، شکارچی،‌ ارابه‌ران و بسیاری از مناطق مشابه دیگر پراکنده هستند.

همان‌ طور که یک پیش‌ ستاره جدید تحت نیروی گرانش منقبض می‌شود، هسته آن شروع به گرم شدن می‌کند. در نهایت، دما به‌ اندازه‌ای بالا می‌رود که واکنش‌های هسته‌ای آغاز می‌شود که در آن چهار اتم هیدروژن به اتم سنگین‌تر بعدی، یعنی هلیوم، تبدیل می‌شوند.

برای اطلاع از مقاله خورشیدگرفتگی چیست؟ روی لینک کلیک کنید.

در نتیجه، بر اساس معادله معروف انیشتین (E=mc²) انرژی ایجاد می‌شود. این منبع جدید انرژی با تثبیت کردن دمای مرکز ستاره که به جرم آن بستگی دارد، انقباض را متوقف می‌کند. مثلا خورشید ما در حدود ۱۶ میلیون کلوین تثبیت شده است.

معمولا تعداد زیادی ستاره همزمان متولد می‌شوند و گرانش متقابل آن‌ ها باعث می‌شود به یک خوشه باز با طیف وسیعی از جرم‌ ها وصل شوند. با گذشت زمان، این خوشه‌ها به آرامی تبخیر شده و اجزای تشکیل‌دهنده آن‌ها پراکنده ‌می‌شوند. ما معتقدیم که خورشید نیز ممکن است در یکی از این خوشه‌ ها متولد شده باشد.

بعد از تولد ستاره چه اتفاقی می‌افتد؟

ستاره بعد از متولد شدن با مصرف سوخت هیدروژن خود پایدار می‌ماند. خورشید 70درصد از انرژی هسته‌ای خود را از زنجیره پروتون-پروتون (pp) و ۳۰ درصد دیگر را از چرخه کربن می‌گیرد. از آن‌ جایی ‌که خورشید بسیار متراکم است، هزاران سال طول می‌کشد تا گرمای تابش گاما از آن خارج شود.

جرم ستاره‌های هیدروژنی که به ستاره‌ های دنباله اصلی معروف هستند از ۰.۰۷۵ تا بیش از ۱۲۰ جرم خورشیدی متغیر است. به‌ دلایل تاریخی، همه این ستاره‌ های معمولی کوتوله نامیده می‌شوند ولی اجازه ندهید این اصطلاح گول‌تان بزند.

مثلا خورشید ما حدود ۸۶۴ هزار مایل (تقریبا ۱.۴ میلیون کیلومتر) عرض دارد، در حالیکه پرجرم‌ترین کوتوله‌ ها چند برابر آن هستند. از طرف دیگر، سردترین کوتوله‌های قرمز خیلی از مشتری بزرگ‌تر نیستند.

در ستاره‌ای با جرم بیشتر، همجوشی هیدروژن و هلیوم مانند قبل پیش می‌رود ولی جرم اضافی باعث می‌شود این زنجیره جلوتر هم برود. کربن و اکسیژن به ترکیبی تبدیل می‌شوند که شامل نئون و منیزیم است که قبل از رسیدن به آهن به سیلیکون و گوگرد تبدیل می‌شود.

 

مرگ ستاره

در حدود سال ۱۹۳۰، «سوبرامانیان چاندراسخار» کشف کرد که وقتی جرم هسته یک ستاره به جرم ۱.۴ خورشیدی می‌رسد، انحطاط الکترونی دیگر نمی‌تواند از هسته ستاره پشتیبانی کند. در نتیجه کل جرم فرو می‌ریزد، زیرا همه چیز دوباره به نوترون تبدیل می‌شود. ما انتظار داریم این اتفاق زمانی رخ دهد که جرم اولیه ستاره از حدود هشت خورشید بیشتر شود.

قطر ستاره نوترونی که به‌ وجود می‌آید حدود ۱۲.۴ مایل (۲۰ کیلومتر) و چگالی آن یک میلیون برابر یک کوتوله سفید است. ستاره نوترونی به محض تولد، ابتدا بیش از حد فشرده می‌شود و سپس به‌ شدت به حالت قبل برمی‌گردد. این فرایند یک موج شوک بسیار بزرگ ایجاد می‌کند که دما را میلیاردها کلوین افزایش می‌دهد و تا میلیاردها سال نوری پراکنده می‌شود.

همان‌ طور که ستاره ویران‌ شده منبسط می‌شود، شروع به سرد شدن می‌کند. اگر جرم اولیه ستاره به ‌اندازه کافی زیاد باشد، سیاهچاله‌ای با کشش گرانشی زیاد تشکیل می‌شود که هیچ چیز حتی نور، نمی‌تواند از آن فرار کند.

ستاره‌های دوگانه داستان متفاوتی دارند. یک ستاره در یک منظومه دوتایی می‌تواند بخشی از جرم خود را به کوتوله سفید کنار خود منتقل کند. از طرف دیگر دو کوتوله سفید که دور یکدیگر می‌چرخند، می‌توانند ادغام شوند.

اگر نتیجه در هر دو حالت از ۱.۴ جرم خورشیدی بیشتر شود، ستاره به‌ عنوان یک ابرنواختر نوع یکم ای منفجر می‌شود که حتی از نوع دو نیز درخشان‌تر است و آهن بیشتری تولید می‌کند.

بقایای ابرنواختر در حال گسترش که غنی از عناصر سنگین است دوباره وارد ابرهای بین‌ستاره‌ای می‌شود. در ادامه، بقایای آن به ماده‌ای تبدیل می‌شود که در نهایت ستاره‌های جدیدی را می‌سازد و در نتیجه چرخه را کامل می‌کند. تکامل ستاره ها در حقیقت چرخه زندگی است. ستاره‌ های در حال مرگ اجزای سازنده خود را به کهکشان می‌ریزند و راه را برای نسل بعدی هموار می‌کنند.

برای اطلاع از مقاله زباله فضایی چیست؟ روی لینک کلیک کنید.

نتیجه

در این مقاله به اتفاقاتی که برای ستارگان بوجود می آید از زمان تولد و تا مرگ ستاره مطالبی بیان شد. ستار ها در طول دوران حیات خود فعل و انفعالات زیادی را تجربه می کنند. شما می توانید بوسیله تلسکوپ ستاره ها را تماشا کنید و از زیبایی های این جرم آسمانی لذت ببرید. تلسکوپ وسیله ای است شگفت انگیز چرا که بعد از اختراع آن اتفاقات خوبی برای شناخت آسمان افتاد. شما هم می توانید با خرید تلسکوپ از تماشای آسمان و ستارگان لذت ببرید. هم اکنون در سایت موسسه طبیعت آسمان شب بهترین مدل های تلسکوپ وجود دارد و فقط با چند کلیک و با خیالی آسوده خرید تلسکوپ مد نظر خود را نهایی کنید.

برای دانلود مقاله ستاره‌ها چگونه متولد می‌شوند و می‌میرند روی لینک کلیک کنید.

منبع: سایت موسسه طبیعت آسمان شب و ستاره ها چگونه متولد می‌شوند و می‌میرند

ستاره‌ ها را بیشتر بشناسیم

در آسمان شب، دنیایی پر از رمز و راز وجود دارد که ما را در تعجب و شگفتی فرو می‌برد. ستاره‌ ها، نقاط درخشانی در آسمان هستند که همواره ما را به سوی خود جذب می‌کنند. اما آیا واقعا آن‌ ها را به اندازه کافی می‌شناسیم؟

در این مقاله با یکدیگر به دنیای ستارگان سفر خواهیم کرد تا شما را با نحوه شکل‌گیری آن‌ ها در اعماق جهان گرفته تا تاریخچه تحقیقات بشر در این موضوع و انواع مختلف ستاره‌ ها آشنا کنیم. همچنین از ستاره‌ های دائمی و پایدار گرفته تا ستاره‌ های نوپایدار و هیجان‌انگیز که در انفجار های نجومی خود را به نمایش می‌گذارند، حرف می‌زنیم. پس همراهمان بمانید.

ستاره‌ ها چطور شکل می‌گیرند؟

ستاره‌ ها از ابر عظیمی شکل می‌گیرند که به‌ آرامی می‌چرخد و تقریبا تمام آن از جنس هیدروژن و هلیوم است. این ابر به‌ دلیل نیروی گرانشی‌ اش شروع به فروپاشی به داخل می‌کند و هنگامی که کوچک می‌شود، به‌طور مداوم و سریع می‌چرخد و بخش‌های بیرونی آن به شکل دیسک و بخش‌ های درونی‌ تر به شکلی کروی در می‌آیند.

این ماده گرم‌تر و چگال‌تر می‌شود و پروتوستاری به‌شکل توپ می‌سازد. اما وقتی حرارت در آن به حدود یک میلیون درجه سلسیوس می‌رسد، هسته‌ های اتمی که معمولا از یکدیگر دفع می‌شوند، شروع به انبساط می‌کنند و به ستاره‌ها روشنایی می‌بخشند.

انبساط هسته‌ای مقدار کمی از جرم این اتم‌ها را به مقادیر بسیار زیادی از انرژی تبدیل می‌کند. مثلا یک گرم جرم آن‌ها برابر با انفجاری تقریبا 22,000 تن TNT است.

 

تکامل ستاره‌ ها

ستارگان در طول زمان مراحل مختلفی از تکامل را بر اساس جرم اولیه‌شان طی می‌کنند. چرخه زندگی ستاره با فروپاشی ابر به پروتوستار آغاز می‌شود. سپس با شروع همجوشی هیدروژن، به یک ستاره‌ تی-تائوری و در نهایت به ستاره دنباله‌داری تبدیل می‌شود که انرژی‌اش را از همجوشی هیدروژن در هسته تامین می‌کند. عمر ستاره به جرم آن بستگی دارد و ستارگان با جرم بالاتر عمر کوتاهتری دارند.

ستاره بعد از استفاده کامل از سوخت هیدروژن، تغییراتی می‌کند. لایه‌های خارجی ستاره منبسط می‌شوند و آن را به غولی سرخ تبدیل می‌کنند. همجوشی هلیوم در هسته رخ می‌دهد و سپس فشرده‌شدن هسته به دلیل جذب گرانش، سبب افزایش دما و روشنایی ستاره می‌شود و لایه‌های خارجی ستاره را پراکنده می‌کند. هسته باقی‌مانده به کوتوله سفید تبدیل می‌شود که شامل کربن و اکسیژن است.

ستارگان با جرم بالا عمر کوتاهتری دارند و تغییرات سریعی را پشت سر می‌گذارند. آن‌ها پس از ترک دنباله اصلی، به ابرغول قرمز تبدیل می‌شوند و در نهایت انفجار ابرنواختری در آن‌ها رخ می‌دهد. ستاره بسته به جرم هسته، ممکن است به ستاره نوترونی تبدیل شود یا سیاه‌ چاله جدیدی را شکل دهد.

ستارگان با جرم کم یا همان غول‌های سرخ عمر بسیار طولانی دارند و در نهایت خنک شده و به کوتوله سفید و سپس کوتوله سیاه تبدیل می‌شوند.

برای اطلاع از مقاله ۱۰ حقیقت شگفت انگیز درباره جو زمین به روی لینک کلیک کنید.

تاریخچه رصد ستاره‌ ها

ستاره‌ها در طول تاریخ در ادیان و دریانوردی اهمیت بسیاری داشته‌اند. تکامل مطالعات ستاره‌شناسی که قدیمی‌ترینِ علوم است، با اختراع تلسکوپ و کشف قوانین حرکت و گرانش در قرن هفدهم شروع شد.

سپس محققان متوجه شدند ستاره‌ها مانند خورشید از قوانین فیزیک مشابهی پیروی می‌کنند. پیشرفت‌های عکاسی و طیف‌سنجی در قرن نوزدهم امکان بررسی ترکیب‌ها و حرکات ستاره‌ها را از راه دور فراهم کرد و باعث پیدایش اخترفیزیک شد.

در قرن بیستم، توسعه تلسکوپ‌های رادیویی، تلسکوپ‌های پرتو گاما، تلسکوپ‌های فروسرخ  و تلسکوپ‌های نوری مبتنی بر فضا، درک ما از ستارگان و جهان را بیشتر کردند. پیشرفت‌های مداوم در علم نجوم و رصدخانه‌ها، مانند تلسکوپ فوق‌العاده بزرگ و تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا، نوید بینش‌های قوی‌تری را در مورد ستارگان و ویژگی‌هایشان می‌دهد.

نحوه نام‌گذاری ستاره‌ ها

ستاره‌ها را با روش‌های مختلفی نام‌گذاری می‌کنند. فرهنگ‌های باستانی صورت‌های فلکی را به چهره‌های اساطیری ربط می‌دادند. به درخشان‌ترین ستاره یک صورت فلکی اغلب نامی علمی می‌دهند که با «آلفا» شروع می‌شود. سایر ستارگان این صورت فلکی با حروف یونانی و عناوین عددی نامگذاری می‌شوند.

برخی از ستاره‌ها نام‌های سنتی دارند، مانند اِبط‌الجوزا که در عربی به معنای «دست غول» است. ستاره‌شناسان همچنین کاتالوگ‌هایی با سیستم‌های شماره‌گذاری خاص مانند کاتالوگ هنری دریپر ایجاد کرده‌اند. ستارگانی که به‌ تازگی کشف شده‌اند، با اختصارات و نمادها و بر اساس نوع و اطلاعات موجود نام‌گذاری می‌شوند.

ستاره‌ های دوتایی و چندتایی

بیشتر ستارگان از جمله خورشید، منفرد نیستند بلکه در منظومه‌ های ستاره‌ای دوتایی یا چندتایی وجود دارند. تقریبا دو سوم ستارگان چند تایی هستند و تنها یک سوم از آن‌ها منفرد هستند. ستاره‌های دوتایی زمانی تشکیل می‌شوند که دو پروتوستار در نزدیکی یکدیگر رشد کنند. آن‌ها از طریق انتقال جرم بر یکدیگر تاثیر می‌گذارند.

برای اطلاع از مقاله تمام چیزهایی که باید درباره کهکشان راه شیری بدانید به روی لینک کلیک کنید.

ویژگی‌های مهم ستاره‌ ها

۱. روشنایی

درخشندگی همان قدرت ستاره است که اغلب نسبت به خورشید اندازه‌گیری می‌شود و به دمای سطح و اندازه آن بستگی دارد. روشنایی ستاره‌ها با استفاده از مقیاس قدری اندازه‌گیری می‌شود. قدر ظاهری، روشنایی را همان‌طور اندازه می‌گیرد که از زمین دیده می‌شود، اما قدر مطلق روشنایی واقعی را می‌سنجد.

۲. رنگ

رنگ‌های مختلف ستاره‌ها متشکل از قرمز تا زرد و آبی. این رنگ به دمای سطحی‌شان بستگی دارد.

۳. دمای سطحی

دمای سطح ستاره‌ها تا حدی به جرمشان بستگی دارد و بر روشنایی و رنگ تاثیر می‌گذارد. درخشندگی ستاره معمولا متناسب با درجه حرارت به توان چهار است.

۴. اندازه

ستاره‌شناسان ستارگان را برحسب شعاع خورشید اندازه می‌گیرند. اندازه ستاره بر روشنایی آن‌ها موثر است.

۵. جرم

جرم ستاره نیز برحسب جرم خورشید محاسبه می‌شود. ستارگان با جرم مشابه ممکن است از نظر اندازه مشابه نباشند، زیرا چگالی متفاوتی دارند.

۶. میدان مغناطیسی

ستاره‌ها گوی‌های چرخان و دارای بار الکتریکی هستند و معمولا میدان مغناطیسی تولید می‌کنند. میانگین میدان مغناطیسی ستاره با سرعت چرخش ستاره افزایش می‌یابد و با افزایش سن ستاره کم می‌شود.

۷. فلزی‌بودن

این خصوصیت ستاره‌ها نیز بر اساس میزان فلزهای درونشان سنجیده می‌شود.

 

دسته‌بندی ستاره‌ ها

ستاره‌ ها با توجه به طیف و درخشندگی‌شان با استفاده از سیستم مورگان-کینان طبقه بندی می‌شوند. 8 کلاس طیفی از O (گرمترین) تا L (سردترین) وجود دارد که هر کدام خود 10 طیف دارند. درخشندگی آن‌ها با استفاده از اعداد رومی طبقه بندی می‌شود. بر این اساس، Ia ابرغولی درخشان و V دنباله اصلی یا ستاره کوتوله است. طبقه بندی کامل شامل نوع طیفی و کلاس درخشندگی می‌شود، مانند G2V برای خورشید.

ساختار ستاره‌ ها

ستاره‌ ها از هسته، مناطق تابشی و همرفتی، فوتوسفر، کروموسفر و تاج تشکیل شده‌اند. هسته جایی است که همجوشی هسته‌ای در آن رخ می‌دهد. انرژی توسط تابش در ناحیه تابشی و توسط گازهای داغ در ناحیه همرفتی به بیرون منتقل می شود. فتوسفر نیز همان سطح قابل مشاهده است و پس از آن، کروموسفر مایل به قرمز و تاج بیرونی قرار دارند.

 

نتیجه

انواع ستاره ها، رنگ های مختلف ستاره ها، چگونگی تولد و مرگ ستاره ها، فواید ستاره ها و خیلی موارد دیگر مربوط به ستاره را بیان و بررسی کردیم. تولد ستاره ها با ابر عظیمی ایجاد می شود و مرگ ستاره ها یا به سیاه چاله یا به ستاره نوترونی ختم می شود. طی سالیان گذشته با پیشرفت علم و تکنولوژی رصد آسمان نیز آسان تر شده است.

با اختراع تلسکوپ های جدید رصد آسمان شب روز به روز بهتر و راحت تر می شود. خرید تلسکوپ نیز از گذشته آسان تر شده است بنابراین افراد مبتدی نیز می توانند با خرید تلسکوپ مورد نیاز خود آسمان شب را رصد کنند. شما می توانید با مراجعه به سایت تلسکوپ از خریدی آسان و ایمن بهره ببرید.

برای دانلود مقاله ستاره ها را بیشتر بشناسیم روی لینک کلیک کنید.

منبع: سایت موسسه طبیعت آسمان شب و ستاره‌ ها را بیشتر بشناسیم