معرفی نگاهي به سرانجام ستارگان

[YAGHOT SEFID 29,302]

تراژدي يک ستاره ... :w139:

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

نگاهي به سرانجام ستارگان متوسط

 

تمام ستاره هاي موجود در کهکشان ها تا زماني که در حال سوزاندن سوخت خود هستند داراي تعادل دقيقي هستند. اين جمله به اين معني است که فشار درون ستاره که بر اثر فعل و انفعالات و سوزاندن سوخت خود از مرکز به سمت خارج است با فشار خارجي که به دليل نيروي گرانش کل ماده تشکيل دهنده ستاره، از بيرون به سمت مرکز ستاره وارد مي شود، برابر است. چنين تعادلي در تمامي ستارگان از زمان تولد تا پايان عمرشان وجود دارد و همين امر است که موجب متلاشي نشدن ستاره با آن سوخت و ساز عظيمي که همچون بمب هيدروژني است، مي شود. اما زماني که يک ستاره در اواخر عمرش در حال به اتمام رساندن سوخت دروني خود است، با فشرده شدن هسته و انبساط لايه هاي خارجي مجدداً تعادل خود را به دست مي آورد. طي اين فرآيند، ستاره هاي کم جرم با باد کردن خود وارد مرحله يي شده که در آن، ستاره تبديل به يک غول سرخ مي شود و ستاره هاي متوسط يا پرجرم تبديل به ابرغول سرخ مي شوند. شعاع يک ستاره متوسط در اواخر عمرش تا چندصد برابر شعاع دوران جواني اش منبسط مي شود.

 

ستاره هاي کم جرم به آرامي و طي هزاران سال مي ميرند و لايه هاي خارجي خود را در فضا پخش مي کنند، اما روند مرگ ستاره هاي متوسط يا بزرگ بسيار مهيج و شگفت انگيز است. اکنون به بررسي چگونگي مرگ يک ستاره متوسط مي پردازيم. مصداق ما از يک ستاره متوسط، ستاره يي با جرم بين 4/1 تا 3 برابر جرم خورشيد است. ستاره هاي متوسط سريع تر از ستاره هاي کوچکي همانند خورشيد عمرشان به پايان مي رسد زيرا به دليل زياد بودن جرم، فشار هم در مرکز آنها بيشتر است و اين امر موجب سوخت سازي سريع تر در هسته مي شود.

 

يک ستاره متوسط را فرض کنيد، اين ستاره طي چند ميليارد سال سوخت خود را به اتمام مي رساند. زماني که شايد تنها يک دهم از کل عمرش باقي مانده است شروع به منبسط شدن مي کند. اين انبساط نشان از پايان يافتن عناصر سبکي همچون هيدروژن در هسته ستاره است. اکنون زمان سوختن عناصر توليد شده و تبديل دوباره آنها به عناصر سنگين تر است. اين روند ممکن است تا توليد عنصر آهن به طول انجامد. اما زماني که اين ستاره متوسط، جرم کافي براي سوزاندن آخرين عنصر تشکيل شده را ندارد، چه اتفاقي رخ مي دهد؟

 

مسلماً در چنين لحظه يي به دليل نبود ماده کافي براي هم جوشي هسته يي، سوخت و ساز کلي ستاره از حرکت بازمي ايستد و اين آخرين لحظه از عمر ستاره خواهد بود زيرا اکنون زماني است که ستاره از تعادل فشاري خارج شده است. مواد تشکيل دهنده ستاره، نيروي گرانش خود را به سمت مرکز دارند اما به دليل متوقف شدن سوخت و ساز دروني، ديگر نيرويي از طرف مرکز به سمت خارج اعمال نمي شود. حال اين ستاره در کسري از ثانيه به دليل ناپايداري با انفجار عظيمي به زندگي خود پايان مي دهد و اکثر مواد آن به سمت مرکز و روي هسته فرو مي ريزند. اين انفجار عظيم، ميلياردها برابر يک ستاره عادي درخشان مي شود، يعني آنچنان قوي است که اگر از بيرون کهکشان به اين پديده بنگريم، محل آن از ديگر نقاط کهکشان کاملاً درخشان تر و نمايان است. به چنين پديده قوي کيهاني که نشان از پايان يافتن زندگي ستاره يي با جرم چند برابر جرم خورشيد است، انفجار ابرنواختر گويند. اما بعد از انفجار ابرنواختر چه چيزي از ستاره باقي مي ماند؟

بازمانده ابرنواختر، يک هسته به شدت چگال به نام ستاره نوتروني است. از آن ستاره که شايد چندين برابر خورشيد قطر داشت اکنون هسته يي تنها در اندازه 30 کيلومتر باقي مانده است. در واقع بيشتر جرم ستاره يي به آن بزرگي، تنها در همين هسته نوتروني فشرده شده است. جرم چنين بازمانده بسيار کوچکي بين 5/1 تا 3 برابر جرم خورشيد است. اين هسته آنقدر فشرده است که اتم بر سطح آن وجود ندارد بلکه پروتون ها با بار مثبت و الکترون ها با بار منفي تبديل به نوترون هاي خنثي مي شوند و سپس نوترون ها در کنار يکديگر بدون فاصله قرار مي گيرند. يک قاشق غذاخوري از ماده سطح ستاره نوتروني برابر ميليون ها تن وزن دارد. دليل اين سنگيني تنها ساختار نوتروني و فشرده آن است.

 

براي درک بهتر، اگر هسته اتم (پروتون ها و نوترون ها) را در اندازه يک پرتقال فرض کنيم و اين پرتقال را در وسط يک ورزشگاه فوتبال بگذاريم الکترون ها در اطراف ورزشگاه در حال دور زدن هسته هستند. با اين مثال متوجه مي شويم که بيشتر فضاي يک اتم، خالي است. اما در ستاره نوتروني، نوترون ها بدون فاصله در کنار يکديگر واقع شده اند. به اين ترتيب مي توانيد يک ورزشگاه پر از پرتقال را فرض کنيد. دقيقاً به همين دليل است که يک قاشق از ماده سطحي ستاره نوتروني به اين شدت فشرده و سنگين است.

 

لايه هاي خارجي ستاره يي که بر اثر انفجار ابرنواختري، آخرين لحظه عمر خود را به نمايش گذاشته است معمولاً با سرعتي حدود 15 هزار کيلومتر بر ثانيه در فضا پخش مي شود و سحابي گازي زيبايي را تشکيل مي دهد. به سحابي تشکيل شده از چنين انفجارهاي قدرتمندي، بازمانده هاي ابرنواختر مي گويند.

 

روزنامه اعتماد .... :ws2: