آشنائی با خانواده ی کیهانی:کوتوله ی سفید،ستاره ی نوترونی، تپ اختر، سیاهچاله و ...

[RezaMTJAME 9,278]

کهکشان به مجموعه ای از ستارگان، گاز ، غبار و ماده ی سیاه بین ستاره ای گفته می شود که با نیروی جاذبه در کنار هم گرد آمده اند. در لغت نامه ی دهخدا آمده است:این را کهکشان یا کاه کشان از آن گویند که مشابه بدان است که کسی کاه را در رسن بسته ، بر زمین ریگ آلوده کشد و خطها از آن بر زمین پدید آیند.ستاره‌ها زمانی پدید می‌آیند که ابرهای بسیار بزرگی از غبارهای کیهانی و هیدروژن در زیر بار گرانش خود فشرده شوند. گرانش در پی افزایش چگالی فزونی می‌یابد و بدین ترتیب فضا - زمان خمیده و خمیده‌تر می‌شود. پس مدتی گاز هیدروژن در هسته متراکم می‌شود و در این تراکم شدید، اتمها با یکدیگر برخورد می‌کنند و دمای آنها رفته رفته افزایش می‌یابد. زمانی که دمای هسته به 10 میلیون درجه رسید، پروتونهای هیدروژن در پی واکنشهای زنجیره‌ای همجوشی هسته‌ای به هلیوم تبدیل می‌شوند. در هنگام این واکنشها مقداری از جرم تبدیل به انرژی و امواج الکترومغناطیسی همچون نورمی‌شوند.این آغاز زندگی یک ستاره است. هنگامی که ستاره همانند خورشید درخشان و نورانی می‌شود، گرانش آن سعی می‌کند تا آنرا همچنان منقبض کند و در خود فروریزاند. اما واکنشهای عظیم هسته‌ای انرژی بسیار زیادی تولید می‌کند و همین انرژی از در هم فرو ریختن ستاره جلوگیری می‌کند

زمانی که ستاره سوخت خود را در چند میلیون تا چند میلیارد سال مصرف کرد و تمام هیدروژنها به هلیوم تبدیل شدند ،وارد مرحله جدید زندگی خود می‌شود. در این هنگام ستاره سعی می‌کند تا هلیوم تولید شده را به عناصر سنگین‌تر همانند آهن تبدیل کند، ولی این واکنشها چندان انرژی زیادی را تولید نمی‌کنند تا با گرانش به مقابله بپردازد.بنابراین بسیاری از این توده‌ها در اثر کشمکش نیروهای گرانش و گریز از مرکز ،بزرگ یا کوچک می‌شوند و هر ستاره دو حالت در این فرآیند پیش رو دارد:اگر نیروی گرانش غالب شود، ستاره فرو ریزش می کند و روند تشکیل کوتوله های سفید، ستاره های نوترونی یا سیاهچاله هابسته به جرم ستاره ی مادر در پیش گرفته می شود. و اگر نیروی گریز از مرکز غالب شود، احتمال تلاشی ستاره و شکل گیری اقمار و سیارات می‌رود

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

کهکشان یا galaxyاز کلمه ی یونانی Galaxis گرفته شده که به معنای شیری(Milky) است. در اساطیر یونان آمده است که وقتی هرا در خواب بود، همسرش زئوس(خدای خدایان)، هرکول نوزاد را که زاده ی او و یک مادر ناجاودانه(زمینی و میرا) بود بر سینه اش نهاد تا با خوردن شیرش جاودانه(آسمانی و نامیرا) شود. اما هرا در این حال از خواب پرید و پستان برگرفت و شیرش بر آسمان شب پاشیده شد و از آن کهکشان راه شیری پدید آمد..

 

 

کهکشانها عرضی در حدود چندصدسال تا سه ملیون سال نوری دارند و شامل بیش از 100،000 میلیارد ستاره هستند

 

به باور ادوین هابل، ستاره شناس آمریکائی(1953-1986) کهکشان ها چهار گونه اند:

 

1- کهکشان نامنظم (Irregular Galaxy)

2- کهکشانهای مار پیچی یا حلزونی(Spiral Galaxy)

3- کهکشان مارپیچی میله ای ((Barred Spiral Galaxy

4- کهکشانهای بیضوی (Elliptical Galaxy)

50% کهکشانها مارپیچی اند.کهکشان راه شیری از گونه ی کهکشانهای مارپیچی یا حلزونی است که در مرکز خود هسته ای کوچک و کروی دارد که ستارگان در این هسته و بازوان پیچشی خمیده اش پراکنده اند.کهکشان راه شیری دارای درازای ۱۲۰٫۰۰۰ سال نوری است. قطر این کهکشان در مرکز، درحدود ۲۰٫۰۰۰ سال نوری وقطر بازوی آن در حدود ۳۰۰۰ سال نوری است. کهکشان ما در حدود ۲۰۰ میلیارد ستاره دارد. منظومه شمسی و خورشید در فاصله ۳۰٫۰۰۰ سال نوری از مرکز کهکشان راه شیری قرار دارند و همچنین با سرعتی معادل ۲۰۰ تا ۳۰۰ کیلومتر بر ثانیه به دور مرکز کهکشان می‌چرخد . حدود ۲۲۵ میلیون سال طول می‌کشد تا این مجموعه یک بار بچرخد.كهكشان راه شیری فقط جز ئی از یك گروه كهكشانی به نام "گروه محلی" ست.زمین ، خورشید و بقیه منظومه شمسی ما یك بخش بسیار كوچك از كهكشان راه شیری هستند.

30% کهکشانها مارپیچی میله ای (با هسته مرکزی و دو بازو در امتداد آن)(تصویر کوچک راست)، و 20% بقیه نامنظم(تصویر بزرگ) و بیضوی اند(تصویر کوچک چپ).

همانگونه که پیشتر گفتیم سرانجام زمانی سوخت هسته‌ای ستارگان به پایان رسیده و انرژی گرانشی بر انرژی هسته‌ای غالب آمده و این تراکم تا تبدیل شدن الکترونهای آزاد ستاره به الکترونهای دژنره ادامه پیدا می‌کند، در این صورت ستاره بسته به میزان جرمش سه مسیر پیش رو دارد .ستاره هايي تا جرم1/4 برابر خورشيد به كوتوله هاي سفيد،از 1/4 تا 3 برابر خورشيد به ستاره هاي نوتروني و از 3 برابر بزرگتر از خورشيد به سياهچال هاي فضايي تبديل خواهند شد.

نیروی گرانش همواره سعی دارد ستاره را منقبض و خرد کند اما با مقاومت فشار رو به بیرون ماده ستاره ای روبرو می شود. اما سرانجام این نبرد تلاشی و تحلیل ستاره است. ستاره ی رو به مرگ، درهم فرو می ریزد و و کوچک و کوچکتر، و چگال و چگال تر می شود تا به توده ی متراکمی از خاکستر رادیواکتیو پس می رود و به آرامی سوسو می زند. در این فرآیند ستاره ی کوچکتر به یک کوتوله ی سفید(White dawarf)تبدیل می شود که هر فنجان از آن یکصد تن وزن دارد.(تصویر زیرین)

اگر ستاره بقدر کافی بزرگ باشد فشار فروریزش فرآیند کوتوله ی سفید را پشت سر می گذارد و آنقدر این فروریزش ادامه می یابد تا قطر ستاره به حدود تنها ده کیلومتر برسد! در این فرآیند ستاره به گلوله ی فوق متراکمی از ذرات هسته ای تبدیل شده است که آنرا ستاره ی نوترونی(Neutron star) می نامند. یک فنجان از این ستاره ی فوق چگال یک ملیون ملیون تن وزن دارد!(تصویر زیرین)

در این مرحله ستاره از حداکثر انرژی خود استفاده می‌کند و این امر سبب می‌شود که شدت تابش نور آن بطور چشمگیر تغییر کند. ستاره گرد و غبارهای (سحابیها) اطراف خود را می‌بلعد و این امر سبب می‌شود که بر ذرات تشکیل دهنده ستاره فشار وارد آید.در این حال ستاره حالتی پلاسمایی دارد و فشار ممکن است به حدی برسد که بر الکترونها و هسته‌های آن اثر زیادی بگذارد. در این روند الکترون به پروتون برخورد کرده و به نوترون تبدیل می‌شود.

در طی این واکنش مقادیر زیادی امواج گاما تولید می‌شود. اگر تعداد نوترونهای تشکیل به قدری زیاد شوند که در این ستاره نوترونی ، حجم نوترونها به 16 کیلومتر برسد، چگالی این ستاره بسیار زیاد می‌شود، بطوری که می‌تواند نور را از مسیر خود منحرف و خمیده کند.برخی از این ستارگان نوترونی به سرعت می چرخند و در هر بار چرخش خود تابش های در طول موج امواج رادیوئی گسیل می کنند. این گونه ستاره ها را تپ اختر یا پالسار(Pulsar) می نامند.(تصویر زیرین)

اما اگر شعاع تعداد نوترونهای آن به بیش از 16000 کیلومتر برسد،چگالی این ستاره به قدری زیاد می‌شود که می‌تواند نور را هم به خود جذب کند.

به این گونه ستاره، سیاهچاله (Black hole)می‌گویند.طبق نظریه نسبیت عام ، گرانش، انحنا دهنده فضا - زمان است. در لحظه‌ای که هسته ستاره تبدیل به حفره سیاه می‌شود، فضای حول ستاره به نحو بارزی خم می‌شود . این جرم خطوط فضا - زمان را مانند پیله‌ای به دور خود می‌پیچد. (تصویر زیرین)

امواج نوری در زوایای خاصی به سمت سیاهچاله روان می‌شود و در سطح کره‌ای که هم مرکز نقطه یکتایی سیاهچاله است، تجمع می‌کنند. سیاهچاله‌ها از یک سمت به صورت چاه، و در سطح دیگری بصورت چشمه عمل می‌کنند. یعنی می‌تواند دو سطح مختلف فضا زمان را از جهانهای گوناگون یا دو نقطه بسیار دور از جهان خودمان را به هم متصل کند. که به این حالت کرم چاله یا پل انیشتین رزن گفته می‌شود.یک سیاهچاله یک جسم متناقض کیهانی است،یک ستاره تاریک ، یک زندان برای نور.در فاصله معینی از سیاهچاله که بسته به جرم ستاره متراکم دارد، جاذبه آنچنان زیاد است که نور نمی‌تواند فرار کند، به این فاصله افق رویداد گفته می‌شود. .

تشکیل سیاه چاله آخرین مرحله مرگ ستاره می‌باشد.(برای دانستنیهای بیشتر در مورد سیاهچاله ها

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

• ورود
• یا
• ثبت نام

را کلیک کنید.) این بحث در مجالی دیگر ادامه خواهد داشت تا با زوایای دیگری از این جهان شگفت نامتناهی، آشناتر شویم و قطعه ای از پازل پرشمار کانون هوشمندی بیکران را جانمائی نمائیم...

***********

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

• ورود
• یا
• ثبت نام