مقدمه

سحابی عقاب هر کدام از برجستگیهای انگشت مانند این ابر غبار و گاز محتوی یک ستاره تازه است. هر نوک انگشت تقریباً به اندازه منظومه شمسی است.

ستارگان ، گویهای بزرگ حاوی گازهای داغ و تابنده‌اند. خصوصیات ستاره نظیر رنگ ، دما ، اندازه و تابندگی توسط جرم آن (مقدار ماده موجود در آن) تعیین می‌شوند. خصوصیات ستارگان بسیار متفاوت می‌باشند، زیرا جرم ستارگان متنوع است. خصوصیات هر ستاره منفرد نیز متغیر است، زیرا در چرخه حیاتش دچار تغییرات درونی می‌شود. هنگامی که شبها به آسمان می‌نگرید، به نظر می‌آید که ستارگان سوسو می‌زنند یا درخشندگی‌شان لحظه به لحظه تغییر می‌کند. این سوسو زدن از حرکت هوا در جو زمین حاصل می‌شود. همان گونه که شیشه نور را خم می‌کند، هوا نور ستاره را می‌شکند. چون مناطق مختل هوا با حجم گوناگون حرکت می‌کنند، نور ستاره به مقادیر مختلف خم می‌شود. بدین ترتیب قدرت نور ستاره‌ای که به چشمتان می‌خورد، تغییر می‌کند و چنین به نظر می‌رسد که ستاره سوسو می‌زند.

ستارگان بنا به خصوصیات طیفی‌شان طبقه بندی می‌شوند. طیف ستاره از طریق تجزیه تشعشع آنبه عناصری که شدت تشعشع طول موجهای مختلف را نشان می‌دهند، حاصل می‌شود. با این اطلاعات دما ، رنگ و ساختار شیمیایی ستاره استنتاج می‌شود. هفت نوع طیف اصلی وجود دارد که هر کدام با حرفی از الفبا شناخته می‌شوند. هر کدام از طیفها زیر مجموعه هایی دارند که از 0 تا 90 شماره گذاری شده‌اند.

چرا ستارگان می‌درخشند؟

با چشم غیر مسلح در یک شب تاریک و بدون ماه و در هوای صاف می‌توان حدود 2500 ستاره را در آسمان شناسایی کرد. با دوربین یا تلسکوپ می‌شود میلیون‌ها ستاره را تشخیص داد. از سیاره‌های منظومه شمسی خودمان نظیر زهره و زحل که چشمپوشی کنیم، تمامی این ستارگان دور دست خورشیدها یا به عبارت دیگر گلوله‌های گازی پر حرارتی هستند که در سطح خود می‌توانند تا هزاران درجه و در درون خود تا میلیونها درجه حرارت داشته باشند. در حقیقت بعضی از آنها با شدتی ده هزار برابر خورشید ما می‌درخشند و برخی از آنها هم خیلی کم نورتر از ستاره مرکزی منظومه ما هستند، ولی تمام ستارگان در یک مورد مشترکند:

آنها در ژرفای درون خود از طریق تبدیل هیدروژن به هلیوم انرژی هسته‌ای تولید می‌کنند. این چشمه جوشان و پایان ناپذیر انرژی به ستارگان کمک می‌کند که عمری بسیار طولانی داشته باشند. مثلا خورشید با مواد سوختنی که دارد 10 میلیارد سال عمر خواهد کرد. انرژی ایجاد شده در مرکز ستاره به خارج منتقل می‌شود و از سطح ستاره به شکل پرتوهای ماورای بنفش - رونتگن - ذره‌ای - نوری - گرمایی و امواج رادیویی انتشار می‌یابد. برخی از ستارگان در پایان عمر خود از طریق انفجارهای بسیار عظیم از بین می‌روند. آنگاه از آنها فقط گویهای مادی کوچک و کاملا در هم فشرده‌ای باقی می‌ماند که در علم ستاره شناسی ، کوتوله های سفید ، ستاره نوترونی و یا سیاهچاله نامیده می‌شوند. خورشید هم روزی تبدیل به یک کوتوله سفید خواهد شد.

ستارگان مزدوج

بیش از نیمی از همگی ستارگان در گروههای دوتایی یا سه تایی هستند که با جاذبه در کنار یکدیگر نگه داشته شده‌اند. ستاره مزدوج یک زوج ستاره‌ای است که به دور جرم مشترک خود می‌گردند. اغلب یکی از دو ستاره آنقدر کم نور است که از زمین رؤیت نمی‌شود. اگر درخشندگی ستاره مرئی این زوج تغییر کند و یا اگر ظاهراً حرکتش تحت تأثیر میدان جاذبه جرم سماوی مجاوری قرار گیرد، ستاره شناسان می‌توانند آن را تشخیص دهند. دو ستاره در منظومه مزدوج بخاطر نیروهای جاذبه بینشان بر حرکت مداری یکدیگر تأثیر می‌گذارند. برای ستاره شناسان مشاهده دقیق حرکات ستارگان مزدوج تنها راه مستقیم تعیین جرم ستارگان است.

هیپارخوس (127-146 ق. م) ، ستاره شناس یونان باستان ، 20 ستاره از درخشنده ترین ستارگانی را که می‌توانست ببیند، دارای قدر اول و کم نورترین آنها را دارای قدر ششم توصیف کرد. به آنهایی که در این بین بودند، ارزشهای میانی بخشید. بعد از اختراع تلسکوپ ، ستارگان کم نور بیشتری مشاهده شدند و با بهبود قدرت تلسکوپها ، تفاوتهای فاحشی در درخشندگی ستارگان دارای قدر اول آشکار شد. در قرن هیجدهم ، نسبت میان قدرها تقریبا 2.5 واحد (یا دقیقتر بگوییم 2.5118865) تعیین شد. یعنی ستاره‌ای دارای قدر معین از ستاره‌ای با یک واحد قدر کمتر ریال 2.5 برابر درخشنده‌تر است. سیستم هیپارخوس در توصیف کم نورترین ستارگان مرئی برای چشم غیر مسلح به عنوان قدر ششم به تجهیزات ستاره شناسی احتیاج دارید.

با نسبت تازه و معین اندازه گیری قدر ، اکنون برخی از ستارگانی که هیپارخوس در گروه قدر اول طبقه بندی کرده بود، دارای قدر صفر یا حتی قدر منفی می‌باشند. برای آنکه تصوری از ظاهر ستارگان قدر اول در آسمان شبانه داشته باشید، تصور کنید که از فاصله یک کیلومتری (0.6 مایلی) به شمعی فروزان می‌نگرید.
شعرای یمانی ، درخشنده‌ترین ستاره در آسمان شب ، قدر 1.47 دارد و پر فروغترین جرم سماوی در آسمان شبانه ، ماه بدر ، با قدر -12.5 است. اما در مجموع ، فروزانترین ستاره ، خورشید با قدر 26.72- است. کم نورترین ستاره‌ای که تا کنون با تلسکوپ رصد شده ، در صورت فلکی بادبان قرار دارد. این ستاره به تپنده بادبان معروف است و قدرش 26 است.

نمودار هرتز پرونگ-راسل می‌توان ستارگان را بر اساس خصوصیاتشان در این نمودار ترسیم کرد. ستارگان در طول عمرشان از مناطق مختلف این نمودار می‌گذرند.

کوتوله‌های قهوه‌ای ، ستاره واقعی نیستند، بلکه ستارگان ناقصی هستند که گرم شده و با نور کمی می‌درخشند و در همین حال ، جاذبه آنها را به انقباض وا می‌دارد. ولی یک کوتوله قهوه‌ای محتوی کمتر از 8 درصد جرم خورشید است و این جرم برای تداوم انقباض گرانشی تا وقوع واکنشهای هسته‌ای کافی نیست. بدون واکنشهای هسته‌ای ، کوتوله‌های قهووه‌ای نمی‌توانند به درخشندگی ستارگان بدرخشند. دلیل کم فروغی کوتوله‌های قهوه‌ای ، تنها در سال 1995 بود که برای اولین بار یکی از آنها کشف شد.

ترسیم انواع ستارگان

نمودار هرتز پرونگ – راسل ابزاری بسیار مهم برای ستاره شناسان است. از آن برای ترسیم قدرهای مطلق ستارگان نسبت به انواع طیف شان (رنگشان) یا نسبت به دماهای سطحشان ، که تعیین کننده انواع طیفشان است، استفاده می‌شود. در این نمودار ، ستارگان در گروههای گوناگونی جای می‌گیرند که نمایانگر مراحل چرخه حیاتشان است. این نمودار به ستاره شناسان کمک می‌کند تا نحوه تکامل ستارگان و ایجاد رابطه میان خواص ستارگان را درک کنند.

رنگهای ستارگان

رنگ ستاره به دمای سطحش بستگی دارد. اگر ارزش یکی از این خواص را بدانید. شاید بتوانید ارزش دیگری را وضع کنید. ستارگان آبی رنگ داغترین ستارگانند و ستارگان سفید ، سردترند. بعد از اینها ستارگان زرد و نارنجی قرار دارد و سردترین ستارگان ، قرمزند. شاید دمای ستارگان آبی رنگ به 50 هزار درجه سانتیگراد (90 هزار فارنهایت) برسد، حال آنکه دمای سطح ستارگان قرمز تا 2 هزار سانتیگراد (3.600 فارنهایت) پایین است. اصطلاح درخشندگی به پرتوافکنی ستاره با هر طول موجی دلالت می‌کند. مثلاً با افزایش درخشندگی ستاره ، ممکن است ستاره ، علاوه بر نور مرئی بیشتر ، پرتو مادون قرمز و ماوراء بنفش بیشتری ساطع کند، ولی قدرهای مطلق و ظاهری ، معیار درخشش نور مرئی ستاره‌اند.

اساساً درخشندگی ستاره بر حسب جرم و مرحله چرخه حیات ستاره تعیین می‌شود. هر چقدر جرم ستاره بیشتر باشد، در مقایسه با ستاره‌ای با جرم کمتر و در همان مرحله چرخه حیات متراکمتر ، داغتر و درخشنده‌تر است. 2 ستاره با مساحت و دمای سطحی برابر درخشندگی و رنگ یکسان دارند. اگر ستاره‌ای منبسط شود، دمای سطحش کاهش می‌یابد. مثلاً زمانی یک ستاره زرد رنگ زنجیره اصلی نظیر خورشید به غول قرمز سردتر ، تاریکتر و خیلی بزرگتری تکامل می‌یابد. اگر چه از سطح معینی از ستاره تاریک شده (مانند یک کیلومتر مربع یا مایل مربع) پرتو کمتری تابیده می‌شود. درخشندگیش افزایش می‌یابد، زیرا مساحت کلش افزایش یافته است و پرتوهای بیشتری امکان می‌یابند ستاره را ترک کنند. این افزایش درخشندگی به معنای آن است که قدرهای ظاهری و مطلق نیز زیاد می‌شوند.

منکب الجوزا ابر غول قرمز تپنده‌ای است که چگالی بسیار اندکی دارد. میانگین قطرش تقریباً 400 برابر خورشید است که بدین ترتیب حجمش 64 میلیون برابر حجم خورشید است. چون منکب الجوزا حاوی 13 برابر جرم خورشید است، میانگین چگالیش 3.500 بار از چگالی هوا کمتر است. میانگین چگالی خورشید 1.400 بار از چگالی هوا بیشتر است.

جرم ستاره

جرم ستاره نمایانگر میزان ماده موجود در آن است. واحدهای اندازه گیری جرم ستارگان ، جرم خورشیدی است. هر جرم خورشیدی معادل جرم خورشید است. جرم اکثر ستارگان دیگر بین 0.08 تا 60 برابر جرم خورشیدی است، هر چند که جرم معدودی از ستارگان به 120 برابر جرم خورشیدی می‌رسد. اگر جرم ستاره‌ای از ستاره دیگر بیشتر باشد، ضرورتاً قطرش بزرگتر نیست زیرا اندازه ستاره به میزان تراکم موادش بستگی دارد. بسیاری از ستارگان برجسته ، اسم دارند. اغلب این اسامی ریشه‌ای عربی دارند که میراث منجمان مسلمان سده‌های 8 و 9 میلادی است. اما اکثر ستارگان بی‌نامند. در عوض آنها با نام لاتینی صورت فلکی و حرفی از الفبای یونانی شناسایی می‌شوند. این سیستم نامگذاری را یوهان بایر (1625-1572) ستاره شناس غیر حرفه‌ای آلمانی ، که در سال 1603 اطلسی از ستارگان را منتشر کرد، ارائه نمود.

بنا به سیستم بایر ، عموماً به درخشنده‌ترین ستاره هر صورت فلکی حرف آلفا (حرف یونانی معادل الف) به ستاره درخشنده بعدی بتا (B=ب) و الی آخر اختصاص داده می‌شود. به هنگام اشاره به ستاره‌ای خاص ، حالت ملکی نام لاتین صورت فلکی بکار گرفته می‌شود. مثلاً پر نورترین ستاره صورت فلکی دجاجه به آلفای دجاجه معروف است. چون الفبای یونانی تنها 24 حرف دارد، سیستم بایر محدود است. گاهی حرف یونانی با اعداد زیر نویس شده بکار می‌روند تا ستارگان نزدیک به یکدیگر شناسایی شوند. مثلاً جبار a5 و جبار a6 از حروف رومی (a,b,c,A,B,C) و اعداد عربی (1،2،3) نیز در نامگذاری ستارگان استفاده می‌شود.

درخشندگی ستاره

درخشندگی ستاره شدت پرتو افکنی آن است. درخشندگی نور مرئی آن بر اساس قدر اندازه گیری می‌شود: هر چقدر عدد قدر کمتر باشد، ستاره درخشانتر است. قدر ظاهری درخشندگی جرم سماوی را از دید ناظر زمینی می سنجد: هر چقدر جرم سماوی دورتر باشد، نورش بیشتر سیر می‌کند، بیشتر پراکنده می‌شود و کم نورتر به نظر می‌رسد. قدر مطلق درخشندگی جرم سماوی را در حالتی می‌سنجد که اگر در فاصله معین 32.6 سال نوری قرار داشت، نورش با آن شدت مشاهده می‌شد.

20 ستاره از درخشنده‌ترین ستارگان به ترتیب میزان درخشندگی عبارتند از:

نام ستاره قدر ظاهری قدر مطلق شعرای یمانی 47/1- 4/1 سهیل 72/0- 7/4- رجل قنطروس 27/0- 2/4 سماک رامح (نگهبان شمال) 06/0- 2/0- نسر واقع 04/0 5/1 عیوق 05/0 6/0- رجل الجبار 14/0 0/7- شعرای شامی 37/0 7/2 منکب الجوزا 41/0 9/5- آخر النهر 51/0 2/2- حضار 63/0 0/5- نیر نعیم 76/0 7/3- نسیر تایر 77/0 3/2 دبران 86/0 8/0- سماک اعزل 91/0 1/3- قلب العقرب 92/0 7/4- فم الحوت 15/1 9/1- رأس پیکر پسین 16/1 0/1 ذنب 26/1 2/7- ممحظه 28/1 3/4-

چرخه‌های حیات ستارگان

ستارگان متولد می شوند، میلیونها یا میلیاردها سال می درخشند و سپس می میرند . هر ستاره چرخه حیات چند مرحله ای دارد که در خلال آنها اندازه و دمایش شدیداً تغییر میکند. جرم هر ستاره (میزان ماده موجود در ستاره) تعیین کننده اصلی درازی عمر ستاره و نحوه تکامل آن می باشد. هر چه جرم ستاره بیشتر باشد، در واکنشهای هسته ای گازهایش را سریعتر می سوزاند و زودتر می میرد. پر جرمترین ستارگان برای چند میلیون سال دوام می آورند. آنهایی که جرم کمتری دارند، می توانند تا دهها میلیارد سال بدرخشند.

ماده میان ستاره‌ای

فاصله‌های بین ستارگان هر کهکشان ، با محیط میان ستاره‌ای پر شده که عمدتاً حاوی گازهای هیدروژن و هلیوم ، مقداری از سایر گازها و اندکی غبار است. توزیع و دمای این ماده نامساوی است و چگالیش میلیاردها بار کمتر از هواست. اکثر محیط میان ستاره‌ای شامل ابرهایی است که برخی از آنها را می‌توانیم در صورت انتشار یا انعکاس نور ستارگان در داخل یا اطراف آنها و یا انسداد نور اجرام سماوی دورتر بصورت سحابی شناسایی کنیم. محیط میان ستاره‌ای با ذرات بادهای ستاره‌ای و مواد خارج شده از ستارگان در حال مرگ غنی می‌شود.

محیط میان ستاره‌ای حدود 10 درصد جرم کهکشان راه شیری را تشکیل می‌دهد و این رقم از ویژگیهای کهکشانهای مارپیچی است. اکثر مواد میان ستاره‌ای کهکشانهای مارپیچی در بازوها ، محل تشکیل ستارگان ، قرار دارد. کهکشانهای بیضوی ، ماده میان ستاره‌ای اندکی دارند، زیرا همه آن را برای تشکیل ستارگان مصرف کرده‌اند.

محیط میان ستاره‌ای کهکشان در این تصویر که بوسیله اشعه مادون قرمز گرفته شده ستارگان بصورت نقاط آبی و گاز و غبار میان ستاره‌ای گرم شده از تشعشع ستاره‌ای ، قرمز به نظر می‌رسند.

اشعه‌های کیهانی ، ذرات اتمی پر انرژیی هستند که تقریباً با سرعت نور در فضا حرکت می‌کنند. اشعه‌های کیهانی اولیه ، ذرات پر انرژیی در خارج جو زمین هستند که شاید به جو زمین وارد شوند و برای تولید اشعه‌ها کیهان ثانویه با سایر ذرات تصادم کنند. منشأ اشعه‌های کیهانی که بالاترین انرژی را دارند، بیرون کهکشان ماست و آنها از کهکشانها و کوازارهای فعال ریشه می‌گیرند. منشأ اشعه‌های کیهانی کم انرژی ، انفجار و بقایای ابرنواخترها و پالسارهای درون کهکشان ماست. خاستگاه اشعه‌های کیهانی که کمترین انرزی را دارند، منظومه شمسی است و از شعله‌های خورشیدی ایجاد می‌شوند.

مباحث مرتبط با عنوان

• اجرام آسمانی
• ابر نو اختر
• خورشید
• دمای سطح ستارگان
• زندگی ستارگان
• ستارگان متغیر
• ستاره
• ستاره نوترونی
• سیاره
• غول سرخ
• قدر ستارگان
• کوتوله سفید
• کوتوله قهوه‌ای