Scientific Information

زندگي تكثير ثروتی است كه نامش محبت است

گرانش یک ستاره
ساعت ۱٠:٠٠ ‎ق.ظ روز یکشنبه ۳۱ امرداد ۱۳۸٩  

گرانش یک ستاره :

لایه های خورشید

نیروی گرانش ، همواره جذب می‌کند و مایل است که ذرات ماده را همیشه به هم نزدیکتر سازد. از آنجا که جرم یک ستاره معمولی بسیار زیاد است و حتی ممکن است یک میلیون بار بیشتر از جرم زمین باشد، گرانش درونی آن نیز بسیار شدید است. لحظه‌ای اعماق خورشید را مجسم کنید، فشار آن در یک دهمی فاصله سطح تا هسته تقریبا یک میلیون بار بیشتر از فشار جو در سطح زمین است. در این فاصله، فشار با مقاومت گازهای داغ درون خورشید روبرو می‌شود، هنگامی که آتش هسته‌ای رو به کاهش می‌گذارد، گاز ستاره سرد می‌شود و بعد گرانش به نیروی مسلط تبدیل می‌شود. آنچه در این مرحله روی می‌دهد، به جرم ستاره بستگی دارد.

وقتی هیدروژن هسته تمام می شود، ستاره باز به چشمه ی دیگر انرژی، یعنی گرانش روی می آورد. در نتیجه:

1. دما در بیرون قسمت مرکزی به اندازه ای می شود که گذار هیدروژن به هلیوم در آنجا امکان پذیر می گردد.

2. لایه خارجی منبسط می شود و ستاره به غول تبدیل می شود.

3. دمای سطح کاهش می یابد و ستاره ( متناسب با جرمش) به غول یا ابر غول تبدیل می شود.

برای ستاره ای چون خورشید این جریان ممکن است میلیون ها سال دوام آورد .در این مرحله شعاع آن ممکن است پنجاه برابر شود .

هسته ی هلیومی ستاره، همزمان با انبساط قسمت های خارجی، منقبض می شود و دمایش افزایش می یابد. در دمای 100 میلیون درجه 3 اتم هلیوم با یکدیگر ترکیب می شوند و یک اتم کربن را می سازند. این روند همجوشی ادامه می یابد تا ستاره به متغییر قیفاووسی تبدیل می شود (قیفاووسی ستاره ای است که درخشش آن به طور تناوبی و منظم تغییر می کند). و بالاخره، بسته به جرمی که دارد یکی از سه حالت زیر رخ می دهد:

1. اگر جرم ستاره کمتر از 2/1 برابر جرم خورشید باشد، به کوتوله ی سفید تبدیل می شود.

2. اگر ستاره اندکی سنگین تر از 2/1 برابر جرم خورشید باشد، بخشی از جرمش (یا بخش هایی از جرمش را به دفعات متوالی) به دور می افکند و نواختر می شود.

3. اگر جرم ستاره بسیار بیشتر از 2/1 برابر جرم خورشید باشد، ستاره بخش بزرگی از جرم خود را به فضا پرتاب می کند و یک سحابی ابرنواختری بوجود می آورد. و نیز بسته به جرم باقی مانده، به یک کوتوله ی سفید، ستاره ی نوترونی یا سیاه چاله تبدیل می شود.

کوتوله سفید

کوتوله ی سفید:

زمانی که دیگر امکان تولید انرژی هسته ای (همجوشی) از بین می رود، هسته ی ستاره تا حد امکان متراکم شده و ستاره به کوتوله ی سفید تبدیل می شود. حرکت هسته های مثبت اندک اندک کند می شود و انرژی جنبشی تنها چشمه گرما و نور کوتوله ی سفید می شود. در زمان مرگ ستاره ای به جرم خورشید, انفجاری رخ نمی دهد و فقط سطح داخلی آن منقبض و سطح خارجی آن منبسط می شود به گونه ای که عطارد و زهره را می یلعد و زمین و مریخ را به سنگی گداخته تبدیل کرده و باعث می شود که گاز زحل و مشتری به فضا پراکنده شود و این دو سیاره غول پیکر از بین بروند. سرانجام این چشمه نیز از میان خواهد رفت. قسمت داخلی آن به قدری منبسط می شود تا شعاع آن چیزی در حدود شعاع زمین برسد.هنگامی که ستاره ای به جرم خورشید, ابعاد زمین را به خود میگیرد پس انتظار میرود که جرم بسیار زیادی را دارا باشد و سنگی از این ستاره که به اندازه فندق باشد، جرم آن صدها تن وزن دارد.

 پس از بیلیون ها سال، دیگر نوری ساطع نخواهد شد و رابطه ی بصری آن با زمین قطع می شود. تنها با جاذبه ی گرانشی خود یعنی با اختلالی که در مسیر ستاره ای دیگر پدید می آورد، ما از وجود شیی آگاه می شویم که زمانی برای بیلیون ها سال می درخشیده است.

 

نواختر:

گهگاه ستاره ای از تاریکی نسبی به روشنایی بسیار می رسد و سپس کم کم به تاریکی باز می گردد. چنین ستاره ای نواختر نامیده می شود. صفت "نو" درست بکار نمی رود زیرا ستاره نو نیست بلکه تنها درخشش ظاهری آن نو است. این ستاره پوسته ی بیرونی خود را به فضا پرتاب می کند. این پوسته گرداگرد ستاره را می گیرد و باعث افزایش روشنایی آن می شود. پس از مدتی ماده ی پرتاب شده، که همچنان در حال انبساط است، به قدری رقیق می شود که دیگر نمی درخشد. افزایش درخشندگی در مواردی بیشتر از 10000 مرتبه بیشتر از نواختر های معمولی است که آن را ابر نواختر می نامند.روشنایی این ابرنواخترها بگونه ای است که درخشندگی آن با کل درخشش کهکشانش برابری می کند و حتی در طول روز هم قابل مشاهده هستند که البته با گذشته زمان نور آنها رفته رفته کاهش خواهد یافت.

ستاره نوترونی

ستاره ی نوترونی:

در این ستاره که جرمی بیشتر از جرم خورشید را دارد,از مرحله کوتوله سفید گذشته و بسیار متراکم میشود بگونه ای که شعال آن به 10 کیلومتر میرسد در فشار و دمای فوق العاده زیاد هسته ی ستاره، پروتون ها و الکترون ها با هم ترکیب می شوند و نوترون ها را بوجود ما آورند. نام ستارگان نوترونی از همین جا ناشی می شود و بطور غیر قابل تصوری چگال هستند (100 هزار میلیون کیلوگرم در سانتیمتر مکعب). در این گونه ستاره ها نوترون ها مانند گاز عمل می کنند و فشاری را ایجاد می کنند که برای جلوگیری از فروریزش کامل کافی است.همچنین این ستاره ها در حین دوران میدان مغناطیسی نیرومندی را بوجود می آورند. برخی از ستارگان نوترونی به سرعت می‌چرخند و در هر بار چرخش تابشهایی در طول موج رادیویی گسیل می‌کنند، این گونه ستاره‌های نوترونی ، تپ اختر (پولسار) نام دارد.

هنگامی که مرگ ستاره نترونی فرا میرسد انفجار شدیدی رخ میدهد که به این انفجار ابرنو اختر میگویند.روشنایی ابرنو اختر به گونه ایست که با روشنایی کل کهکشان برابری میکند و حتی در روز هم قابل مشاهده است .

سیاهچاله

سیاه چاله:

هر گاه فشار ایجاد شده توسط نوترون ها نتواند مانع نیروهای انقباضی شود، هسته ی ستاره ممکن است بر اثر گرانش به حجم صفر فروریزد و سیاه چاله تولید شود. گرانش سطحی آن به قدری زیاد است که هیچ چیز حتّی نور نمی تواند از چنگ آن بگریزد. سیاه چاله ها به سه دسته تقسیم میشوند:سیاه چاله چرخان, سیاه چاله ریز, سیاه چاله ساده.

سیاه چاله ریز: ابعاد این سیاه چاله به اندازه یک پروتن است و به وفور در منظومه شمسی یافت میشود بعضی از این دانشمندان بر این باورند که همین سیاه چاله های ریز بخش اعظمی از کیهان را از زمان تولدش خورده اند.

سیاه چاله چرخان: این نوع سیاه چاله همانطور که از اسمش مشخص است با سرعت زیادی میچرخد و جسمی که واردش شود را به گوشه نامعلومی از فضا پرتاب میکند(البته در صورت خروج!!)

سیاه چاله ها دارای شعایی با نام شعاع شوارتزشیلد هستند. زمانی که به این شعاع نزدیک نشده اید میتوان از دست سیاه چاله فرار کرد اما زمانی که در این شعاع قرار گرفته باشید, هیچ راه فراری برای شما وجود نخوهد داشت و به علت جاذبه فوق العاده زیاد، ابعاد جسم وارده چندین بار کوچکتر از اتم شده و به اصطلاح گفته می شود که نابود می شود و در همین حین زمان برای آن جسم یا فرد می ایستد.

سیاه چاله ها بیشتر در مرکز کهکشان قرار دارند زیرا مرکز کهکشان محل تجمع ستارگان پیر است.