مکانیسم عملکرد ستارگان چگونه است !؟

[baten kaitos]

شرح زندگی ستارگان

همه ستارگان مرگ یکسانی ندارند و همه سرنوشت انها بستگی به جرم انها دارند . توده گازی و پرجرم و بزرگ را در نظر بگیرید این توده تحت نیروی گرانش خودش شروع به فشرده شدن میکند . در اثر فشردگی دمای ان نیز افزایش میابد
هنگامی که دمای مرکزی چنین توده گازی فشرده ای به حدود 10 میلیون درجه کلوین میرسد هیدروژن گازی یونیذه شده و بصورت پلاسمای از یون های مثبت {هسته های هیدروژن } و الکترون ها در میاید .
برخورد هسته های هیدروژن در دما و انرژی بالا باعث همجوشی هسته ای و تولید مقداری زیادی انرژی میشود . فرایند جوش هسته ای تنها در مرکز توده فشرده شده گازی رخ میدهد
انرژی ازاد شده در همجوشی هسته ای به صورت تابش گسیل میشود . در این حالت میگوییم ستاره ای متولد شده است . مثلا در مورد خورشید خودمان در اثر انقباض اولیه ابر گازی در 15 میلیون سال طول کشید و بعد از ان نور افشانی خورشید اغاز شد { خورشید و منظومه شمسی ما 4.6 میلیارد سال سن دارند و احتمالا تا 5 میلیارد سال دیگر خورشید به سوختن هیدروژن ادامه میدهد سپس میمیرد }
بازه زمانی زندگی یک ستاره مثل هم نیست . هر چه ستاره ای پرجرم تر باشد هیدروژنش سریعتر میسوزد دمایش بالاتر میرود درخشندگیش بیشتر میشود و عمر کوتاه تری دارد .
پس از اینکه هیدرژن ستاره یا تموم شود در اثر همجوشی هسته ای انگاه بیشتر قسمتهای هسته ی ستاره را هلیوم تشکیل خواهد داد .
در این حالت ستاره تحت جاذبه خودش بیشتر متراکم میشود و دمای مرکز ان بیشتر و تا صد میلیون درجه نیز میرسد در این حالت هسته های هلیوم بهم پیوسته و کربن ساخته میشود .
ر ادامه زنجیره این واکنشهای هسته ای ادامه دارد تا عناصر سنگین تر در قلب ستاره تشکیل شود . مثل اکسیژن نئون سدیم منیزیم و ...
پس مرگز یک ستاره نه تنها نیروگاه هسته ای است بلکه یک کارخانه ساخت عناصر هست .

در اثر چرخش کهکشان به دور خودش افت و خیزهای چگالی باعث ایجاد موج ضربه در گازهای کیهانی میشود در راه شیری ما اثر موج ضربه ای در امتدا بازوهای کهکشانی بیشتر است و بهمین دلیل بیشتر ستارگان جان در این نواحی متولد میشوند . . موج ضربه ای دمای محیطی را که در ان سیر میکند بالا میبرد . سپس در اثر تابش دمای این ناحیه گازی کوچک پایین امده و سرد میشود . پس از افت دمای ان به پایین تر از دمای محیط اطراف تراکمی بر این نواحی چگالی اعمال میشود فشار ناشی از ان باعث کم شدن حجم توده و تشکیل یک پیش ستاره میشود .
به دلیل چرخش کهکشان به دور ناحیه مرکزی خود همه گاز و غبارهای درون ان نیز همراه کهکشان دوران پیدا میکند . بهمین ترتیب پیش ستاره ایجاد شده نیز که شامل یک ابر گازی با قطر چند سال نوری است دارای گشتاور زاویه ای و چرخش میشود . سرعت چرخش این ابر گازی در فواصل مختلف از مرکز ان متفاوت است .

 

[baten kaitos]

شرح زندگی ستارگان (قسمت دوم)

هنگامی که ابر گازی چگالش خودش را از اغاز کند تفاوت سرعت در نقاط مختلف ان باعث چرخش ابر گازی به دور خود میشود .
با ترام بیشتر ابر گازی و کوچک شدن شعاع ان سرعت چرخش ان رفته رفته بیشتر و بیشتر میشود . نتیجه این فرایند تشکیل یک ستاره چرخان است و این امر به دلیل بقای گشتاور زاویه ای است .
در حین چرخش پیش ستاره {ابر گازی} قسمتهای بیرونی که بستگی به کمتر و سرعت چرخش بیشتری دارند . از ان جدا میشوند و شروع به چرخش به دور خود و به دور قسمت مرکزی میکنند . این اجرام در نهایت تشکیل ستاره و دنباله دار ها میدهد .

ستاره نوترونی چه نوع ستاره هایی هستند ؟
در قسمت پیش تقریبا توضیح دادیم زمینه تشکیل یک ستاره نوترونی چیست ؟ اگر نیروی جاذبه گرانشی در هسته در حال رمبش یک ستاره انقدر قوی باشد که حتی فشار تبهگنی الکترون ها نیز نتواند در مقابل رمبش مقاومت نماید الکترون ها و پروتونها ناگزیر بهم پیوسته و تشکیل نوترون میدهند در نتیجه انجه باقی میماند تنها از نوترون ساخته شده است . توده نوترونی حاصل نیز به رمبش خودش ادامه میدهد تا زمانیکه فشار تبهگنی نوترونها به اندازه ای برسد که بتواند جاذبه گرانشی را تعادل سازد .
در این حالت رمبش متوقف خواهد شد و ساختار در حال تعادل یک ستاره نوترونی است .
رمبش ستاره بسیار سریع اتفاق میافتد همچنان که هسته با تشکیل ستاره نوترونی در خود فرو میرود انرژی جنبشی این لایه ها ی رمبنده توسط امواج ضربه ای به حرارت تبدیل میشود .
بخشی از این حرارت به لایه های بیرونی منتقل میشود و باعث انبساط و انفجار لایه های بیرونی میگردد این ستاره در حال انفجار را یک "ابرنواختر " گوییم .
هنگام روی دادن چنین ابرنواخترهایی درخشش ان حتی برای مدتی از درخشش کل کهکشان بیشتر خواهد شد .
یک ستاره نوترونی در صورتی تشکیل میشود که ستاره قبلی خود جرمی بین 1.5-2 برابر جرم خورشید ما داشته باشد . این اجرام انقدر فشرده هستند با چگالی متوسط ده به توان 14 گرم بر سانتی متر مکعب میباشند و و چگالی چنین ستاره ای میلیون میلیون مرتبه از چگالی سرب که فلز بسیار سنگینی است بیشتر است .
شعاع متوسط یک ستاره نوترونی 10-20 کیلومتر است . این نوع ستارگان دارای هسته ای مایع هستند . پوسته ای از جنس ابر مایع نوترونی و هسته ای سنگین اطراف خود دارند .
میدان مغناطیسی شدیدی دارند . .. میدانیم هر چه ستاره فشرده تر بشه سرعت دورانش بیشتر میشه مثلا سرعت دوران خورشید ما 27 روز یک بار میباشد . شدت میدان مغناطیسی یک ستاره نوترونی یک میلیارد برابر میدان زمین است .
همچنین ستاره های نوترونی "تپ های رادیویی " با شدت متغیر و در فواصل زمانی منظم تولید میکنند این تپ اختر ها را (هوش و بل در سال 1968 در رصد خانه ملارد کمبریج) کشف کردند .
منشا این تپ های رادیویی به این گونه است که میدان مغناطیسی ستاره نوترونی به الکترون های اطراف ستاره شتاب میدهد و این الکترون ها پرتوهای رادیویی گسیل میکند الگوی تابش همراه با ستاره میچرخد و تنها زمانی که راستای گسیل به طرف زمین باشد به ما میرسد . امروزه بیش از هزار تپ اختر در راه شیری کشف شده .

آرش بوالحسنی