تعریف کوتوله سفید و ستاره نوترونی

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 .

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 .

 

-------------------------------------

کوتوله سفید چه نوع ستاره هایی هستند ؟

هنگامیکه سوخت ستاره ای تمام میشود گرانش باعث انقباض بیشتر ستاره و چگال تر شدن ان میشود – ستاره بسته به جرمش سرانجام متفاوتی دارد . ستارگانی که جرمشان تقریبا معادل جرم خورشید یا اندکی کمتر است احتمالا به یک توده سفید رنگی تبدیل میشوند که به ان کوتوله سفید گویند . کوتوله های سفید که تعدادشان در راه شیری زیاد است . اخرن مرحله حیات بسیاری از ستارگان هستند . در مرحله کوتوله سفید ....ستاره فشرده شده و به جسم کم نوری بان اندازه کوچک شاید اندازه سیاره ای مثل زمین تبدیل بشه و جرمش به اندازه جرم خورشید خواهد بود .

در محدوده 20 پارسکی خورشید حدود 20 کوتوله سفید یافت شده است { پارسک یک واحد نجومی است و هر پارسک تقریبا معادل 3 سال نوری است .}

اما تخمین زده میشود که در این محدوده 1000 کوتوله سفید وجود داشته باشند .

سوال : چه عاملی باعث توقف تراکم ستاره و تشکیل کوتوله سفید میشود ؟ و چطوری با وجود اینکه نور انها بسیار پایین است میتوانیم انها را از این فواصل کیهانی تخمین بزنیم ؟

پاسخ سوال اول فشار تبهگنی الکترونهاست که برخلاف جاذبه گرانشی عمل کرده و مانع رمبش بیشتر ستاره و در نتیجه توقف ان میگردد .

{{بر اساس "اصل طرد پائولی " دو الکترون نمیتواند دقیقا در یک تراز انرژی قرار گیرند . پس یعنی الکترون ها نمیتوانند هر چه قدر میخواهند به هم نزدیک شوند این یعنی که در هم فشرده شدن الکترونها حدی دارد . این ممنوعیت باعث ایجاد یک فشاری میشود که به ان " فشار تبهگنی " گویند}}

 

برای هر ستاره ای در هر جرمی حدی وجود دارد که به ان " حد چاندراسخار " گویند . محاسبات نشان میدهد حد جرمی چاندراسخار در حدود 1.4 برابر جرم خورشید ما است . پس اگر جرم اولیه ستاره ای کمتر از این حد باشد فشار تبهگنی میتواند باعث توقف رمبش ستاره شده و در نتیجه ایجاد یک کوتوله سفید شود . ولی اگر ستاره ای بیش از 1.5 برابر جرم خورشید ما باشد انگاه فشار تبهگنی المترونها قادر به جلوگیری رمبش ستاره نیست و انقدر چگال و فشرده میگردد تا به یک ستاره نوترونی تبدیل شود .

اما چگونه به این ستاره های کم نور پی میبریم؟

یکی از روش ها این است  که در باره کوتوله های سفید که عضور منظومه های دوتایی هستند . یک سیستم دوتایی شامل دوستاره نزدیک بهم هست و تحت تاثیر گرانش یکدیگر به دور هم میچرخند – در راه شیری نیز نیمی از ستارگان در منظومه هایی دوتایی هستند . حال اگر یک ستاره کوتوله سفید در منظومه دوتایی باشد و همتایش یک ستاره معمولی باشد از روی جرم و دوره حرکت  و شعاع دوران ستاره روشن میتوان مشخصات همدم نامرئی ان از جمله جرم ان را بدست اورد . اگر جرم مربوطه از جرم خورشید ما کمتر بود انگاه میفهمیم در انجا ستاره همتا و غیر مرئی یک ستاره کوتوله سفید است .

البته برخی ازستاره های کوتوله سفید را با تلسکوپ هم میشه رصد کرد . وقتی ستارگانی به کوتوله سفید تبدیل میشوند  پوسه ای از خود از دست میدهند این پوسته به تدریج به صورت یک سحابی گرد تبدیل شده و با تلسکوپ قابل روئیت هستند و به انها "سحابی سیاره ای " گوییم .

پیش بینی میشه بیش از 200 میلیون کوتوله سفید در راه شیری باشد .

--------------------------------------------

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 .

.

 {با نام سایت هوش فرازمینی و نویسنده به اشتراک بگذارید}

/ 2 نظر / 126 بازدید
دخترک

من ک زیاد چیزی نفهمیدم چون همش مربوط ب شیمی بود. تبدیل عنصر و الکترون و هلیم و این چیزا..اصلا نمیفهمم. شیمی هم که ما تو اول دبیرستان یاد گرفتیم ک اصلا شیمی نبود. حالا مهم نیست ی سوال ولی شاید ربطی به موضوع نداشته باشه نیروی گرانش چ شکلی ب وجود میاد؟فالبداهه اس؟؟؟ ما نمیتونیم نیرو گرانش رو کم و زیاد کنیم؟یا اصلا ب وجود بیاریم؟؟ نیروی گرانش چ فرقی با نیروی مقناطیسی(درست نوشتم؟؟؟)داره؟؟؟ سوالات زیاد شد ببخشید.

حمیدرضا

بسم الله الرحمن الرحیم أَللَّهُمَّ صَلِّ عَلَى مُحَمَّدٍ وآلِ مُحَمَّدٍ وعَجِّلْ فَرَجَهُمْ سلام خیلی ممنون انشاءالله سربلند باشید واقعا به قدرت خدای عزیز و مهربان پی میبریم