ستاره ها شناخته شده ترین اجرام آسمانی و مهم ترین بخش سازنده ی کهکشان ها هستند. سن، مواد سازنده و تعداد ستاره های یک کهکشان، بیانگر تاریخ، حرکت و تکامل آن کهکشان است. علاوه بر این ستاره ها مسئول ساخت عنصر های سنگین مانند کربن، نیتروژن و اکسیژن را دارند و همین طور ویژگی های سیاره ها وابستگی زیادی به ویژگی های ستاره هایشان دارند. بنابراین مطالعه ی تولد، زندگی و مرگ ستاره ها، بخش مهمی از علم نجوم را تشکیل می دهد.

ستاره ها در ابر هایی از غبار و گاز به نام سحابی (Nebula) که در بیشتر کهکشان ها وجود دارند، متولد می شوند. یکی از معروف ترین سحابی ها، سحابی شکارچی (Orion Nebula) است که در عکس زیر مشاهده می کنید. حرکت و تلاطم میان مولکول های تشکیل دهنده سحابی، اساس تشکیل ستاره ها است. ممکن است این حرکت ها و تلاطم ها بر اثر عبور یک شهاب سنگ یا انرژی حاصل ار انفجاری کیهانی ایجاد شوند. اگر تلاطمی وجود نداشته باشد، سحابی سال ها سرد و بدون حرکت باقی می ماند.

تلاطم و حرکت ذرات سحابی، باعث می شود که در مرکز این ابر های غبار و گاز، مولکول به هم برخورد کنند و دسته ها کوچکی را تشکیل بدهند. با گذشت زمان، این دسته با جذب ذرات و مولکول های بیشتر بزرگ تر می شود. بعد از مدتی گاز ها و غبار اطراف مرکز شروع به چرخش می کنند و به صورت یک دیسک و صفحه در می آیند. با افزایش جرم ماده، نیروی گرانشی زیاد می شود و افزایش نیروی گرانشی هم باعث می شود تا سرعت بزرگ شدن مرکز این دیسک هم زیاد شود.

هر چه قدر که جرم بیشتری از مواد جذب این دیسک می شوند، هسته ی آن داغ تر و چگال تر می شود. بعد از حدود یک میلیون سال، این هسته ی داغ و چگال تبدیل به یک پیش ستاره (Protostar) می شود.

وقتی که دمای پیش ستاره به مقدار کافی (۷ میلیون کلوین) برسد، فرآیند همجوشی هسته ای رخ می دهد. در این فرآیند، دو اتم هیدروژن به هم برخورد می کنند و یک اتم هلیم را تولید می کنند. در این میان انرژی بسیار زیادی آزاد می شود که حاصل تبدیل مقداری از جرم اتم ها به انرژی است. برای این که یک ستاره به تعادل برسد، باید انرژی حاصل از همجوشی هسته ای برابر با کار نیروی گرانشی ستاره باشد اما هنگامی که پیش ستاره شروع به همجوشی می کند، انرژی همجوشی کمتر از کار نیروی گرانشی است.

بعد از میلیون ها سال، وقتی به اندازه کافی ماده جذب پیش ستاره شود، غبار و گاز های باقی مانده توسط دو فواره از دو قطب ستاره با سرعت بسیار زیادی خارج می شوند. در این زمان ستاره به تعادل رسیده است و تا وقتی که سوختش که همان مولکول های هیدروژن است، تمام شود، به همان صورت باقی می ماند.

در کل هر چه قدر که ستاره بزرگ تر باشد عمر کوتاه تری دارد. معمولا بیشتر ستاره ها تا میلیارد ها سال زندگی می کنند. ۵۰ میلیون سال طول می کشد تا ستاره ای به اندازه ی خورشید ما بالغ شود. تقریبا تا ۱۰ میلیارد سال دیگر خورشید به شکل کنونی اش باقی می ماند.

وقتی که ستاره بیشتر هیدروژنش را در فرآیند همجوشی مصرف می کند، نیروی گرانشی اش باعث می شود که هسته ی آن فشرده تر و داغ تر شود. در این مرحله ستاره تمام هیدروژنش را مصرف نکرده است. مقداری هیدروژن در اطراف هسته باقی مانده است. با فشرده شدن ستاره، فرآیند همجوشی اتفاق می افتد و هسته ی ستاره لایه های خارجی را به بیرون می راند. در این هنگام ستاره به یک غول قرمز تبدیل شده است. اتفاقی که بعد از این مرحله می افتد بستگی به جرم ستاره ی مورد نظر دارد:

اگر ستاره به اندازه ی کافی بزرگ باشد، ممکن است میان عنصر های دیگر (مانند سه اتم هلیم برای تشکیل یک اتم کربن) هم فرآیند همجوشی انجام دهد. این همجوشی تا وقتی که ستاره عنصر آهن را تشکیل دهد، ادامه پیدا می کند. آهن آخرین عنصری است که در ستاره توانایی همجوشی هسته ای را دارد.

در ستاره هایی با جرم متوسط مانند خورشید عملیات راندن لایه های خارجی آن قدر ادامه پیدا می کند که فقط هسته ی ستاره باقی می ماند. این شی مرده ولی با این حال داغ، کوتوله ی سفید نام دارد. این نوع ستاره همیشه باعث تعجب ستاره شناسان بوده است. چه چیزی باعت تعادل این ستاره می شود؟ اخیرا مکانیک کوانتمی جوابی برای این سوال فراهم کرده است. نیروی حاصل از حرکت سریع الکترون ها در ستاره بر نیروی گرانشی آن غلبه می کند و باعث پایداری ستاره می شود.

اگر کوتوله سفید در نزدیکی ستاره ی دیگری تشکیل شود، سرنوشت دیگری در انتظار اوست. در چنین شرایطی، کوتوله ی سفید،  لایه های خارجی ستاره ی همسایه اش را به سمت خود می کشد. وقتی که به اندازه ی کافی هیدروژن روی سطح کوتوله ی سفید جمع شد، فرآیند همجوشی رخ می دهد و ستاره منفجر می شود. به این انفجار نواختر (Nova)، می گویند.

سرنوشت ستاره هایی که جرمی ۸ برابر خورشید دارند، متفاوت است. این گونه ستاره ها در انفجار های بسیار بزرگی به نام ابرنواختر (Supernova)، می میرند. تفاوت ابرنواختر با نواختر تنها در وسعت انفجار نیست. بلکه در نواختر تنها سطح ستاره منفجر می شود ولی در ابرنواختر هسته و مرکز ستاره هم منفجر می شود. انرژی مصرف شده در همجوشی هسته ای عنصر آهن بیشتر از انرژی آزاد شده در آن است. وقتی که ستاره های بزرگ به عنصر آهن می رسند، دیگر توانایی همجوشی ندارند. در این هنگام نیرویی، گرانش عظیم ستاره را دفع نمی کند. در عرض چند ثانیه هسته ی ستاره هزاران برابر فشرده می شود، دما تا ۱۰۰ میلیارد درجه بالا می رود و در نهایت ستاره منفجر می شود.

اگر جرم ستاره بین ۱٫۴ تا سه برابر جرم خورشید باشد، هسته آن قدر فشرده می شود که الکترون ها و پروتون ها با هم ترکیب می شوند و نوترون تشکیل می دهند. در این حین ستاره ی نوترونی تشکیل شده است. چگالی ستاره های نوترونی بسیار زیاد است، زیرا با این که جرمشان خیلی زیاد است، حجم بسیار کوچکی دارند.

در نهایت اگر جرم ستاره بسیار زیاد باشد، تبدیل به یک سیاه چاله می شود. سیاه چاله ها اجرامی آسمانی با جرم بی نهایت بزرگ هستند که حتی نور هم نمی تواند از جاذبه آن فرار کند. به خاطر همین سیاه چاله ها دیده نمی شوند و فقط از راه غیر مستقیم می توان آن ها را شناسایی کرد.

همه ی عناصر سنگین توسط ستاره ها و در نواختر ها و ابرنواختر ها ساخته می شوند. شاید عناصر سازنده ی بدن من و شما توسط ابرنواختری، میلیون ها سال نوری دور تر از منظومه ی شمسی تولید شده باشند و شاید هم غذایی که می خوریم و آبی که می نوشیم، همه در جای جای این گیتی بی کران شکل گرفته باشند. واقعا که این مسئله باعث می شود انسان به فکر فرو برود!

منابع:

How Stars Are Formed?

Nasa: How do stars form and evolve?

ویکی پدیا انگلیسی

مستند How The Universe Works

مرتضی هستم. اینجا درباره ی چیزایی که برام جالبن می نویسم. Google+

دسته ها: نجوم

۷ دیدگاه تاکنون

  1. شهبازی می‌گه:

    سلام

    خیلی عالی بود

    موفق باشید

  2. سعید می‌گه:

    خوبه یک کم بیشتر بنویسین بهتره

  3. مهسا می‌گه:

    عالی بود منتظرم نوشته های دیگتم هستیم.

  4. دیانا می‌گه:

    سلام کلاس ششم هستم برای کار تفکر و پژوهش دارم تحقیق می کنم.مرسی از اطلاعاتتون ولی اگه یه ذره کم تر و ساده تر بود بهتر بود.
    مرسی

  5. اطلس می‌گه:

    سلام.من واسه ی تحقیقم به چندتا پیج رفتم ولی بلاخره چیزی که میخواستم رو اینجا پیدا کردم.واقعا ممنون

  6. متین می‌گه:

    عالی بود واقعا ممنون

فرستادن دیدگاه



2 + 2 =

  • اصلا این «یک نفر» چی هست؟

    یک نفر جاییه که توش می تونیم از زندگی روزمره مون فرار کنیم و چیزای جالب بخونیم.

    یک نفر جاییه که همیشه چیزی برای خوندن توش پیدا میشه.

    یک نفر جاییه که هر وقت بهش سر می زنیم می تونیم یه چیز جدید یاد بگیریم.

    یک نفر جاییه که هیچوقت ازش خسته نمی شیم!

  • اگه همیشه نمی تونید به یک نفر سر بزنید، ما رو تو یکی از شبکه های زیر دنبال کنید تا از مطالب تازه مون با خبر بشید.

  • پیوندها