هفت خواهران آسماني

در دانش اخترشناسي ،خوشه پروين يا هفت خواهران (M45) يک خوشه ستاره اي باز شامل ستارگان نوع B داغ ميان سال است كه در صورت فلكي گاو قرار گرفته است . اين خوشه از جمله نزديک ترين خوشه هاي ستاره اي به زمين واضح ترين خوشه اي است كه در آسمان شب مي توان آن را با چشم غير مسلح ديد.
اين خوشه ، تحت تسلط ستارگان آبي رنگ داغ و به شدت درخشان است كه در 100 ميليون سال پيش شكل گرفته اند . در ابتدا تصور مي شد گرد و غباري كه يك حالت گازي بازتابي را در اطراف درخشنده ترين ستارگان شكل مي دهد ، باقي مانده اي از شكل گيري خوشه باشد ؛ اما امروزه به اين نتيجه رسيده اند كه اين ابر گرد و غبار در فضاي بين ستاره اي بوده و بي ارتباط با اين خوشه است و ستاره هاي خوشه پروين در حال عبور از ميان آن هستند. اخترشناسان برآورد مي كنند كه اين خوشه در حدود 250 ميليون سال ديگر زنده خواهد ماند و سپس بر اثر بر هم كنش هاي گرانشي با همسايه بزرگش ، پراكنده و متفرق خواهدشد.

تاريخچه رصدي
 

خوشه پروين در فصل زمستان براي ساكنان نيم كره شمالي و در فصل تابستان براي ساكنان نيم كره جنوبي در آسمان برجسته است . اين خوشه از زمان هاي بسيار دور شناخته شده بود و فرهنگ هاي متفاوتي از جمله قبايل مائري زلاند جديد ، ساكنان اوليه استراليايي ، ايرانيان (كه نام اين خوشه را پروين نهادند)، چيني ها و اقوام مايا و بسياري فرهنگ هاي ديگر ، به آن اشاره كرده اند.
در كاتالوگ هاي ستاره اي بابلي ، آن را MUL.MUL، يا "ستاره ستاره ها" ناميده اند. خوشه پروين در افسانه هاي هندو از احترام ويژه اي برخوردار است . اين خوشه به عنوان شش مادر اسكاندا (Skanda) خداي جنگ است .
به نظر مي رسد كه خوشه پروين مجموعه اي از ستاره هايي است كه از لحاظ فيزيكي به يكديگر مرتبط هستند. در سال 1767 كشيش "جان ميچل" با انجام محاسباتي دريافت كه احتمال هم محور و هم خط بودن بسياري از ستاره هاي درخشان تنها 1 در 500 هزار است؛ بنابراين ستاره هاي خوشه پروين و بسياري خوشه هاي ستاره اي ديگر بايد از نظر فيزيكي به يكديگر مرتبط باشند. زماني كه مطالعات اوليه بر روي حركت خاص ستاره ها انجام شد ، اين موضوع روشن شد كه ستاره هايدرون خوشه در يك امتداد و با يك سرعت در آسمان حركت مي كنند و اين نشان مي داد كه آنها به يكديگر وابسته اند.
"شارل مسيه" وضعيت و موقعيت خوشه را اندازه گيري كرد و آن را با عنوان "M45 " به فهرست كاتالوگ اجرام شبه دنباله دار خود كه در سال 1771 منتشر شد ، افزود. با توجه به اجرامي همچون سحابي جبار و يا خوشه آخور كه در فهرست اجرام مسيه جاي دارند ، خوشه پروين جرمي جالب توجه و نادر است ؛ چون بيشتر اجرام مسيه بسيار كم فروغ تر بودند ، طوري كه به آساني با دنباله دارها اشتباه گرفته مي شدند . يك احتمال اين است كه شارل مسيه در نظر داشت كه كاتولوگي بزرگ تر از كاتالوگ رقيب علمي اش "لاكاي" داشته باشد . كاتالوگ او شامل 42 جرم بود و از اين رو مسيه تعدادي جرم درخشان و شناخته شده را براي افزايش تعداد جرم هاي كاتالوگش اضافه كرد.

فاصله
 

با توجه به اين كه خوشه پروين بسيار نزديك به زمين است ، اندازه گيري فاصله آن نسبتا آسان است . با رسم نمودار "هرتسپرونگ ـ راسل"(1) براي خوشه هايي كه فاصله شان مشخص نيست ، مي توان فاصله را برآورد كرد. پيش از به ماموريت فرستادن ماهواره هيپارخوس (اَبَرخُس) ، اخترشناسان دريافتند كه خوشه پروين حدودا 135 پارسك از زمين فاصله دارد. اما يافته هاي هيپارخوس سبب بهت و حيرت منجمان شد . در حقيقت خوشه پروين در فاصله 118 پارسكي از زمين قرار داشت . هيپارخوس با اندازه گيري پارالاكس (اختلاف منظر) ستاره هاي موجود در خوشه ، به اين نتيجه رسيد. با پژوهش هاي بيشتر مشخص شد كه فاصله به دست آمده توسط هيپارخوس داراي خطا بود، اما هنوز مشخص نشده است كه چرا اين خطا رخ داده است . در حقيقت اين فاصله امروزه حدودا 135 پارسك(شايد هم بيشتر) برآورد شده است يعني حدودا 440 سال نوري .

تركيب و ساختمان
 

خوشه پروين شامل بيش از هزار عضو تاييد شده است . اين خوشه توسط ستاره هاي آبي داغ و جوان تسخير شده است . نحوه آرايش و قرارگيري درخشان ترين ستاره هاي اين خوشه چيزي شبيه به دب اكبر و دب اصغر است .
جرم كل اين خوشه در حدود 800 برابر جرم خورشيد برآورده شده است . خوشه شامل كوتوله هاي قهوه اي زيادي است كه جرمي كمتر از 8 درصد جرم خورشيد دارند . آنها به اندازه كافي سنگين نيستند تا بتوانند تحت واكنش همجوشي هسته اي به ستاره تبديل شوند. آنها ممكن است بيش از 25 درصد از جمعيت كل خوشه را تشكيل دهند، اگر چه كمتر از 2 درصد از جرم كل آن را تشكيل مي دهند.
اخترشناسان كوشش هاي فراواني براي تجزيه و تحليل كوتوله هاي قهوه اي در خوشه پروين و ديگر خوشه هاي جوان انجام داده اند. زيرا در اين گونه خوشه ها ، كوتوله هاي قهوه اي نسبتا درخشان و قابل مشاهده هستند، در حالي كه كوتوله هاي قهوه اي در خوشه هاي پيرتر كم فروغ هستند و به اين ترتيب مطالعه بر روي آنها بسيار مشكل تر است .

سن و تحول خوشه
 

به دست آوردن سن خوشه هاي ستاره اي توسط مقايسه نمودار هرتسپرونگ ـ‌ راسل مربوط به خوشه با مدل هاي نظري از تحول ستاره اي برآورد مي شود. با استفاد از اين تكنيك ، سن خوشه پروين بين 75 و 150 ميليون سال تخمين زده شده است . بازه وسيع در سن برآورد شده ، به دليل خطاهاي تخميني در مدل هاي تحول ستاره اي است .
خوشه پروين همچون بسياري از خوشه هاي باز ، تا ابد در قيد گرانش باقي نمي ماند. محاسبات نشان مي هند كه خوشه پروين تا 250 ميليون سال ديگر با بر هم كنش هاي گرانشي با ابرهاي مولكولي غول پيكر و بازوهاي مارپيچي كهكشان ما ناپديد شده و به سوي مرگ مي شتابد.

سحابي بازتابي
 

تحت شرايط ايده آل رصدي ، ممكن است ابري از گاز در اطراف خوشه ديده شود. اين ابر گازي در عكس هايي با نوردهي هاي طولاني مدت مشهود است . اين يك سحابي بازتابي است كه نور ستارگان داغ و جوان را بازتاب مي دهد . ابتدا اخترشناسان گمان مي كردند اين سحابي بازتابي باقي مانده گازهايي است كه خوشه از آن تشكيل شده است . اما بعدها متوجه شدند كه اين موضوع ، به علت سن خوشه ، درست نيست . زيرا تاكنون گازهاي باقي مانده از تشكيل خوشه به سبب وجود گرانش بازوهاي كهكشان پراكنده شده اند. مطالعات نشان مي دهند كه گرد و غبار توليد كننده اين سحابي ، به طور يكنواخت توزيع نشده است .

پي نوشت ها :
 

1 ـ نمودار هرتسپرونگ ـ راسل (hERTZPRUNG rUSSEL) رابطه بين قدر مطلق يك ستاره ، گونه طيفي و دماي موثر آن را نشان مي دهد.
 

منبع:دانشمند شماره 566
/ع