درخشش يک ستاره

اولين چيزي که در آسمان شب چشمان انسان را خيره مي کند، ستاره هاست. در طول ساليان دراز، ستارگان براي انسان ها اجرام اسرارآميز آسمان شب بودند و در قرن نوزدهم بود که منجمان به ماهيت اصلي ستارگان پي بردند. در حال حاضر ما مي دانيم که ماده اصلي تشکيل دهنده ستارگان، حجم عظيمي از گازهاي هيدروژن و مقاديري هليوم است. دانشمندان براي مطالعه ستارگان محدوديت هاي بسياري داشته اند. چون ستاره ها در فواصل دوري قرار گرفته اند خيلي نمي توان محاسبات دقيقي روي آنها انجام داد. ستارگان ماوراي خورشيد در فواصل آنچنان دوري قرار گرفته اند که تنها در آسمان به صورت نقطه هاي درخشاني ديده مي شوند و حتي با قوي ترين تلسکوپ ها نيز نمي توان سطح آنها را مشاهده کرد، اما خورشيد ستاره اي که به راحتي مي توانيم سطح آن را ببينم و مورد مطالعه قرار دهيم، همواره اصلي ترين مدل براي بررسي ستارگان بوده است. دانشمندان با بررسي هايي که روي خورشيد انجام داده اند به نتايجي درباره ستارگان رسيده اند. با تمام محدوديت هايي که در مطالعه ستارگان وجود داشته، در حال حاضر اطلاعات دقيقي از دما، رنگ و طول عمر ستارگان به دست آمده است.

نمودار هرتس اشپرونگ راسل (H-R)
 

هرتس اشپرونگ دانمارکي و راسل آمريکايي بر اساس ارتباط ميان دماي ستارگان و درخشندگي آنها نموداري را طراحي کردند که نمودار هرتس اشپرونگ - راسل ناميده مي شود. اين نمودار گروهي از ستارگان را بر اساس قدر مطلق و رده طيفي (دما) آنها نشان مي دهد. نمودار (H-R) درخشندگي دروني ستارگان را در مقابل طيف شان قرار مي دهد. با استفاده از اين نمودار مي توان ميزان عمر ستارگان، دماي ستاره، درخشندگي و حتي اندازه ستارگان را نيز مشخص کرد. درباره اندازه ستاره خيلي دقيق نمي توان نظر داد، اما با استفاده از اين نمودار مي توان اطلاعات درستي درباره حجم ستاره به دست آورد. ستارگان با نور دروني بيشتر نسبت به ساير ستاره هاي کم نورتر حجم بيشتري دارند. در نمودار (H-R) خطي مياني قرار دارد که به آن خط اصلي ستارگان مي گويند و اکثر ستارگان در اين خط قرار مي گيرند. اگر به صفحه نمودار (H-R) دقت کنيد، طيف گرمايي را مشاهده مي کنيد که ستارگان را از لحاظ دما جدا سازي کرده است. با استفاده از اين حالت نموداري مي توان عمر يک ستاره را به دست آورد. هر چه ستاره ها سردتر شوند به پايان عمر خود نزديک تر مي شوند. در قسمت پايين سمت چپ نمودار (H-R) خارج از خط اصلي ستارگان، محل قرارگيري کوتوله هاي سفيد است و همچنين در بالا سمت راست ابرغول ها و غول هاي ستاره اي قرار مي گيرند. نمودار (H-R) از يک محور عمودي و يک محور افقي تشکيل شده است که محور عمودي نشان دهنده قدر بصري مطلق ستاره است و محور افقي طبقه طيفي ستاره را نشان مي دهد.

نوع O
 

29000 تا 40000 درجه سانتي گراد

نوع B
 

9700 تا 29000 درجه سانتي گراد

نوع A
 

7200 تا 9700 درجه سانتي گراد

نوع F
 

5800 تا 7200 درجه سانتي گراد

نوع G
 

4700 تا 5800 درجه سانتي گراد

نوع K
 

3300 تا 4700 درجه سانتي گراد

نوع M
 

2100 تا 3300 درجه سانتي گراد

واحد سال نوري و پارسک
 

براي اندازه گيري بيشترين فاصله بين ستاره ها، از سال نوري و پارسک استفاده مي شود. سال نوري فاصله اي است که نور ستاره در طول يک سال طي مي کند (10 تريليون کيلومتر). بايد توجه داشت که سال نوري واحدي براي فاصله است و براي زمان نيست. يک پارسک برابر است با فاصله بين ستاره و زمين در صورتي که اختلاف منظر يک ثانيه قوسي باشد. يک پارسک 3/26 برابر سال نوري است که 31 تريليون کيلومتر مي شود.

خوشه کروي
 

اين خوشه منظومه کروي شکل بزرگي از ستاره هاي در هم فشرده است. فشردگي آنها در حدي است که حتي با قوي ترين تلسکوپ ها نيز نمي توان ستارگان آنها را از هم تشخيص داد. خوشه کروي معمولاً هاله اي در اطراف هسته کهکشان ايجاد مي کند. اين خوشه ها از مجموعه صدها هزار ستاره در کنار هم تشکيل مي شوند.

خوشه باز
 

مجموعه اي از ستاره ها، منظومه اي نسبتا سست از پيوند ستاره ها را تشکيل مي دهند که به آن خوشه باز مي گويند. اين خوشه ها را خوشه هاي کهکشاني نيز مي نامند، زيرا در قرص کهکشان ما واقع شده اند. پيوند ميان ستاره هاي اين خوشه به سبب نيروهاي گرانشي دروني کهکشان، ناپايدار است و ستارگان آن در طول ده ها ميليون سال از هم جدا مي شوند.

روش اندازه گيري
 

وقتي زمين به دور خورشيد مي گردد به نظر مي رسد نزديک ترين ستارگان در جلوي صفحه اي از ستارگان در حال حرکت هستند. زاويه اي که در طول شش ماه بر اثر حرکت ظاهري ستاره (به علت حرکت زمين به نظر مي رسد) ستاره به وجود مي آيد را اختلاف منظر آن مي گويند. از طريق اختلاف منظر به راحتي مي توان فاصله ستاره تا زمين را به دست آورد. اختلاف منظر ستاره هاي خيلي دور کمتر است و هر چه ستاره به زمين نزديک تر باشد اختلاف منظر آن نيز بيشتر مي شود.

تجزيه و تحليل طيفي
 

موج هاي الکترومغناطيسي که نور ايجاد مي کنند داراي طول موج هاي مختلفي هستند. وقتي نور تابش شده از يک شي داغ مثل ستاره در طول موج هاي مختلف تجزيه مي شود، رنگ هاي مختلف يا طيف هاي مختلفي تشکيل مي دهد. با بررسي اين طيف ها و خطها مي توان مواد تشکيل دهنده يک ستاره را مشخص کرد.

اثر دوپلر
 

وقتي يک ستاره به سمت يک ناظر نزديک يا دور مي شود. طول موج هاي نور تغيير مي کنند. به اين پديده اثر دوپلر مي گويند. اگر ستاره در حال نزديک شدن به زمين باشد، خطهاي تيره در طيف قسمت هاي آبي نزديک مي شوند و اگر از زمين دور شود خط ها به قرمز تغيير مي کنند.
منبع: نشريه دانستنيها شماره 38