ساختار کوتوله های سفید– قسمت اول

بیگ بنگ: نحوه پایان زندگی یک ستاره به جرمی که با آن متولد شده بستگی دارد. ستارگانی که جرم بسیار زیادی دارند ممکن است در پایان زندگیشان به سیاهچاله یا ستارگان نوترونی تبدیل شوند. یک ستاره با جرم متوسط یا کم (با جرمی کمتر از هشت برابر جرم خورشید ما) به ستاره کوتوله سفید تبدیل می شود. ستاره ای با جرمی تقریباً معادل خورشید ما به کوتوله سفیدی که تنها کمی بزرگ تر از زمین است تبدیل می شود. این امر کوتوله های سفید را به یکی از متراکم ترین اشکال ماده تبدیل می کند.

Earthویژگی های کوتوله های سفید

کوتوله های سفید، که تعدادشان در کهکشان ما نسبتا زیاد است، آخرین مرحله تکامل بسیاری از ستاره ها هستند. در حالی که برخی از ستارگان پرجرم ممکن است به هنگام مرگ، به اجرامی شگفت آور و غیر عادی تبدیل شوند ، ستاره هایی که جرمشان تقریبا معادل جرم خورشید یا کمتر از آن است، محتملا همگی به کوتوله سفید تبدیل میشوند. این اصطلاح برای توصیف مرحله ای از تکامل ستاره ای به کار می رود که ستاره پس از تبدیل شدن به غول سرخ، در آن مرحله از انقباض بازمی ایستد. در مرحله کوتوله سفید، ماده ستاره ای فشرده می شود و به جسم کم نور، با اندازه ای بسیار کوچک ، به بزرگی زمین ، تبدیل می شود. از آنجا که ستاره دیگر هیچ منبعی برای تولید انرژی ندارد ، سرد می شود.

فاصله

در کهکشان ما ، ستاره های کوتوله سفید فراوانند و تعداد آنهایی که به خورشید نزدیکند ، به قدر کافی زیاد است تا اخترشناسان بتوانند فواصل آنها را از راه اختلاف منظر مثلثاتی به دقت اندازه گیری کنند. در محدوده ۲۰ پارسکی خورشید، در حدود بیست و پنج کوتوله سفید شناخته شده و فواصل دقیق آنها تعیین گشته است. اما ، این هنوز درصد کوچکی از بیش از ۱۰۰۰ ستاره کوتوله سفیدی است که در این محدوده کشف شده اند. فاصله بقیه آنها را می باید از روشهای تخمینی به دست آورد. یکی از این روش ها ، درباره ستاره های کوتوله سفید عضو منظومه های دوتایی است که می توان در آنها ویژگیهای ستاره همدم را اندازه گیری کرد.

اگر این همدم ستاره معمولی باشد ، فاصله را میتوان از روی طیف و قدر ظاهری آن، با دقت نسبتا خوبی تخمین زد. فاصله حدود پنجاه کوتوله سفید از این روش تخمین زده شده است. متشابها ، اگر کوتوله های سفید در یک خوشه ستاره ای کشف شوند، فاصله آنها همان فاصله خوشه در نظر گرفته میشود، که از تطابق دادن با رشته اصلی به دست می آید. روش تخمین نهایی، روشی آماری است که در آن حرکت ظاهری کوتوله های سفید بررسی و فاصله آنها طبق بزرگی یا کوچکی حرکت ظاهری تخمین زده میشود. مقدار حرکت ظاهری برای ستاره های دوردست، کوچکتر و برای ستاره های نزدیک تر ، بزرگتر در نظر گرفته میشود. اخترشناسان ، فاصله آماری صدها کوتوله سفید را از این راه تخمین زده اند.

2درخشندگی

از روی فاصله و نورانیت ظاهری اندازه گیری شده کوتوله های سفید، محاسبه درخشندگی آنها امکانپذیر است. نورانیت مطلق همه کوتوله های سفید فوق العاده کم ، و درخشندگی ذاتی اکثر آنها متجاوز از ۱۰ قدر کمتر از خورشید است. برای مثال ، منظومه شعرای یمانی و همدم کوتوله سفیدش را می توان نام برد. شعرای یمانی، که ستاره ای معمولی از رشته اصلی است ، از نظر قدر ظاهری، نورانی ترین ستاره ای است که در آسمان دیده میشود. اما همدم کوتوله سفید آن، در حدود ۱۰ قدر کم نورتر از خورشید است و آن را جز با تلسکوپ و تحت مناسب ترین شرایط نمی توان دید. دلیل این امر آن است که نور شعرای یمانی ، در حدود ۱۰۰۰۰ بار شدیدتر از نور همدم است ، و در نتیجه جلو نور آن را می گیرد. این کوتوله سفید ، نمونه ای است از رده خود ، اما درخشندگی کوتوله های سفید گستره وسیعی از قدرمطلق حدود مثبت ده تا حدود مثبت بیست دارد.

چگالی فضایی

هنوز اخترشناسان نتوانسته اند همه کوتوله های سفیدی را که می باید در همسایگی نزدیک خورشید باشند کشف کنند. آشکار ساختن آن عده از کوتوله سفید که درخشندگی ذاتی بسیار پایینی دارند ، به ویژه مشکل است. یکی از روش های بسیار رایج در آشکار سازی آنها مقایسه پرزحمت صفحات عکاسی است که در طی چندید سال گرفته شده اند. اخترشناسان ، در این مقایسه ، در پی یافتن آن ستارگانی هستند که نورانیت ظاهری بسیار پایین اما حرکت ظاهری بزرگی دارند. برآوردهای حاصل از بررسیهایی که تاکنون به عمل آمده ، حاکی از آن است که در محدوده ۱۰ پارسکی فضای اطراف خورشید حدود ۱۰۰ کوتوله سفید وجود دارد. این مقدار بزرگ نشان دهنده آن است که تعداد کوتوله های سفید در فضای مجاور ما زیاد است.

تصویر 1از روی این آمار می توانیم تعداد کل کوتوله های سفید در کهکشان خود را به طور تخمینی به دست آوریم. اگر فرض کنیم که چگالی محلی این اجرام ، میانگین چگالی آنها در کهکشان است ، آنگاه با مقایسه حجم کهکشان خودمان با نمونه ذکر شده ، تعداد کل کوتوله های سفید حاصل میشود. کهکشان ما تقریبا به شکل یک عدسی یا سکه است ، با ضخامت حدود ۱۰۰۰ پارسک و شعاع ۱۵۰۰۰ پارسک. حجم استوانه ها از فرمول V=πr2h ( عدد ۲ توان حرف r است ) محاسبه میشود که در آن r شعاع و h ضخامت یا ارتفاع استوانه است. با جایگزینی اعداد ، حجم کهکشان ما در حدود ۷ در ده به توان ۱۱ پارسک مکعب به دست می آید. از سوی دیگر ، حجم فضایی به شعاع ۱۰ پارسک در اطراف خورشید که در آن ۱۰۰ کوتوله سفید یافته ایم ، طبق فرمول ۳πr4/3 ، در حدود ۴۰۰۰ پارسک مکعب است. پس براورد ما از تعداد کل کوتوله های سفید در کهکشان ، تقریبا ۲۰۰ میلیون عدد است. مقدار حقیقی تعداد کوتوله های سفید احتمالا بیشتر از براورد ماست ، زیرا خورشید در بخش بیرونی کهکشان ما واقع است و شکی نیست که چگالی کوتوله های سفید در اطراف ما کمتر از مقدار میانگین است.

ادامه دارد »»»

نویسنده: پوریا خوش نمک/ سایت علمی بیگ بنگ

 منبع: ساختار ستارگان و کهکشانها نوشته پاول هاج

اطلاعات بیشتر: White dwarf

image_pdfimage_print
(17 نفر , میانگین : 4٫88 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=25290
پوریا خوش نمک

پوریا خوش نمک

نویسنده این مطلب : پوریا خوش نمک، در رشته ی ریاضی-فیزیک تحصیل می کند و علاقمند به اختر شناسی و نجوم میباشد.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۶ پاسخ‌ها

  1. علی گفت:

    خیلی ممنون قسمت بعدیش کی میاد ؟

  2. مجید گفت:

    بسیار عالی
    در انتظار قسمت بعد

  3. kambiz گفت:

    سپاسگذارم . بسیار خوب بود

  4. Reza گفت:

    تشکر،مطالبتان بسیار ریز و موشکافانه است بطوریکه در کمتر کتاب و مستند علمی یافت میشود
    اعداد و مقیاسهای بیان شده بسیار سودمند و مفیدند.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *