بیگ بنگ: در قسمت قبل با ویژگی های کوتوله های سفید از جمله، ساختار، چگالی فضایی، فاصله و درخشندگی آشنا شدید. اینک در قسمت دوم نوبت به بررسی موضوعات جدید پیرامون این نوع از ستاره ها میباشد.

رنگ:

رنگ های تقریبا 500 کوتوله سفید اندازه گیری شده است. این رنگ ها ، گستره ای از آبی سیر تا زرد را نشان می دهند. گستره دماهای مربوط به این رنگها از حدود 100000 درجه کلوین تا 5000 درجه کلوین است که آبی ترین تا سرخ ترین اجسامی را که گمان می رود کوتوله سفید باشند دربر می گیرد. در واقع، معلوم شده است که رنگ و دمای اجسامی مانند کوتوله های سفید میتواند گستره ای وسیعتر داشته باشد و اجسام بسیار سردتر از نمونه های ذکر شده را نیز شامل می شود. همان طور که در سطور بعد خواهید خواند ، گستره رنگ را می توان در قالب سردشدگی این ستاره های رمبیده و تبهگن توضیح داد و این سردشدگی، نهایتا منجر به آن میشود که کوتوله های سفید دماهایی بسیار پایین داشته باشند.

طیف:

طیف کوتوله های سفید شباهتی به طیف ستاره های معمولی ندارد. در طیف اکثر آنها ، خطوط طیفی بسیار اندکی وجود دارد. تنها خطوطی که برجسته و واضح دیده می شوند ، خطوط هیدروژن است. با وجود این ، در طیف برخی از کوتوله های سفید، نمودهای طیفی غیر عادی تر به چشم میخورد. برای مثال ، کوتوله های سفیدی وجود دارند که در طیف آنها اثری از خطوط مربوط به هیچ عنصری دیده نمیشود. طیف برخی از کوتوله های سفید فقط خطوط هلیوم را نشان می دهد ، بی آنکه خطوط هیدروژن در آن قابل مشاهده باشد ، و در طیف برخی دیگر ، تنها خطوط عناصر سنگین مانند کلسیم و آهن وجود دارد. برای شناخت این پدیده های طیف نمایی متفاوت ، تلاش های زیادی صورت گرفته است. طبق استنتاج های کنونی، این پدیده ها احتمالا ناشی از متفاوت بودن مقدار مواد برجای مانده در جو ستاره رمبیده است که تمام یا بخش بیشتری از مغزی آن را کربن تشکیل می دهد. آن دسته از کوتوله های سفید که در طیفشان اثری از خطوط هیدروژن نیست، احتمالا ستاره هایی هستند که هیدروژن پوش بیرونی آنها ، هنگامی که ستاره غول بوده است ، تماما از دست رفته و تمام هیدروژن مغزی آن نیز به سبب واکنش های هسته ای ، سوخته است.

جرم:

خوشبختانه، برخی از کوتوله های سفیدی که کشف شده اند، عضو منظومه های دوتایی هستند و از این رو تعیین جرم آن ها به طور قابل اعتمادی میسر است. یکی از مشهورترین کوتوله های سفید، ستاره شعرای یمانی بی است که پیش تر به آن اشاره کردیم. یکی دیگر از نورانیترین ستارگان آسمان ، شعرای شامی ، نیز یک همدم کوتوله سفید دارد به نام شعرای شامی بی که جرم دقیق آن را می توان به دست آورد. محاسبه مدارهای این ستارگان نشان میدهد که جرم شعرای یمانی بی ، 1.05 برابر جرم خورشید و جرم شعرای شامی بی ، 0.63 برابر جرم خورشید است. احتمالا ، این مقادیر، مقادیر نمونه برای ستاره های کوتوله سفید هستند و دلایل خوبی در دست هست که قبول کنیم هیچ کوتوله سفیدی نمی تواند بسیار پر جرم تر از شعرای یمانی بی باشد.

محاسباتی که در خصوص پیکربندی ستاره تبهگن انجام گرفته است، نشان میدهد که هیچ کوتوله سفیدی با جرم بسیار بزرگ تر از جرم خورشید نمی تواند وجود داشته باشد. محاسبات خواص یک گاز تبهگن – که در آن همه الکترون ها ، تمام فضای ممکن در دسترس را با داشتن تمام سرعت های ممکن ، پر کرده اند – حاکی از آن است که در کوتوله های سفید، جرم و اندازه ستاره ارتباطی نسبتا عجیب با هم دارند. معلوم شده است که هرچه جرم کوتوله سفید بیشتر باشد، اندازه آن کوچک تر است.علاوه بر آن ، محاسبات انجام گرفته نشانگر آن هستند که اگر جرم ستاره بیشتر از 1.2 برابر جرم خورشید باشد ، نمی تواند سیستم پایداری را تشکیل دهد ، زیرا در این صورت ، می باید شعاع منفی داشته باشد که این البته بی معناست. ستاره های پرجرم تر به طریقی متفاوت تر از آنکه مستقیما به کوتوله سفید تبدیل شوند ، می میرند.

چگالی:

کوتوله های سفید اجسامی هستند بسیار کوچک که شعاع آنها بسیار نزدیک به یک صدم شعاع خورشید ، یعنی حدود شعاع زمین است. چون جرم کوتوله های سفید تقریبا معادل جرم خورشید است در نتیجه ، چگالی آن میباید در حدود صد هزار یا حدود یک میلیون برابر چگالی خورشید باشد. چگالی میانگین یک کوتوله سفید نوعی ، در حدود 100000 برابر چگالی آهن است ، یعنی یک فنجان از ماده کوتوله سفید می باید در حدود 100 تن وزن داشته باشد. مقدار گرانی ( ثقل ) در سطح این ستارگان نیز به طور باورنکردنی زیاد است و به حدود 100 میلیارد برابر گرانی سطحی زمین می رسد. هر جسمی که به منظور کاوش ، در سطح یکی از این ستاره های سرد فرود آید ، بی درنگ در اثر کشش گرانشی بسیار زیاد آن از هم می پاشد.

ادامه دارد »»»

نویسنده: پوریا خوش نمک/ سایت علمی بیگ بنگ

 منبع: ساختار ستارگان و کهکشانها نوشته پاول هاج

اطلاعات بیشتر: White dwarf

قسمت اول