همه چیز درباره نجوم

● ماه وزمین
ماه زمین رادرسفرش درفضاهمراهی میکند’و در هر۳/۲۷روز مداری تقریبأ دایره ای را به دور سیاره زمین طی میکند. مواضع نسبی خورشید’ زمین وماه به طور پیوسته درنتیجه حرکت ماه به دورزمین وزمین به دورخورشیدتغییر میکنند’وپدیده بسیارزیبایی راکه اهمیت عملی دارد ایجاد میکنند.ولی به خاطر این که اندازه شعاع وجرم ماه درمقایسه با سیاره زمین استثنایی است ’تأثیرشدیدی بررویکارهای عملی مردم اعمال میکند.
درمنظومه شمسی هیچ قمری به اندازه ماه به سیاره مادرنزدیک نمی گردد.اندازه بزرگ ماه سبب میشودکه گهگاه سایه بزرگی برروی قسمتهای از زمین بیندازد وهنگامیکه دراثرتغییرمکانهای ماه وزمین’این دوجسم وخورشید بریک خط مستقیم قرارگیرند’پدیده ای تولیدمیشود که به آن خورشیدگرفتگی می گویند.
سنگینی ماه کشش گرانشی قوی رابوجود می آوردکه در نتیجه آن مساحت های بزرگی از خشکی حاصل می گرددواقیانوس هادرامتدادخط زمین –ماه ازچندسانتیمترتاچند متربه سمت خارج بالا می آیندواین پدیده ای است که به آن جزرومد گفته میشود.
اهله ماه نوری که ازماه مشاهده می کنیم’نورمنعکسه خورشید میباشد نصف سطح ماه همیشه روبه خورشید است ولی صورت ماه دارای شکل متغییری است- زیرا همچنان که ماه به دورزمین می گرددقسمتهای متغییری ازطرف آفتابگیرماه رامشاهده میکنیم.
هنگامی که ماه بین زمین وخورشید قرار گیرد ’غیر قابل رؤیت میشود ’زیرا اولا طرف صورت زمین در سایه است ودرثانی موضع ماه در آسمان به خورشید نزدیک میشود ودر نتیجه ماه در تابش خورشید گم می گردد .موقعی که ماه از خط زمین –خورشید کمی دور میشود ’قادریم هلال نازک لبه روشن ماه را ببینیم .هنگامی که ماه در طرف مقابل زمین نسبت به خورشید واقع میشود’صورت آن کاملا روشن شده وآسمان را در بر میگیرد شکلهای متوالی که از ماه ایجاد شده است ’به عنوان اهله آن شناخته میشود .
● اهله ماه
از ماه نو تا هلال ’ربع اول ’محدب ’ماه کامل وسپس برای بقیه نصف دور در مرتبه عکس از محدب ’ربع سوم وهلال تا ماه نو دور میزند. در اهله تربیع ’دقیقا نصف صورت ماه قابل رؤیت ودرخشان است.به این دلیل ماه در اهله تربیع اش اغلب به عنوان نصف کامل یابه عنوان یک ماه نیمه معروف است.
همچنان که ماه در نخستین نصفه دورش از ماه نوتا ماه کامل پیش میرود’ماه افزاینده’ودر نیمه دوم دورش ’ماه کاهنده نام گرفته است .این دوره ۵/۲۹ روز طول میکشد .
فضا نوردان که از ماه زمین را مینگرند ’زمین هم به ترتیب همان اهله هایی را دارامیباشد که ما از روی زمین در مورد ماه مشاهده میکنم . مع ذالک’هر اهله زمین درست نقطه مقابل اهله ماه خواهد بود.اگر ماه در اهله ربع سوم باشد ’فضانوردان زمین را در ربع اول خواهند دید.
● طلوع وغروب ماه
میتوان زمانهای طلوع وغروب ماه را بدست آورد.این زمانها به اهله ماه بستگی دارند . فرض کنید ماه در ربع اولش قرار دارد وناظر بر روی زمین در نقطه ای ایستاده که خورشید مستقیما در بالای قطب شمال رؤیت شده است ’لذا زمین درجهت عکس حرکت عقربه های ساعت می چرخند.همچنانکه زمین میچرخد ’ناظر طلوع ماه را در بالای افق شرقیش مشاهده میکند . ماه به صورت نیمه کامل که نیمه روشن آن به سمت بالا است ظاهر میشودواینهمان است که ناظر ماهرا مستقیمادربالای سرش در ساعت ۶ بعد از ظهر میبیند. حدود نیمه شب ’ماه در افق غربی ناظر که نیمه روشن آن به سمت پایین است ’غروب میکند.زمان واقعی غروب ماه’با توجه به این حقیقت که خود ماه در جهت خلاف عقربه های ساعت به دور زمین حرکت میکند تاخیر دارد ودر نتیجه ماه در خلال شب نسبت به ستارگان به سمت شرق عقب می افتد.
● گرفتگیهای خورشیدی
موقعی که ماه ازبین خورشیدعبورمیکند’دربعضی ازنواحی زمین جلوی تمام یاقسمتی ازپرتوهای خورشیدرامی گیرد.این واقعه’گرفتگی خورشیدنام گرفته است ودرصورتیکه تمام رتوهای خورشیدازدیدناظرمحوشده باشند’پدیده ای پرحرمت ترازتمام پدیده هاینجومی اتفاق می افتد.
همچنانکه ماه ازروی قرص خورشید می لغزد’یک تاریکی غیرطبیعی برروی زمین ایجادمیکند’ودرطی آن پرندگان وراجی خودراقطع میکنند.به مدت چندیندقیقه’ماه تمام خورشیدراسیاه میکند’دمای هواکم میشودوتاج خورشیدی-جوخارجی خورشید-به صورت یک مرواریدظاهرمیشود’وهاله ضعیفی به دورقرص سایه سیاه ماهایجادمی گردد.
دراین زمان ستارگان وسیارات درآسمان روشنتررؤیت میشوند.همانطورکه ماهمسیرش راادامه می دهد’درخلال ساعت بعدی مجدداصورت خورشیدآشکارمیشود’یعنی ازیک هلال نازک به درخشندگی کامل رشد میکند.
گرفتگیهابه صورت منادی حوادث مهم’موردتوجه قدمابود.مجامع زیادی ازقدمایادداشتهای دقیقی ازگرفتگیهاراثبت میکردند’ولی دربین آنهاستاره شناسان بابلی مستثنی بودند’زیراکه آنهاوقتشان رابه جمع آوری این حوادث اختصاص داده بودند.بامراجعه به ثبت گرفتگیهادرکتیبه های میخی لوحه های بابلیها’فهمیده میشودکه تاریخ ثبت به دومین دوره هزارساله قبل ازمیلادبرمیگردد.
یک مثال مربوط به گرفتگی’لوحه ای است که حوادث غیرمعمولی به روی آن ثبت شده است.نظیرظهوریک زن خاردار’یک گوسفندچهارشاخ ویک لاشه درحال صحبت.لوحه ای رادراین سری نشان می دهد.حادثه ای که درلوحه توضیح داده میشود’میتواندبه صورت کاملا مساوی از یک رعدوبرق یایک گرفتگی تعبیرشود’امابقیه لوحه به حوادث واقعی واستثنایی مربوط میگردد.
ستاره شناسان با دقت بسیارزیادی تاریخ وقوع گرفتگیها رادرطول هزاران سال درگذشته ونیزدرآینده می توانند حساب کنند.آنهامدارهای زمین وماه رابادقت کافی می شناختندوقادربودندزمانهایی که ازیک نقطه بخصوصی برروی زمین ’خورشیدوماه دریک امتدادقرارمیگیرندراتعیین کنند.
● گرفتگیهای کلی
مسیرماه به دورزمین بیضی میباشد که هرماه یکبار دربیشترین فاصله۴۰۴۸۰۰کیلومترودرکمترین فاصله۳۵۳۶۰۰کیلومترقرارمیگیرد.اگرگرفتگی موقعی رخ دهدکه ماه نزدیک زمین باشد’قطرظاهری آن به اندازه کافی بزرگ شده ودرنتیجه تمام پرتوهای خورشیدگرفته میشود’چنین گرفتگی ای’گرفتگی کلی نام دارد.
چگونگی این ترکیب’به طورمتوسط درهردویاسه سال درهرنقطه ای اززمین یکبارصورت می پذیرد.دریک قسمت مشخصی اززمین فقط یکباردرهر۳۶۰سال گرفتگی کلی رامیتوان دید.
دوره تناوب کلی یک گرفتگی خورشیدمعمولادویاسه دقیقه است ونمی تواندبیش از۷دقیقه ادامه پیداکند.یک خورشید گرفتگی کلی درایالات متحده در۷مارس۱۹۷۰م.رخ دادکه این گرفتگی درعرض کمانی از خلیج مکزیکوتابالای ساحل شرقی مرئی بود.
دوره گرفتگی کلی درامتدادخط مرکزی مسیر ’سه دقیقه بود.یک گرفتگی خورشیدمرئی دیگردرایالات متحده درسال ۱۹۷۹م.رخ داده است.
● گرفتگی حلقوی
اگر هنگامی که ماه در بیشترین فاصله اش از زمین قرار دارد یک گرفتگی خورشیدی رخ دهد ’قطر ظاهری ماه کوچکتر ازقطر خورشید خواهد بود و حاشیه قرص خارجی خورشید در سرتاسر گرفتگی حتی برای محلی از زمین که دقیقا در خط بین مراکز ماه وخورشید قرار دارد مرئی باقی می ماند . ازچنین محلی که ماه از وسط زمینو خورشید عبور میکند ماه بصورت قرص سیاهی که توسط حلقه روشن لایه های خارجی خورشید احاطه شده است ظاهر میگردد .این نوع گرفتگی ’گرفتگی حلقوی نامیده میشود .
گرفتگی جزئی هنگامی رخ میدهد که ماه به خط خورشید – زمین نزدیک باشد ولی نه به آن اندازه نزدیک که بتوان جلو تمام پرتوهای خورشید را از هر ناحیه ای از زمین بگیرد .در آن نواحی از زمین که در داخل مسیر گرفتگی جزئی قرار دارد قرص ماه در داخل خورشید در گیر خواهد شد ولی هرگز به طور کامل پوشانده نخواهد شد. گرفتگی های جزئی به تعداد بیشتری از گرفتگی های حلقوی و کلی رخ میدهد.
● گرفتگی های قمر
گرفتگی های قمری ’هنگامی که زمین ماه وخورشید در یک خط مستقیم قرار دارد وماه در پشت زمین قرار میگیرد ’یعنی در در صورت ماه کامل رخ میدهد . در هر مکانی بر روی زمین که در ان ماه رویت میشود ’ گرفتگهای قمری مرئی هستند ’در صورتی که گرفتگی خورشید فقط در نوار باریکی از سطح زمین که کمتر از ۱۶۰ کیلومتر است رویت میشود .
در خلال یک گرفتگی کلی قمری ماخ هیچ نوری را به استسناء آن نورهایی که از اطراف لبه های زمین توسط شکست در جو صورت میگیرد’دریافت نمیکند واین نورها به صورت عدسی عمل کرده ونور خورشید را به سمت ماه کانونی میکند
مولفه نور آبی شکسته شده ودر اثر پراش در سطح زمین شدت آن کم میگردد و لذا ماه به وسیله نور خورشید که در آن طول موجنور آبی وجود ندارد ’روشن گردیده وآن را به رنگ مسی-قرمز تیره ظاهر می سازد .
همچنان که گرفتگی قمری ادامه پیدا میکند سایه زمین عرض صورت ماخه را با تندی حدود ۳۲۰۰کیلومتر بر ساعت جاروب میکند.یونانی ها در ۲۴۰۰سال پیش به این حقیقت که سایه زمین بر روی ماه دایره شکل است پی برده وسپس فهمیدند زمین کروی است .
● فصول گرفتگی
اهله های ماه به طور متوسط در هر شش ماه در خلال فصول گرفتگی نیمه سالیانه رخ میدهد. در بیشتر ایام سال ماه در ماه نوودرماه کامل در خارج صفحه مدار زمین قرار دارد وگرفتگی نمیتواند به وقوع بپیوندددر هر ماه دو بار ماه از میان صفحه مدار زمین عبور میکند نقاطی را که ماه از میان این صفحه عبور میکند به A,Bنشان میدهند که گره های مدار نام دارد و خط A,Bرا خط گره ها مینامندهمچنان که زمین ماه به دور خورشید گردش میکنند صفحه مدار ماه در فضا ثابت است
● جذر مد
همان طور کهع مته مدارش را دور میزند نیروی گرانشی بر روی تمام قسمت های زمین خواهد داشت و این نیرو به اندازه کمی احساس میشود و أنها در فواصل مختلفی از ماه قرار دارد چون این نیرو با افزایش فاصله کاهش می یابد کشش ماه بر روی طرف نزدیک زمین بزرگتر است نتیجه أن برامده شدن طرفی از زمین است که در مقابل ماه قرار دارد و أن را جذرومد قمری نامیده میشود.
ارتفاع جذرومد در اقیانوس باز یا دریا تقریبا ۶/۰متر میباشد در خلیج فاندی ,در مرز بین ماین و کانادا ارتفاع جذرومد به ۱۵متر میرسد .هنگامی که قارهای جلوی ماه قرار میگیرد صخره جامد أن در مقابل گرانی ماه مقاومت میکند.تاثیر کشش ماه بر روی قاره ها که جذرومد خشکی نامیده میشود معمولا بیش از ۲۰سانتیمتر ارتفاع ندارد .همچنین بر أمدگی مدی در طرف مقابل زمین که دور از ماه است برابر با ارتفاع مد در طرف دیگر زمین میباشد.ماه قویا طرفی از زمین را که در مقابل أن قرار دارد می کشد اما درون زمین را با قدرت کمی میکشد ,و کمترین کشش مربوط به قسمت دور از ماه میباشد.
● جذرومد خورشیدی
خورشید مانند ماه مدی را بر روی زمین ایجاد میکند. اگرچه خورشیدبسیار وزین تر از ماه است اما بسیار دور تر از أن نیز می باشد در نتیجه قدرت نیروی مد خورشید کمتر ازنصف قدرت ماه است در هر ماه دو بار خورشید و ماه برای تولید جذرو مد های بزرگ استسنایی تشریک مساعی میکند این اتفاق در ماه نو روخ می دهد ماه خورشید در یک طرف زمین و در ماه بدر یعنی وقتی که خورشید ماه در دوطرف مقابل زمین قرار دارند صورت میگیرند که این حادثه جذرومد بهاری است .
چون نیروی جذرومدی خورشید به اندازه ماه قوی نیست لذا هنوز جذرومد قمری رخ میدهد لکن کمتر از أن وقتی خواهد بود که خورشید مقداری أب را به خارج نمیکشیدجذر مدهای حاصل کمترین جذرومدها نامیده شده.
● اثر جذرومدها بر روی چرخش زمین
همچنان زمین در خلال شبانه روز به دور محورش میچرخد جزر ومد به سمت ماه جهت داده میشود بنابراین زمین در زیر جذرومد مچرخد یا از نقطه نظر شخصی که بر روی سطح زمین قرار دارد جذر ومد از میان سطح زمین به سمت عقب حرکت مکند.
حرکت روزانه جذرومدها در عرض اقیانوس ها و دریاها درست نظیر حرکت أنها از میان یک جسم جامد بر روی خشکی سبب ایجاد مقدار زیادی اصطکاک میشود اگر این انرژی می توانست برای مقاسد مفیدی مجددا به کار رود برای تهیه قدرت الکتریکی مورد نیاز چندین برابر کل جهان کافی بود .
جذر ومدها به عنوان ترمزی بر روی چرخش زمین می کند و چرخش أن را به میزان ثابتی کند میکند جذرومدها سبب افزایش طول روز میشود چون زمین خیلی بزرگ است اثر جذرومدها بر روی طول روز کوچک می باشد این اثر نا چیز به دوران های مربوط به زمین شناسی یعنی ۳۰۰۰۰۰۰۰۰ سال پیش در عصر دیوانیان بر میگردد که روز فقط ۲۲ساعت طول داشت .
‌● آسمان متغیر شب
در یک شب صاف پاییزی در بیشتر مکانهای ایالات متحده روشنترین ستارگان أسمان دارای ظاهری میباشد که ۳ستاره دجاجه ,نسر واقع ونسر مثلث بر جسته ای را در بالای سر تشکیل میدهند ودو نمونه از ستارگان نزدیک به افق به شکلهای مشخص به نام صور فلکی بزغاله وقوس گروه بندی شده اند .
اما در یک شب بهاری در همان مکان اکثر این ستارگان رفته اند ومکانهای أنها توسط گروه متفاوتی مانند شعرای یمانی وصور فلکی کلب اصغر ,دو پیکر ,اسد ,جبار وکلب اکبر پر شده است.
در زمستان صورت فلکی کلب اکبر ظاهر ودر تابستان نا پدید می شود وسایر صور فلکی اسد به جای أن ظاهر می گردد .در هر شب انسان فضاراکمی در جهت مخالف شب قبل مشاهده میکند تغییر جهت فقط یک درجه زاویه ای در هر ۲۴ ساعت است واثرش بر رویموضع ستاره أنقدر ناچیز است که با چشم غیر مسلح از یک شب تا شب بعد مشاهده نمیشود .
پس از شش ماه زمین به طرف دیگر مدارش منتقل میشود وناظر أسمان شب قسمت مختلفی از جهان را نظاره مکند .در هر شب یک ستاره دقیقه زود تر طلوع می کند که این در نتیجه اختلاف بین روزهای نجومی و خورشیدی میباشد مجموع ۴ دقیقه ها در ۶ماه به ۱۲ ساعت میرسد ,یعنی ستاره در أسمان شب شش ماه در أسمان روز مرئی وشش ماه بعد درأسمان شب ظاهر خواهد شد.
● محتویات کهکشان
▪ ظاهر کهکشان
همانطور که سیارات به دور خورشید میگردند ستارگان نیز مرکز کهمشان را دور مزند.خورشید نیز در۲۵۰۰۰۰۰۰۰سال یک دور می زند کهکشان بر اثر چرخش به صورت قرص مسطحی در أمده که ضخامتش تقریبأ یک بیستم قطراش میباشد.
توده کروی کوچکی از ستارگان موسوم به هسته کهکشان در مرکز کهکشان به شکل یک برأمدگی قرار دارد کهکشان های مذکور طوری در فضا قرار گرفته ما أنها را از زوایای مختلف می بینیم اگر شما بتوانید به خارج از کهکشان باستید کهکشان را به طور نیم روخ نگاه کنید خیلی شبیه NGC۴۵۶۵به نظر خواهد أمد هنگامی که از صفحه قرص کهکشانی به فضا نگاه می کنیم تعداد زیادی از ستارگان را می بینیم که به صورت یک نوار ممتد وتابنده در عرض أسمان خود نمایی می کند مسیرهای تاریک و نا منظمی که از میان مرکز راه شیری می گذرد به علت ابرهای زیادی از گازوغبار به وجود أمدهاند که در مرکز صفحه کهکشان متمرکز شده و نور بسیاری از ستارگان را سد می کنند
▪ تهی بودن کهکشان
برای فهم تهی بودن کهکشان از تشابه أن با درکی که از اندازه منظومه شمسی داشتیم استفاده می کنیم فرض کنید قطر خورشید از ۶/۱میلیون کیلو متر به اندازه یک پرتقال کاهش یافته باشد .
در این مقیاس کهکشان خوشهای از صد بیلیون پرتقال است که هر کدام به فاصله متوسطی بیشتر از ۱۶۰۰کیلو متر نسبت به همسایگانش قرار گرفته است در فضای بین أنها توزیع رقیقی از اتم ها و چندتایی ملکول و ذرات گاز و غبار وجود دارد که این تهی بودن فضا در کهکشان می باشد .● فواصل بین ستارگان,سال نوری
هر یک از ستارگان داخلی کهکشان به فاصله متوسط ۴۸تریلیون کیلو متر از دیگری قرار گرفته است برای دوری از تکرار چنین شماره های بزرگ از واحد سال نوری استفاده می شود یعنی مصافت طی شده توسط یک پرتوی نور در مدت یک سال که با سرعت ۳۰۰۰۰۰کیلو متر بر ثانیه سیر میکند با استفاده از این واحد فاصله خورشید تا ألفا قنطورس ۳/۴سال نوری فاصله متوسط کهکشان ۵سال نوری وقطر کهکشان ۱۰۰۰۰۰سال نوری میباشد.
● نسل ستارگان
فرض کنید هر نقطه ای بر روی نمودار نمایش دهنده یک ستاره در اسمان است در این نمودار دمای سطحی در امتداد محور افقی و تا بندگی مطلق در امتداد محور عمودی قرار دارد .این منحنی با یک منحنی بایک منحنی قد در مقابل وزن برای نسلی از مردم قابل مقایسه خواهد بود .از این چه انتظاری خواهیم داشت؟ ایا نقاط نشان دهنده نسل کل ستار گان هستند که در سراسر منحنی پراکنده شده اند؟یا اینکه همانند خصوصیات قد ووزن نسلی از مردان وزنان نزدیک یک خط قرار خواهند داشت ؟
برای پیدا کردن پاسخ این سوال اجازه دهید تابندگی ودمای سطحی تمام ستارگان همسایه خورشید را رسم کنیم .فاصله ستاره را باید دانست تا بتوان تابندگی مطلق را از تابندگی ظاهری أن محاسبه نمود . باید به خاطر سپرد که برای اهداف منحنی ,تابندگی ظاهری بی ارزش است زیرا أن خاصیت ذاتی ستاره نبوده بلکه تنها به فاصله ان از خورشید بستگی دارا وتابندگی مطلق است که خاصیت فیزیکی بنیادی ستاره را نشان می دهد .
در تهیه این منحنی تابندگی ذاتی ودمای سطحی را برای تمام ستارگانی که در داخل محدوده ۱۰ سال نوری از خورشید قرار دارند رسم می کنیم . در داخل این حجم از فضا ۱۲ ستاره وجود دارد که شامل خورشید نیز بوده وفاصله أنها مشخص شده است.
قبل از پرداختن به تفسیر منحنی دو ویژگی أنرا باید مورد توجه قرار داد .
یکی این که دما در امتدادمحور پایین از سمت راست به چپ افزایش پیدا میکند که بر خلاف انتظار میباشد .ویژگی دیگر أنکه هم دما وهم تابندگی در مقیاس لگریتمی رسم شده , این نوع منحنی که به نام ترسیم log-log” ” نامیده میشود , به دلیل تغیرات وسیع در روشنایی ودمای ستارگان لازم است.
به طور متوسط رابطه ای بین تابندگی ذاتی ودمای سطحی یک ستاره وجود دارد به علاوه ,میتوان دید که ارتباط طوری است که داغترین ستارگان , روشنترین أنها بوده وسرد ترین ستارگان ,ضعیف ترین انها هستند یعنی هر چه جسم تابش کننده داغتر باشد ,انرژی بیشتری را گسیل می دارد .
خط چین رسم شده روی منحنی بیانگر رابطه ای بین روشنائی ودما است . این خط را میتوان رشته اصلی خصوصیات اساسی نسل ستارگان ویا حد اقل برای ستارگانی که نزدیک ما در کهکشان واقع شده اند ؤ نامید .
اکثر ستارگان در ترسیم دقیقا برروی خط قرار ندارند ؤبلکه آنها در دو طرف خط با فاصله نا چیزی قرار می گیرند . دو دلیل برای این انحرافات وجود دارد .
۱) ستارگان مقداری در ترکیباتشان تغییر میکنند واین تغییر با وجود آنکه چندان بزرگ نیست برای تاثیر گذاشتن بر خواص آنها کافی است . تا حدی پراکندگی در نقاط روی منحنی بیانگر تفاوت در ترکیبات ستارگان است .
۲) منحنی بر اساساندازه گیری هایی بوده که با دشواری انجام گرفته ودر معرض خطاهای اتفاقی بوده که نقاط روی منحنی را پراکنده می سازد .چنان چه امکان اندازه گیریهابا دقت بی نهایت زیاد وجود میداشتنقاط روی منحنیاحتمالا در امتداد خط نزدیکتر به یکدیگر قرار میگرفتند تا آنچه که در عمل دیده می شود .
احتمالا هیچ کس نمی توانست از خط رشته اصلی قد ووزن در نسل انسانی به قدری منحرف باشد که این ستاره ازرشته اصلی ستارگان در روشنایی ودما انحراف دارد کشف چنین ستارهای درپایین نمودار به اندازه ای تعجب انگیز است که مثلا شخصی با ۱۸۰ سانتیمتر قد وفقط چند کیلو گرم وزن یا ۱۲۰ سانتیمتر قد و ۴۵۰ کیلوگرم وزن وجود داشته باشد .
چون ۱۲ ستاره تعداد زیادی نیستند لذا با ترسیم ۵۰ یا ۱۰۰ ستاره ممکن است چندین رشته اصلی موازی بر روی منحنی ظاهر ساخت که این بیانگر خا نواده های مختلف ستارگان میباشد آنگاه ستاره دور افتاده قابل توضیح بوده .
با این ایده حجم اطراف خورشید را به کره ای به شعاع ۲۰ سال نوری که شامل ۹۰ ستاره از جمله خورشید است افزایش خاهیم داد .
تعداد قابل توجه ای از ستارگان گر چه هنوز کم هستند کاملا دور از رشته اصلی واقعند ستاره بخصوصی که در پایین نمودار قرار داشت حالا به چندین ستاره دیگر پیوسته که همگی در زیررشته اصلی واقع گردیده اند .
اکثر ستارگان اطراف ما فوق العاده ضعیف هستند انتظار داریم که روشنترین ستارگان آسمان همسایگان ما باشد اما این طور نبوده و تنها یک دو جین از ۹۰ ستاره موجود در فهرست میتوانند با چشم غیر مسلح در شرایط عادی دیده شوند .
هر چند که ستارگان روشنتر از خورشید نسبتا کمیاب بوده اما فوق العاده جالب اند زیرا آنها جرم وتابندگی غولهای اسمانند ستارگان غیر عادی مسیری را به طرف بالا وبه سمت راست در منطقه ای ادامه می دهند که ستارگان انها دارای دماهای سطحی خیلی کم بوده وبنابراین قرمز رنگ هستند . معمولا یک ستاره با رنگ قرمز در مقایسه با خورشید خیلی ضعیف است .
● کوتوله ها وغولها
ستارگانی که در ناحیه پایین وطرف چپ و آنهایی که درناحیه بالا وطرف راست واقع شده اند انقدر قابل توجه اند که اسامی خاصی را به خود اختصاص داده اند .
ستارگان طرف چپ پایین کوتوله های سفید نامیده می شوند وبه این دلیل کوتوله لقب گرفته اند چون خیلی کوچک و ضعیف میباشند وبه خاطر داغ بودن سفید به نظر میرسند .ستارگان سمت بالابه غولهای قرمز معروفند وغول نام گرفته اند چون فوق العاده بزرگ وتابنده اند وقرمز اندیک نمونه کوتوله سفید قطری در حدود ۳۲۰۰۰ کیلومتر یعنی تنها دو برابرقطر کره زمین را دارا میباشد .
کوتوله های سفید ستارگان چگال و فشرده ای هستند که یک قاشق چایخری از ماده آن در حدود ده تن وزن دارد .
از طرف دیگر غولهای قرمز بسیار بزرگ هستند که به طور نمونه دارای قطر ۱۳۹ میلیون کیلومتر یا حدود ۱۰۰ برابر قطر خور شید میباشند اما این ستارگان حجیم در اغلب حالات تقریبا همان جرم خورشید را دارند .
● ستارگان حاصل از پیش ستارگان
مسیر تحول یک پیش ستاره منقبض شونده همانطور که در نمودار هرتسپرونگ –راسل ظاهر میشود نشان داده شده است این مسیر ستاره ای با جرمی معادل با جرم خورشید میباشد عمر پیش ستاره به صورت نقاط متوالی در امتداد نمودار علامت گذاری شده است .
سه سال بعد از شروع شکل گیری اولیه ابر گازی وخاتمه آن که نمایش دهنده برای ۱۰ میلیون سال عمر پیش ستاره میباشد میتوان دریافت که در ابتدا پیش ستاره به طور سریع وسپس خیلی آهسته به طرف پایین نمودار H-R حرکت می کند .
بعد از ۲۷ میلیون سال که کره گازی شروع به فر ریختن می کند به همسایگی رشته اصلیمی رسد مسیر رسم شده پیش ستاره در نمودار H-R بر اساس مشاهدت مستقیم پیشستارگان پایه گذاری نشده .
همانطور که در بالا اشاره شد یک پیش ستاره در طول سالهای اولیه عمرش با سرعت زیادی تابش میکند .
ستارشناسان نظری با استفاده از ماشین های الکترونیکی سریع قادر به محاسبه اندازه روشنایی وتوزیع دمای یک ستاره منقبض شونده می باشند .اگر چنین کوششی با دست وبا ماشینهای حساب رو میزی توسط ۳۰۰۰ ریاضیدان صورت میگرفت ۵ سال به طول میانجامید وبیش از ۱۰ میلیون دلار هزینه بر میداشت . اختراع ماشین حسابگر با سرعت زیاد یکی از دلایلی است که سبب پیشرفت فراوانی در فهم ما از تولد ستارگان در دهه اخیر شده است.
● افروزش هیدرو ژن
پیش ستاره از زمان شکل گیری اش ابتدا به سرعت وسپس آهسته تر همانطور که چگال شده و اتمهای متحرک با مقاومت افزایش یافته ای به طرف مرکز مواجه شده اند فرو ریخته است.
بعد از ۱۰میلیون سال پیش ستاره ازقطراولیه اش که تریلیون کیلومتر است به قطری حدود۴/۲میلیون کیلومتر فشرده شده است .به طور همزمان دمای مرکز پیش ستاره به ده میلیون درجه کلوین افزایش یافته است برای اولین بار در این دما پروتون ها در مرکزپیش ستاره باسرعت زیاد درحال حرکت وبرخورد میباشند تا به مانع الکتریکی نفوذ کرده وبه داخل بیایند تابه نیروی هسته ای جازبه برسند.دراین حال پیش ستاره یک ستاره شده است.با رها شدن انرژی هسته ای در مرکز’ستاره تااندازه ای گرمتر وبیشتر تابنده میشود
همانطور که این وقایع صورت می گیرد ستاره به طرف بالا وبه سمت چپ نمودار H-R حرکت می کند تا اینکه ۱۷میلیون سال بعدازشروع جوش هسته ای و۲۷میلیون سال بعد ازفرو ریختن پیش ستاره به محل استراحتش برروی رشته اصلی می رسد.
● رشته اصلی
همجوشی هسته های هیدروژن’هلیوم راتولیدمیکنند.این واکنش’طولانی ترین مرحله منفرداز تاریخ یک ستاره رادربرمی گیردکه حدود۹۰%اززندگی اش برای حالتی باجرمی معادل نورخورشید,میباشد.خورشیددرنیمه این مرحله است,حدود۶/۴بیلیون سال قبل به رشته اصلی أمدوبرای۴یا۵سال دیگرقبل ازاینکه بمیرد,درأنجا باقی می ماند.
خورشید هیدروژن اش رابه أهستگی می سوزاند,زیراتحول زندگی روی زمین نیزیک فرایند خیلی أهسته است.بر طبق مدارک سنگواره ای,اشکال ساده حیات نظیر باکتری ها زمانی در اولین بیلیون سال وجود منظومه شمسی در روی زمین ظاهر شدند واشکال پیشرفته حیات تا چند بیلیون سال بعد از أن پدیدار نشدند .
به فرض أنکه عمر خورشید ۱۰۰میلیون سال یا کمتر بوده باشد مشکوک به نظر می رسد که مخلوقات با هوش زمین را هرگز اشغال کرده باشند .اگرچه خورشید حدود ۱۰بیلیون سال عمر خواهد کرد ستارگان دیگر با زمانهای کوتاهی نظیر یک میلیون سال عمر می کنند و هنوز ستارگان دیگری ممکن است برای زمان طولانی نظیر یک تریلیون سال یا بیشتر نیز عمر کنند .
بزرگترین ستارگان عمرکوتاهی دارند أنها سوخت بیشتری برای سوزاندن دارند .اما خیلی سریع تر از ستارگان کوچکتر أن را میسوزانند .چرا یک ستاره سنگین سوختش را خیلی سریعتر از یک ستاره ستاره سبکتر می سوزاند ؟
وزن زیاد چنین ستاره ای دمای بیشتر ی را در مرکز تولید می کند وسبب می شود که پروتونهاخیلی شدید تر از پروتنها در یک ستاره سبکتر برخود کنند .
در اثر شدت این برخورد ها سد الکتریکی بین پروتونها خیلی ساده تر نفوذ پذیر میشود و میزان واکنش هسته ای بالا می رود .
در ستارگان سنگینتر میزان واکنش با افزایش دما بالا می رود به نحوی که با دوبرابر شدن دما میزان واکنش در سازه ۳۰۰۰۰ ضرب می گردد .از طرف دیگر ستاره ای به جرم۱/۰ خورشید باید برای یک تریلیون سال عمر کند که ستاره بارنارد یک نمونه از أن است .این ستاره باید بعد از نابودی خورشید برای مدت طولانی درخشان باشد .
● تجربیات در درون یک ستاره
چگونه ستاره شناسان می توانند با اطمینان بیان کنندکه خورشید به مدت ۱۰ بیلیون سال هیدروژن را می سوزاند ؟پاسخ در بر گیرنده یک فرق اساسی بین نجوم و سایر حوزه های دیگر تجسسی علمی می شوداکثر شاخه های علم در تجربیات أزمایشگاهی استوار است به نحوی که دانشمندان رفتار یک شی را تحت شرایط دقیق مطالعه میکند شی ممکن است یک الکترون,یا یک ویروس باشد.
اجرام تحت مطالعه اغلب کهکشان ها ستارگان یا سیارات می باشند که برای أوردن به أزمایشگاه یا بسیار بزرگند یا در حالت طبیعی کشف شدند .
تعریف جدید تحول ستاره ای تقریبأ به همانند اندازه که به تلسکوب و طیف نما وابسته است به چنین تجربه هایی بر اساس استفاده از ماشین حسابگر نیز بستگی دارد.
یک تجربه ای عددی بر روی یک ستاره با مجموعه ای از قوانین یا فرمول ها نظیر قوانین نیوتون شروع میشود که طی أن شی مورد مطالعه راتوصیف میکند وبیان می دارد که چگونه شی تحت تاثیر نیرو های طبیعی قرار میگیرد . ستاره شناس با این فرض که ستاره توزیع کروی از ماده توسط گرانی را نگه می دارد
تجربه عددی مربوط می سازد .ستاره شناس برنامه کامپیوتری را همراه با عداد نمایش دهنده جرم ستاره مقدار ثابت جهانی گرانی میزان های اندازه گیری شده از واکنش گوناگون هسته ای به حافظه ماشین حسابگر وارد می کند.
ماشین حسابگر تمام حساب لازم را خیلی سریع انجام میدهد سر انجام توصیف کاملی از ستاره شامل دما چگا لی ترکیب داخلی تابندگی ودمای سطحی اش را تولید میکند .
چون سوختن هیدروژن منبع انرژی ستاره است لذا وقتی که مقدار هیدروژن تغییر می کند تمام خواص ستاره نیز تغییر می کند .اساسأ , شرایط در درون ستاره به علت ۱پایین أمدن مداوم مقدار هیدروژن در هر ثانیه تغییر می کند . به هر حال در طول زندگی ستاره وقتی که هیدروژن را میسوزاند ساختارش أنقدر أهسته تغییر می کند که توصیف ثانیه به ثانیه أن ضروری نمی باشد دوره سوختن هیدروژن خورشید ۱۰بیلیون سال طول می کشد .
ستاره شناس به عنوان نتیجه ای از محاسبه اش, تقریبا می داند چگونه شرایط در ستاره بر أن فاصله زمانی ۵۰ میلیون سال خاص تغییر کرده است. به این طریق او تحول ستاره را در مرحله سوختن هیدروژن از زندگی اش در طول ۵۰ میلیون سال رد یابی مکند.
● حفره های سیاه در فضا
با تشخیص ارتباط بین ستارگان نوترونی, تپ اخترها وابرنواخترها تعدادی از ستاره شناسان احساس کردند که أخرین صفحات داستان زندگی ستاره گان را نوشته اند .اما, شواهد اخیر سوظنی ایجاد کرده است که ستاره نوترونی یا تپ اختر مرحله نهائی فشردگی ماده ستاره ای نیست تحت شرایطی خاص هسته یک ستاره ممکن است به ابعادی کمتر از ۱۶کیلومتر که حد ستاره نو ترونی است منقبض شود این مقدار به شعاعی معادل ۲/۳کیلو متر میرسد.
● شکل گیری یک حفره سیاه
بر اساس نظریه اینشتین وقتی ابعاد ستاره حدود ۶/۱میلیون کیلو متر (قطر) باشد ,نیروی گرانی در سطح أن برای نگه داشتن پرتوها نور فراری کافی نخواهد بود ,در نتیجه این پرتوها ستاره را با انرژی کمتری ترک می کنند.اما اگر ماده ستاره در حجم کوچکی فشرده باشد ,نیروی گرانی در سطح أن بسیار بزرگ خواهد بود .این حالت,می تواند برای هسته ستاره ای که نتیجه انفجار ابرنواختر است ,اتفاق بیافتد .
● خواص یک حفره سیاه
نیروی گرانی یک حفره سیاه نه تنها مانع از فرار نور می شود ,بلکه از خروج کلیه اجرام فیزیکی از حفره جلوگیری می کند .
واین پیش بینی دیگری از نظریه اینشتین است که اظهار می دارد هیچ شیئی نمیتواند سریعتر از نور حرکت کند .
هر پرتو نوری یا شی فیزیکی که از خارج به حفره سیاه وارد می شود نیز محبوس می گردد و هرگز نمی تواند مجددأ خارج شود.
داخل حفره سیاه کاملا از جهان خارج جدا شده است یعنی می تواند اجرام و تابش را بگیرد ولی نمی تواند چیزی را پس بدهد.

منبع : کاشف