معماری
خانه / مقالات / اخترفیزیک / ستارگان نوترونی و تپ اخترها

ستارگان نوترونی و تپ اخترها

سحابی خرچنگ در صورت فلکی ثور بقایای به جامانده از یکی انفجار ابرنواختری است که در سال ۱۰۵۴ میلادی مشاهده و ثبت شده است. در آن سال این ستاره‌ی نوظهور  به مدت ۲۳ روز، در مکانی که الان سحابی خرچنگ قرار دارد با نورانیتی در حدود سیاره زهره در آسمان می‌درخشید. اکنون در قلب این سحابی ستاره‌ای بسیار کم فروغ در هر ثانیه بیش از ۳۰ بار روشن و خاموش می‌شود! این‌جا یکی از قوی‌ترین منابع امواج رادیویی و پرتو ایکس در آسمان است که در حقیقت آثاری از تپش یک ستاره نوترونی است که از  آن ستاره اصلی به جامانده است.

(با کلیک بر روی عکس ها، آنها را بزرگتر ببینید)

سحابی خرچنگ
سحابی خرچنگ

تپ اختر

تپ اختر سحابی خرچنگ
تپ اختر سحابی خرچنگ

ستارگان نوترونی

ستارگان نوترونی چگال‌ترین و متراکم‌ترین ستارگان موجود هستند. تصور این‌‌که یک حبه قند از ماده این ستارگان صدمیلیون تُن جرم داشته باشد، واقعا دیوانه کننده است!! تاکنون بیش از ۱۰۰۰ ستاره نوترونی کشف شده‌اند که جرم آن‌ها بین ۱/۵ تا ۳ برابر جرم خورشید است، ولی قطرشان از ۲۰ تا ۳۰ کیلومتر بیشتر نیست.

در حقیقت این ستارگان توده‌هایی متراکم از نوترون کنارِ هم قرارگرفته هستند و هیچ فضای خالی‌ای بین این ذرات نیست؛ دقیقا مثل خرماهایی که در جعبه خرما کنار هم چیده شده‌اند. چگالی آن‌ها هم‌ارز چگالی هسته اتم‌هاست، یعنی ۱۰۱۷ کیلوگرم در هر مترمکعب!

ستارگان نوترونی آخرین بازمانده از ستارگانِ سنگینی هستند که پس از انفجار اَبَرنواختری، جرم هسته باقی مانده از ستاره بیش از ۱/۴ برابر جرم خورشید باشد. در این هسته که ترکیبی است از پروتون، نوترون و الکترون؛ نیروهای هسته‌ای هم نمی‌توانند در مقابل فشار بسیار شدید گرانشی تحمل کنند و ستاره دوباره برروی خود فرومی‌ریزد تا الکترون‌ها و پروتون‌ها ترکیب شده و به نوترون تبدیل شوند. در این مرحله به قدری متراکم می‌شود که از کره‌ای که کمی بزرگتر از زمین بوده (همان کوتوله سفید)، به کره‌ای با قطر حدود ۲۰ کیلومتر تبدیل می‌شود؛ کره‌ای مملوّ از نوترون‌های به هم چسبیده.

براساس مدل‌های ستاره‌ای و مشاهداتِ رصدی، ستارگانی که جرمی بین ۸ تا ۲۰ برابر جرم خورشید دارند به ستاره نوترونی تبدیل می‌شوند. جرم این ستاره نوترونی نمی‌تواند بیش از ۳ برابر خورشید باشد، چون در این صورت، باز نیروی گرانش غلبه کرده و آن را به قدری متراکم می‌کند تا به یک سیاهچاله تبدیل می‌شود و قطری درحدود یک کیلومتر پیدا خواهد کرد!

تپ اخترها

اما ماجرای تپ‌اخترها چه ارتباطی به ستارگان نوترونی دارد؟

ستاره اولیه‌ای که به یک ستاره نوترونی تبدیل شده، در حال چرخش بوده و همزمان با تراکم و کوچکتر شدن‌های پی‌درپی، بر سرعت چرخش آن افزوده می‌شود، به حدی که در مرحله نوترونی شدن، حتی تا هزار بار در ثانیه خواهد چرخید (فوق العاده است!).

علاوه بر این به علت تراکم بسیار زیادی که پیداکرده است شدت میدان مغناطیسی آن هم هزاران برابر افزایش یافته است. از طرفی الکترون‌های بی‌شماری که در اطراف و قسمت‌های خارجی ستاره قراردارند در برهمکنش با این میدان مغناطیسی قوی، تشعشعاتِ پرانرژی تابش می‌کنند که با شدت زیاد از دو قطبِ ستاره به بیرون تابیده می‌شوند. این تابش‌ها در همه طول موج‌های طیف الکترومغناطیس خواهد بود.

حال اگر هنگام چرخش ستاره، امتداد تابش این پرتوها در جهت دید ما برروی زمین باشد، باعث می شود که ما آن را به صورت یک ستاره تپنده مشاهده کنیم که به سرعت روشن و خاموش می شود. در واقع ترکیب این تابش‌های قوی که فقط از دو قطب ستاره خارج می‌شود با چرخش سریع ستاره سبب می‌شود تا ستارگان نوترونیِ چرخان را به صورت چراغ‌های چشمک زنی همانند فانوس‌های دریایی رصد کنیم. این ستارگان تپنده دوره تناوب‌های بسیار کوتاهی در محدوده صدم و هزارم ثانیه دارند. به این اجرام تپ‌اختر (Pulsar) گفته می‌شود.

تپ اختر
تپ اختر

آن چیزی هم که اکنون در قلب سحابی خرچنگ مشاهده می‌کنیم و با دوره تناوب ۰/۰۳۳ ثانیه درحال تپش است یکی از شناخته‌شده‌ترین تپ‌اخترهای آسمان است.

البته به مرور زمان براثر از دست دادن انرژی چرخشی خود، سرعت دوران آن‌ها کاهش یافته و دوره تناوب آن‌ها بزرگتر خواهد شد. یکی از موارد جالب تپ اختر sxp1062 است در ابر کوچک ماژلانی که دوره تناوب بسیار بزرگی دارد! در مقاله «تپ اختر تنبل!» بیشتر با آن آشنا شوید.

تهیه و تنظیم:

محمد همایونی

در صورت تمایل می‌توانید فایل پی دی اف این مقاله را از لینک زیر دانلود کنید:

دانلود کنید

همچنین ببینید

تپ اختر تنبل! SXP 1062

ستاره شناسان شواهدی از وجود یک تپ اختر را درون بقایای یک انفجار اَبَرنواختری در …

پاسخ دهید

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

قالب وردپرس
درک این مطلب که منزلگاه ما کجای این کیهانِ بی انتها قرار دارد چندان آسان نیست؛ در این کتابچه با استفاده از مقیاس "12 گام" در دوازده مرحله از محل سکونت خود تا ابعاد بزرگ عالم سفر می کنیم؛ تا هم جایگاه خودمان، هم ابعاد و عظمت این کیهان بی انتها را مشاهده کنیم.
ایمیل شما نزد ما امانت است.
12 گام
دانلود کتابچه 12 گام
با تشکر از توجه شما متأسفانه در حال حاضر مهلت ثبت نام پایان یافته است.
برای دانلود رزومه لطفا ایمیل خود را ثبت کنید:
ایمیل شما نزد ما امانت است و ما هم مثل شما از ایمیل های مزاحم بیزاریم.
به محض ثبت ایمیل تان، فایل را دانلود کنید:
ایمیل شما نزد ما امانت است و ما هم مثل شما از ایمیل های مزاحم بیزاریم.
تبریک به شما بابت این‌که به این مقاله علاقه‌مندید!
ثبت ایمیل‌تان الزامی نیست، ولی ارسال آن باعث ارتباط بیشتر ما با شما خواهد شد.
ثبت نام رایگان
اطلاعات شما نزد ما امانت است
برای شرکت در جلسه اول لطفا اطلاعات زیر را کامل کنید
تبریک به شما! ثبت نام انجام شد.
لطفا دستورالعمل حضور در کلاس‌های آنلاین را که در صفحه توضیحات همین دوره آمده است با دقت مطالعه کرده و انجام دهید. لینک ورود به کلاس هم چند دقیقه قبل از شروع کلاس برای شما ارسال می‌گردد.
برای ثبت نام در دوره‌های آنلاین،اطلاعات زیر را کامل کنید:
اطلاعات شما نزد ما امانت است
درود بر شما. متأسفانه مهلت ثبت نام این دوره به اتمام رسیده است. در صورت تمایل می‌توانید ایمیل خود را به همراه نام دوره مورد نظر؛ برای ما ثبت کنید تا هر زمان که ثبت نام دوره جدید شروع شد، به شما اطلاع دهیم. شاد و پیروز باشید.
ایمیل شما نزد ما امانت است
برای شما که به این موضوع علاقه‌مندید یک تخفیف 30% در نظر گرفته‌ایم. کافی است هنگام ثبت نام، در سبد خرید خود از کوپن تخفیف: NewMoon30 استفاده کنید. شاد و پیروز باشید.
تبریک !!
فرصت را از دست ندهید :)