تغییر در نور ستارگان

این مطلب مقاله‌ای است که آقای علی‌اکبر بقولی، یکی از دانشجویان دوره‌های آنلاین ستاره‌شناس، تهیه کرده‌اند. از زحمت‌های ایشان بسیار سپاسگزارم. علی‌اکبر عزیز اکنون (مرداد ۱۴۰۰) دانش‌آموز پایه دهم هست. ترتیب و نحوه بیان مطالب همه بر عهده خودشان بوده است. منتظر مطالب دیگر از ایشان هستم.

مقدمه

تغییر در ستارگان به معنای تغییر در نوع آنان نیست، تغییرات نور آن‌ها را بیان می‌کند.

در این مقاله سعی دارم شناختی نسبت به گونه‌ای از ستارگان به نام متغیران ایجاد کنم، و چگونگی ساز و کار آنان را برایتان بنویسم .

متغیر چیست و چرا آنها را متغیر می‌نامیم؟

ستارگان متغیر، ستارگانی هستند که تغییراتی در میزان نور و مقدار قدر ظاهری آنان ایجاد می‌شود.

متغیرها به سه گروه زیر تقسیم می‌شوند:

۱- فورانی
۲- تپنده
۳- گرفتی

متغیرهای گرفتی را می‌توان همان ستارگان دوتایی که اسیر بند گرانش یکدیگر شده‌اند دانست.

 این ستارگان با عبور کردن از جلو، دیگری درخشندگی را تغییر می‌دهند، در اصل این  دو ستاره هیچ عمل فیزیکی و یا شیمیایی انجام نمی‌دهند.

متغیرهای تپنده:  در این ستارگان عمل تغییر این گونه  است که  با منقبض و منبسط شدن ستاره باعث حجیم شدن و در نتیجه تغییر در درخشندگی و نهایتا قدرظاهری گردد و تناوب در آنها ایجاد می‌شود.

متغیرهای فورانی: ستارگانی هستند که با فوران‌های ستاره‌ای خود به صورت نامنظم ایجاد تغییر می‌کنند.

نوعی دیگر از متغیرها را می‌توان ستارگان  چرخان نامید،  که با پخش شدن دما به صورت نادرست باعث لکه‌های روی ستاره می‌شود که باعث تغییر در نور بین ستارگان است، این ستارگان میدان مغناطیسی بسیار قویی دارند که باعث می‌شود تناوب آنان تا بیست و پنج روز برسد .

۱- متغیرهای تپنده

طیف در آنها نیز تغییر می‌کند که علت را پدیده دوپلر می‌نامند.

پدیده دوپلر: اگر فرستنده یا گیرنده‌ی یک موج در حال حرکت باشند بسامد موجی که توسط گیرنده دریافت می‌شود تغییر می‌کند.

 در این نوع ستاره حتی ممکن است شعاع دو برابر و تغییرات دما در آنان تاثیر گذار است.  در ستاره حتی اگر ذره‌ای دما تغییر کند درخشندگی نیز تحت تاثیر قرار می‌گیرد .

۱-۱ قیفاووسی‌ها

نوعی از ستارگان متغیر تپنده هستند که نام آنها برگرفته از صورت فلکی قیفاووس است.
در واقع اولین ستاره متغیر از این نوع را می‌توان در صورت فلکی قیفاووس پیدا کرد .

این نوع ستارگان با رده طیفی  K وF  دوره تناوب  نزدیک به یک تا پنجاه روزه دارد تقریبا می‌توان گفت دوره تناوب منظم و در پی هر منحنی نور ستارگان کاهش می‌توان یافت (شکل ۱-۱) نوع و اندازه قدر و درخشندگی در تغییر آن بستگی دارد طیف و رنگ ستاره هم بی‌تأثیر نیست هرچه ستاره به سمت رده طیفی آبی، یعنی O.B.A برود حجیم‌تر  و در نهایت با درخشندگی بیشتری مواجه می‌شویم .

قیفاووسی‌ها را می‌توان در بالاترین بخش و میان نمودار H-R یافت.

۱-۲ ستارگان RR شلیاقی

نوعی دیگر از متغیرهای تپنده هستند که دوره تناوب و تغییر قدر کمی دارند (شکل۲-۱). دوره تناوب آن را می‌توان حتی کم‌تر از یک روز بیان کرد اما تا پنج روز هم دیده شده. قدر آنها  ۰٫۳ تا ۰٫۶ است و آنان تقریبا در یک رده  سنی و جرم برابری هستند.

۱-۳ متغیرهای میرا

 این نوع ستارگان در دسته ابرغول‌ها قرار دارند.

با از دست دادن گاز و ایجاد بادهای ستاره‌ای (solar wind) خود را یکنواخت و پایدار می‌سازند. دوره تناوب آنها را می‌توان ۱۰۰ تا ۵۰۰ روز (شکل ۳-۱) خواند. تناوب خود ستاره میرا چیزی حدود ۳۳۰ روز است.

نام دیگر ستارگان میرا متغیرهای دراز دوره است.

۱-۴ متغیرهای نامنظم

گروه دیگر از ستارگان متغیر تپنده را می‌توان ستارگان نامنظم خواند .

این ستارگان هم، از نوع ابرغول‌ها هستند، ستارگانی جوان و کلان‌جرم که در لایه‌های بیرونی خود تپش‌هایی دارند. نوعی تناوب نامنظم در این ستارگان دیده می‌شود. (شکل ۴-۱)

۱-۵ دیگر ستارگان تپنده

قیفاووسی‌های کوتوله

آنها نسبت به قیفاووسی‌ها ضعیف‌تر هستند و در تناوب بسیار سریع (شکل ۵-۱) و در منحنی نور ضربان ناشی از تداخل این تپش وجود دارد.

بتا قیفاووسی

آنها در نمورار هرتسپرونگ راسل جایی متفاوت از قیفاووسی‌ها دارند (شکل ۶-۱).

اینان ستارگانی با گرمای زیاد و کلان‌جرم هستند، اغلب تابش آنها در ناحیه فرابنفش است.

۲- متغیرهای فورانی

در متغیرهای فورانی هیچ نوع نظمی وجود ندارد، طغیان‌هایی که به فضای میان‌ستاره‌ای پرتاب می‌شوند آنها را جزو متغیرها قرار می‌دهد. این گروه به دو گونه تقسیم می‌شوند: یکی متغیرهای شراره‌ایست و دیگری متغیر سحابی.

 ۲-۱ ستاره‌های شراره‌ای

ستاره‌هایی کوتوله هستند که در رده طیفی M قرار دارند. این نوع متغیر بیشتر در خوشه‌های ستاره‌ای جوان یافت می‌شوند.

 این ستارگان در آشفتگی میدان مغناطیسی هم نقش به‌سزایی دارند، طغیان‌های این ستارگان مانند خورشید است و در روز چندین طغیان رخ می‌دهد. این شراره‌ها به همراه امواج رادیویی هستند و می‌توان از آنها به عنوان منبع انرژی رادیویی یاد کرد.

۲-۲ متغیرهای سحابی

به ستارگانی می‌گویند که در اوایل عمر خود هستند و توسط ابرهای تاریک و یا روشن احاطه شده‌اند.

نوعی از آنها ستارگان تی‌ثوری هستند، ستارگانی کمتر از ۳Mʘ هستند که هنوز به مرحله پایداری نرسیده‌اند و تازه متولد شده‌اند. آنها معمولا در طول موج‌های فروسرخ یافت می‌شوند. این ستاره‌ها با استفاده از فوران‌هایی که در قسمت پیش‌ستاره خوانده‌اید ایجاد تناوب می‌کنند.

یکی دیگر از متغیرهای اشاره شده در فهرست، نواخترها هستند.

 نواخترها به چند دسته زیر تقسیم می‌شوند:

۱-نواختر معمولی.
۲-نواخترهای بازگشتی.
۳-متغیرهای شبه نواختری.
۴-نواخترهای کوتوله.

این نواخترها ساز و کار متفاوتی نسبت به باقی نواخترها دارند.
یکی دیگر از ویژگی آنها این است که طغیان‌های سهمگین و تندی دارند.
در نواخترهای بازگشتی تناوب روشنایی اندکی کمتر از ۱۰ قدر است.
در نواخترهای کوتوله نیز ۳ تا ۶ قدر.
فاصله بروز طغیان‌ها به شدت و اندازه طغیان قبلی بستگی دارد، در این طغیان‌ها خطوط جذبی و نشری یافت می‌شوند.

این توضیحات صرفا جهت شناخت اولیه شما نسبت به متغیرهاست و در مقالات بعدی که به زودی منتشر خواهد شد اطلاعات بیشتری را دریافت خواهید کرد.

ابرنواخترها در ستارگان متغیر

انفجار ستارگان به طور خیلی قوی را انفجار ابرنواختری می‌گویند. در باب ستارگان متغیر ابرنواخترها نیز نقش به‌سزایی دارند و عضو این خانواده هستند، در ابرنواخترها ستاره آنقدر پرنور می‌شود که روشنایی او را به راحتی می‌توان دید، در این مکان انفجار، عناصر بسیار قوی‌تر از آهن را می‌توان دید که می‌توان گفت همه این عناصر که اکنون ما از آن استفاده می‌کنیم از آنجا سرچشمه گرفته است.

در این انفجارها درخشندگی با کاهش مواجه می‌شود، با اینکه روشنایی بسیاری از ابرنواخترهای دیده شده به دلیل  عمر و گذر زمان کم شده اما هنوز قابل مشاهده هستند. حد اقل ۶  ابرنواختر شناخته شده در کهکشان خودمان رصد شده است.

در اوایل مطالعه ابرنواخترها آنها را براساس وجود هیدروژن موجود در آن به دو دسته تقسیم می‌کردند. اما با گذشت زمان دانشمندان آنها را  بسته به نوع طیفشان تقسیم‌بندی کردند . ابرنواخترها در این عالم بی‌پایان آنقدر زیاد هستند که براساس شواهد در سال های ۲۰۰۶ و ۲۰۰۷ حد اقل ۵۰۰ ابرنواختر کشف شده است.

ستارگان متغیر از نوع ریزهمگرایی

دو ستاره درحال حرکت هستند، آنها در یک راستا و مسیر قرار می‌گیرند به طوری که یکی ستاره عقبی را می‌پوشاند. به این مواقع که توسط نظریه نسبیت خاص خلق شده است و بعدها اخترشناسان به آن پی‌بردند عمل همگرایی می‌گویند.

شاید آن دو ستاره چندین سال نوری با هم فاصله داشته باشند ولی جاذبه ستاره نزدیک‌تر مسیر تشعشعات نوری ستاره‌ دورتر را خم می‌کند و درآن حالت ستاره دورتر چند روزی در آسمان پرنورترخواهد بود .

همین عمل نیز در کهکشان‌ها دیده می‌شود، ولی در قیاس‌های کوچک مثل ستاره‌ها به آن ریزهمگرایی می‌گویند.

 برای رصد آنها تلسکوپ خود را به سمت مناطقی پرستاره مانند خود کهکشان راه شیری و یا ابرهای ماژلانی ببرید تا از این نوع پدیده‌های متغیر بیشتر و در زمان کمتر ببینید.

شیوه نام‌گذاری ستارگان متغیر

نام یک ستاره از دسته متغیر معمولا به صورت یک یا دو حرف از حروف یونانی است که در امتداد آنان صورت فلکی خوده ستاره به صورت مختصر در سه حرف پایان می‌یابد.

نام گذاری و جداول به دست آمده از نام آنها معمولا نسبت به تاریخ کشف آنان است که برای اولین بار در مسکو جمع گردید.

نام‌گذاری این ستارگان براساس زمان کشف در صورت فلکی‌اش شکل می‌گیرد. به این ترتیب که به اولین ستاره متغیر که در آن صورت فلکی کشف شده حرف R تعلق می‌گیرد. بعد از آن S به همین صورت تا Z  ادامه می‌دهیم، بعد از آن RR  و سپس RS تا RZ ،SS  و در آخر  SZ .

 به همین روال تا ZZ ادامه می‌دهیم سپس نام‌گذاری از اول حروف الفبا شروع می‌شود. AA .  AB . تا QZ این سیستم می‌تواند تا ۳۳۶ اسم را در خود جای دهد.

اگر چه در کهکشان خودمان بیشتر از این تعداد متغیر وجود دارد. پس بعد از آنها از اعداد کمک می‌گیریم برای مثال V336 و V334 . فهرست کامل ستارگان متغیر را می‌توان در سایت AAVSO  و www.sai.msu.us پیدا کرد.

شیوه رصدی به صورت خلاصه

 شیوه رصدی این ستارگان را می‌توانید با مکان‌یابی و استفاده از نقشه‌های متعدد، ستارگان متغیر رصد کنید. اغلب برای دست یافتن به این نقشه‌ها می‌توانید از سایت www.aavso.org  استفاده کنید.

پس از یافتن مکان دقیق ستاره لازم است ساعت دقیقی از شب را مشخص نموده و آن ستاره را رصد کنید.

 با استفاده از نمودارهای قدر و دوره تناوب که در طی خواندن این مقاله دیدید تغییر آنها را یادداشت برداری کنید.

ادامه و توضیحات بیشتر را می‌توانید در مقاله‌های بعدی که به زودی منتشر میشود از طریق همین سایت مطالعه فرمایید.

لغت‌نامه واژگان کاربردی

ابر غول: Supergiant
اثر دوپلر: Doppler effect
باد خورشیدی: Solar wind
پلاسما:  plasma
تپش: Pulsation
تی- ثوری: T-Tauri
درخشندگی: Luminosity
رمبش:  Collapse
ستاره دوگانه: Double star
سحابی: Nebula
قیفاووسی: Cepheid
متغیر دراز دوره: longperiod variable bb
متغیر آرآر ـ شلیاقی: RR- Lyrae – variable
نواختر:  Nova

منابع

 کتاب مبانی ستاره شناسی         مترجم: غلامرضا شاه علی
 کتاب نجوم برای همه      نوشته: استیفن پی ماران
کتاب نجوم به زبان ساده         نوشته: مایر دگانی
کتاب منشا کیهان           نوشته:  استیون ایلز
کتاب خودآموز نجوم         نوشته:  داینال ال موشه
مقالات انگلیسی سایت NASA .AAVSO                              

مقالات درحال تکمیل:

رصد متغیرها
نور در متغیرها
شیمی‌در متغیرها
تغییر در نواخترها

درسری مقالات دیگر تغییر در ستارگان به دیگر توضیحات و مطالب تخصصی در باب ستارگان متغیر خواهیم پرداخت.

تهیه و تنظیم از: علی‌اکبر بقولی