نوشته‌ها

نمای باز از خوشه جعبه جواهر NGC 4755

خوشه جعبه جواهر

خوشه ستاره ای جعبه جواهر

خوشه باز جعبه جواهر

خوشه ستاره‌ای «جعبه جواهر» که به نام خوشه کاپای صلیب جنوبی یا NGC 4755 هم معروف است، خوشه‌ای باز در صورت فلکی صلیب جنوبی (چلیپا) است که در سال‌های ۱۷۵۱ یا ۱۷۵۲ م توسط اخترشناس فرانسوی نیکولاس لوئیس کشف شد. این خوشه پس از آن‌که در سال ۱۸۳۰م توسط جان هرشل انگلیسی توسط تلسکوپش رصد شد و در نوشته‌های رصدی‌اش آن را همچون جواهراتی در آسمان توصیف کرد، به «خوشه جعبه جواهر» معروف شد. این خوشه به راحتی توسط چشم غیرمسلح در یک درجه‌ای جنوب ستاره قدر اول بتای صلیب جنوبی به صورت جسمی مه‌آلود دیده می‌شود.

در ابتدا نام کاپای صلیب جنوبی براساس سیستم نام‌گذاری بایر به کل این مجموعه مه‌آلود داده شده بود ولی الان در سیستم نام‌گذاری جدید، کاپا به یکی از ستاره‌های واقع در پایه طرح A مانند خوشه NGC 4755 گفته می‌شود.

نمای باز از خوشه جعبه جواهر NGC 4755

تصویر نمای باز خوشه جعبه جواهر NGC 4755

خوشه‌های ستاره‌ای باز همانند «خوشه جعبه جواهر» معمولا شامل تعدادی اندک تا چند هزار ستاره می‌شوند که ارتباط گرانشی آزادانه‌ای با هم دارند. احتمال داده می‌شود که اکثر ستارگان منفرد و حتی خورشید هم در درون یک خوشه باز متولد شده باشند. از آن جهت که همه ستاره‌های یک خوشه به صورت همزمان از درون یک سحابی تشکیل شده‌اند، گازها و ترکیبات شیمیایی مشابهی را خواهند داشت؛ و همین موضوع آن‌ها را بهترین آزمایشگاه برای مطالعه تحول ستاره‌ای می‌سازد.

خوشه‌ای جوان ولی بسیار درخشان

ویژگی مهم خوشه جعبه جواهر در جوان بودن آن است به نحوی که یکی از جوان‌ترین خوشه‌های ستاره‌ای شناخته شده محسوب می‌شود. محاسبات عمر آن را حدود ۱۴ تا ۱۶ میلیون سال تخمین زده است که واقعا عمر کمی در مقیاس زمان‌های کیهانی است. همین جوان بودن آن به همراه درخشش قابل توجهی که چندین ستاره آن دارند، نشان‌دهنده این است که این ستاره‌ها غول‌ها و اَبَرغول‌های بسیار درخشان و داغی هستند. این خوشه جوان و زیبارو با جمعیت بیش از ۱۰۰ ستاره از فاصله حدود ۶۴۴۰ سال نوری با قدر ظاهری ۴٫۲+ دیده می‌شود.

در جریان کشف و بررسی آن باید توجه کرد که نیکولاس لوئیس از یک تلسکوپ  بسیار کوچک ۱۲ میلی‌متری (نیم اینچی!) برای دیدنش استفاده کرد و اعلام کرد که گروهی از ستاره‌های زیاد را می‌توان تشخیص داد. اما پس از آن در قرن ۱۹ که جان هرشل آن را مشاهده کرد، توانست بیش از ۱۰۰ ستاره آن را به صورت دقیق بررسی کند.

خوشه باز جعبه جواهر

خوشه جعبه جواهر

قسمت مرکزی این خوشه، طرحی A مانند را می‌سازد که به صورت بارز و آشکاری در تصاویر این جعبه جواهر، خودنمایی می‌کنند. از بین ۸ ستاره درخشانی که این طرح را ساخته‌اند، فقط یکی از آن‌ها که در میانه A هم قرار دارد، یک اَبَرغول قرمز است و مراحل پایانی زندگی بسیار کوتاهش را سپری می‌کند. ولی بقیه آن‌ها ستاره‌های غول یا ابرغول آبی و سفیدی هستند که هنوز فرصت بیشتری را برای سپری کردن عمر کوتاهشان دارند.

جالب توجه این‌که ستاره‌های جوان و پرحرارت این خوشه، شامل برخی از درخشان‌ترین ستاره‌های کهکشان راه شیری هستند.

رصد و مشاهده

متأسفانه این جعبه جواهر آسمانی در نزدیکی قطب جنوب آسمان است و از ایران و مناطق موجود در نیمکره شمالی قابل مشاهده نیست. اما برای ساکنین نیمکره جنوبی، به راحتی در صورت فلکی صلیب جنوبی قابل مشاهده است. بنابراین اگر در یکی از کشورهای نیمکره جنوبی زمین زندگی می‌کنید، حتما آن را پیدا کنید و با دوربین دوچشمی یا تلسکوپ از رصد این جواهرات آسمانی لذت فراوان ببرید!

موقعیت خوشه جعبه جواهر NGC 4755

در واقع خوشه جعبه جواهر از جمله بهترین اجرام رصدی در نیمکره جنوبی است. با چشم غیرمسلح همچون ستاره مه‌آلودی از قدر ۴ قابل مشاهده است و به راحتی در جنوب ستاره بتای صلیب جنوبی یافت می‌شود. البته اگر برای دیدنش از دوربین دوچشمی یا تلسکوپ‌های کوچک استفاده شود، مناظر چشمگیر ستاره‌های آن مشاهده می‌شود. یکی از این مناظر، چراغ راهنمایی رانندگی است؛ سه ستاره‌ای که با رنگ‌های مختلف در امتداد خط وسطیِ طرح A مانند قرار دارند به «چراغ راهنمایی رانندگی» معروف شده‌اند!

ویدئوی زیر موقعیت جعبه جواهر را در آسمان شب نشان می‌دهد:

 

جعبه جواهر در منطقه‌ای بسیار شلوغ

در تصویری که در برنامه نقشه‌بردار دیجیتالی آسمان۲ (Digitized sky survey 2) از خوشه جعبه جواهر و مناطق اطراف آن تهیه شده است، کاملا مشهود است که این خوشه در ناحیه‌ای غنی از ستاره و ابرهای غبار در جنوب راه شیری قرار گرفته است. در این عکس که میدان وسیعی را شامل می‌شود، یکی از ستاره‌های اصلی صلیب جنوبی (بتا) را به همراه قسمتی از ابر تاریک و عظیم Coal Sack می‌توان دید. مجاورت همین ابر عظیم در کنار جعبه جواهر و اثراتی که بر نور ستاره‌های آن ایجاد می‌کند، باعث شده که فاصله خوشه تا ما با خطای زیادی محاسبه شود.

خوشه جعبه جواهر NGC 4755 از دید DSS2

خوشه جعبه جواهر NGC 4755 در دریایی از ستاره

جعبه جواهر از دید تلسکوپ فضایی هابل

تصاویری که از سطح زمین از خوشه NGC 4755 گرفته می‌شود، سرشار از رنگ‌هایی است که در محدوده نور مرئی دیده می‌شوند. اما وقتی تلسکوپ فضایی هابل بخواهد بر فراز جوّ زمین از آن تصویربرداری کند، می‌تواند در محدوده وسیعی از طول موج‌های کوتاه فرابنفش تا بلند فروسرخ نزدیک را پوشش دهد. برای این کار از میان فیلترهای متفاوت عکس‌های مختلفی ثبت می‌شوند و با ترکیب آن‌ها، چنین تصویری با جزئیات فراوان و منحصر به فرد تهیه می‌شود. تصویری که تا قبل از آن از خوشه‌های باز دیده نشده بود.

خوشه جعبه جواهر NGC 4755 از دید هابل

نمای بسته از خوشه جعبه جواهر NGC 4755

در این تصویر زیبای هابل از جعبه جواهر، چندین ستاره بسیار درخشانِ ابرغول آبی، یک ابرغول قرمزِ یاقوت‌گون و انواع دیگری از ستاره‌های رنگارنگ درخشان خودنمایی می‌کنند؛ که البته باید تعداد زیادی ستاره‌های کم فروغ را هم به آن اضافه کرد. رنگ‌های جذابی که از این جمعیت ستاره‌ها مشاهده می‌شود، نتیجه‌ای است از تفاوت در شدت تابش‌های فرابنفش آن‌ها.

از طرفی این همه تنوعی که در میزان درخشش ستاره‌های این خوشه مشاهده می‌شود، به علت تفاوت زیاد در جرم ستاره‌های آن است. ستاره‌های بسیار درخشان و ابرغول‌ها جرم‌هایی در حدود ۱۵ تا ۲۰ برابر خورشید دارند در حالی که آن ستاره‌های ضعیف و کم فروغی که در تصویر هابل قابل تشخیص‌اند، کمتر از نصف جرم خورشید را دارند. ستاره‌های سنگین بسیار درخشان‌اند و به سرعت عمر خود را طی می‌کنند تا به مراحل پایانی برسند، در حالی که ستاره‌های کوچک و کم‌جرم با درخشش ضعیفِ خودشان عمری بسیار طولانی را تجربه خواهند کرد.

خوشه جعبه جواهر NGC 4755

نمای دور تا نزدیک خوشه جعبه جواهر NGC 4755

 

 

 

نویسنده: محمد همایونی

ستارگان غول و ابرغول

ستارگان غول و ابرغول

ستارگان غول و ابرغول از جمله اجرام کیهانی بسیار بزرگ هستند که تصور بزرگی‌شان در ذهن هم نمی‌گنجد. ستارگان از لحاظ اندازه و بزرگی به انواع مختلفی دسته‌بندی می‌شوند. معیار سنجش اندازه آن‌ها هم همانند دیگر مشخصات‌شان، اندازه خورشید است. تعداد زیادی از ستارگان حدود اندازه خورشید را دارند و تعداد بسیار زیاد دیگری هم اندازه‌هایی بسیار کوچکتر از خورشید دارند. در این بین تعداد اندکی از آن‌ها از خورشید بسیار بزرگترند که در این مقاله قصد توضیح آن‌ها را دارم.

ستارگان غول و اَبَرغول

معمولا ستارگانی را که قطرشان بیش از ۱۰ برابر قطر خورشید باشند ستارگان غول می‌گویند؛ و آن‌هایی که از این هم فراتر رفته و بزرگتر از ۱۰۰ برابر خورشید می‌شوند، اَبَرغول نامیده می‌شوند. حتی ابرغول‌هایی مشاهده شده‌اند با قطرهای بیش از ۱۰۰۰ برابر قطر خورشید!!

البته برای این دسته‌بندی، میزان درخشندگی ستاره را هم در نظر می‌گیرند. مثلا رِجل جبار را که ستاره‌ ای بسیار داغ به قطر حدود ۹۰ برابر خورشید است یک ابرغول آبی نام گذاشته‌اند؛ بیشتر به خاطر درخشندگی بالا و شدت تولید انرژی در آن است.

غول‌ها و ابرغول‌ها را با رنگ‌شان شناسایی و بیان می‌کنند؛ به عنوان نمونه از کوچک‌ترین غول‌ها می‌توان به ستاره عیوق در صورت فلکی ارابه‌ران اشاره کرد با قطر حدود ۹ برابر خورشید که یک غول زرد رنگ است. و از بزرگ‌ترین آن‌ها ابط‌الجوزا در شانه‌ صورت فلکی شکارچی با بزرگی نزدیک به ۱۰۰۰ برابر خورشید که یک ابرغول سرخ است.

این دسته از ستارگان، آن‌هایی هستند که مرحله‌ اصلی زندگی‌شان به نام رشته اصلی را طی کرده‌، سوخت هیدروژن خود را تمام کرده‌اند و وارد مراحل بعدی تحول خود شده‌اند. به علت تغییراتی که در قسمتِ مرکزی آن‌ها ایجاد شده، لایه‌های خارجی‌شان بسیار باد کرده (متورم شده) و تبدیل به چنین اجسام غول پیکری می‌شوند. در عکس زیر ابعاد نسبی این غول‌ها و ابرغول‌ها را نسبت به خورشید مقایسه کنید!

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

اندازه غول ها و ابرغول ها

اندازه غول ها و ابرغول ها

ستارگان غول در رنگ‌های سرخ، نارنجی و زرد و در موارد نادری سفید مشاهده می‌شوند. ولی ابرغول‌ها در گستره رنگ (طیف) قرمز تا آبی قرار می‌گیرند. به عنوان مثال غول‌های معروف: دَبَران، سِماک رامح و میرا که سرخ‌اند و عیوق و پولوکس و ستاره قطبی که غول‌های نارنجی و زرد هستند. و ابرغول‌های معروفی چون: قلب العقرب و اِبط الجوزا به رنگ سرخ‌اند، و رِجل‌جبار و رِدِف ابرغول‌های آبی هستند.

رنگ ستاره نشان دهنده دمای سطحی آن است. قرمزها ستارگان سرد با دماهای ۳۰۰۰ تا ۴۰۰۰ کلوین و آبی‌ها ستارگانی داغ با دماهای تا ۳۵۰۰۰ کلوین هستند.

دنیای ستارگان غول و مخصوصا ابرغول بسیار شگفت انگیز است و شناسایی عظمت آن‌ها شاید کمی هم سخت و اعجاب انگیز باشد. برای آن‌که بیشتر با این نشانه‌های عظمتِ آفریدگار آشنا شویم مشخصات و مقایسه بعضی از آن‌ها را با هم مطالعه می‌کنیم:

۱) عیوق (Capella):

ستاره‌ای بسیار جذاب و ششمین ستاره پرنور آسمان است که در نیمکره شمالی آسمان بعد از نَسرواقع و سِماک رامِح در رتبه سوم است. در یک صورت فلکیِ زمستانی قرار گرفته و همچون جواهری در میان آسمان پرستارهِ زمستان می‌درخشد. دیدن آن با چشم غیرمسلح در میان آسمان سرد زمستان بسیار لذت بخش است.

جذابیت این ستاره در چهارگانه بودنِ آن است که دو جفت ستاره کاملا متفاوت از کوتوله تا غول را کنار هم قرار داده است! عیوق از دو جفت ستاره به فاصله حدود ۱۰٫۰۰۰AU از هم تشکیل شده که زوج اصلی آن دو غولِ زردرنگ هستند.

اندازه ستارگان عیوق

اندازه ستارگان عیوق

این دو غول زرد، ستارگانی پرنور و بزرگ‌اند که در فاصله‌ی AU 0/76 از هم قرار دارند و در مدت ۱۰۴ روز به دور هم می‌چرخند. ستاره اول ۲/۵ برابر خورشید جرم دارد و قطرش حدود ۱۲ برابر خورشید است و ستاره‌ دوم با جرم حدود ۲/۴ برابر خورشید و بزرگی ۹ برابر خورشید می‌باشد.

اما آن زوجِ کم فروغ، نه تنها در فاصله‌ی ۱۰٫۰۰۰ واحد نجومی دور افتاده‌اند؛ بلکه ستارگانی تاریک و سرد هستند از نوع کوتوله‌های سرخ. آن‌ها به سختی مشاهده شده‌اند.

این مجموعه با عمری حدود ۶۰۰ میلیون سال در فاصله‌ ۴۳ سال نوری از ما قرار گرفته‌اند و جزء همسایگان منظومه شمسی محسوب می‌شوند.

۲) دَبَران (Aldebaran):

یک غول نارنجی در صورت فلکی ثور (گاو نر) که همچون جواهری نارنجی رنگ همیشه دنبال کننده خوشه پروین است. فاصله‌اش ۶۵ سال نوری است و با جرم ۱/۵ برابر خورشید، قطری ۴۴ برابر خورشید دارد.

نکته جالبی هست که فضاپیمای پایونیر ۱۰ که در سال ۱۹۷۲ م پرتاب شد، اکنون درخارج از منظومه شمسی به سوی  این ستاره در حرکت است و پس از حدود ۲ میلیون سال به آن خواهد رسید!

۳) قلب العقرب (Antares):

از معروف‌ترین ستاره‌های آسمان در شب‌های تابستان است. یک ابرغول قرمز که در فاصله حدود ۶۰۰ سال نوری از ما در قلب صورت فلکی عقرب می‌درخشد. این ابرغول با ۱۲/۴ برابر جرم خورشید، شعاعی در حدود ۸۰۰ برابر شعاع خورشید دارد؛ واقعا بزرگ است! اگر در منظومه‌ی شمسی به جای خورشید می‌نشست، لبه‌های آن تا نزدیکی مدار مشتری می‌رسید! ستاره‌ای است سرد با دمای سطحی ۳۴۰۰ کلوین. این ستاره در شرایطی است که هر لحظه امکان دارد بر اثر یک انفجار اَبَرنواختری منفجر شود و آسمان شب را نورافشانی کند.

۴) رِجل جبار (Rigel) یا پای شکارچی:

این بار به سراغ یک ابرغول آبی می‌رویم. ستاره‌ای بسیار بزرگ و داغ که با شدت هر چه تمام‌تر در حال مصرف سوخت هیدروژن خودش است. رجل به منزله‌ پای صورت فلکی شکارچی است و سرتاسر پاییز و زمستان می‌توانید آن را در آسمان مشاهده کنید.

براساس قوانین اخترفیزیک، ستارگان هرچه جرم و ماده بیشتری در خود داشته باشند، فعال‌ترند و با سرعت و شدتِ بیشتری سوخت هیدروژن خود را می‌سوزانند و بنابراین عمرشان هم کوتاه‌تر خواهد بود. در عوض هر چه ستاره کم‌جرم‌تر باشد، آهنگ تبدیل ماده به انرژی در آن آهسته‌تر است و عمر بیشتری خواهد داشت.

اندازه ستارگان

اندازه ستارگان

۵) ابط الجوزا (Betelgeuse):

باز هم ستاره‌ای در شکارچی آسمان، ولی این بار در شانه او. یکی از بزرگترین ابرغول‌های سرخ شناخته شده است. از قلب العقرب هم بزرگتر است و قطری در حدود ۱۰۰۰ مرتبه بزرگتر از خورشید دارد. البته باز هم ستارگان بزرگتر از این هم در عالم هست!!

تهیه و تنظیم:

محمد همایونی

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

[button color=”red” size=”medium” link=”http://setareshenas.com/wp-content/uploads/2016/12/Giant-Super-Giant.pdf” icon=”” target=”true”]دانلود کنید[/button]