تبلیغات
دنیای فیزیك از دریچه پارس فیزیک

كوتوله سفید




تصویر

مقدمه

در سال 1844 میلادی "ویلهلم بل" ستاره شناس آلمانی ، ستاره‌ای را کشف کرد که قادر به دیدنش نبود. ستاره‌هایی که ما در آسمان می‌بینیم، همه در حال حرکت هستند، اما ما تنها با کمک تلسکوپ و آن هم به صورت جزئی می‌توانیم متوجه حرکت آنها بشویم.



img/daneshnameh_up/5/58/Kootoolehayesefid.jpg
کوتوله سفید
با فشرده شدن اتمها ، هسته‌ها و
الکترونهایشان متراکمتر می‌شوند.




یکی از ستاره‌های نزدیک به زمین ،
شباهنگ یا ستاره کاروان کش است و ما آن را به صورت روشن می‌بینیم. البته به خاطر حرکت و چرخش زمین ، ما حرکت ستاره‌ها را به صورت نوسانی می‌بینیم. بل سعی داشت نوسان شباهنگ را اندازه گیری نماید، اما او متوجه این وافقعیت عجیب شد که نوسانهای شباهنگ بیشتر از آن چیزی است که انتظار دارد. او حتی متوجه تغییراتی در حرکت شباهنگ شد که به حرکت زمین هیچ ارتباطی نداشت. حرکت شباهنگ چنین نشان می‌داد که جاذبه جسم بسیار بزرگی را تحمل می‌کند.

در حقیقت شباهنگ باید ستاره‌ای را به همراه خود داشته باشد که به دور یکدیگر بگردند. جالب آنکه شباهنگ دوم دیده نمی‌شد! شاید شباهنگ دوم یک ستاره مرده بود و هیچ نوری نداشت. بل با تحقیقات بیشتر توانست نور بسیار کم شباهنگ دوم یا شباهنگ "ب" را ببیند. مدتی بعد دانشمند دیگری با آزمایش روی طیف نوری شباهنگ "ب" متوجه شد که این ستاره از خورشید ما گرمتر است، در حالی که درخشش آن کمتر از 400/1 درخشش خورشید می‌باشد! بنابراین شباهنگ "ب" باید ستاره کوچک باشد! پس چگونه می تواند شباهنگ "آ" را به دنبال خود بکشد؟!

با توجه به این نکات جالب ، شما شباهنگ "ب" باید دارای وزن مخصوص بسیار بالا باشد. شاید برای شما باور نکردنی باشد. اما اگر یک سانتیمتر مکعب از شباهنگ "ب" را به سطح زمین بیاوریم، سه تن وزن خواهد داشت! آری، این موضوع حیرت آور است. ما می‌دانیم که پوسته‌های اتمها که محدوده حرکت الکترونها هستند، نمی‌توانند از هم بگذرند و بیشتر از محدوده خاصی به هم نزدیک شوند. اما این حالت در سطح خورشید، وضعیتی متفاوت دارد. زیرا کره زمین با خورشید تفاوت بسیاری دارد و جاذبه خورشید باعث می‌شود که بخصوص در مرکز آن اتمها در هم بریزند و حرکات نامشخص را دنبال کنند و همین امر نیز باعث تولید انرژیهای بسیاری می‌گردد و در مرکز آنها می‌توانیم شاهد دماهای زیادی در حد چند میلیون درجه سانتیگراد باشیم.

قسمتی از ستاره‌ها این حرارت را در جهات مختلف منتشر می‌سازند که این امر به عهده سطح ستاره‌هاست. حرارتی که از این طریق ایجاد می‌شود، ستاره را به صورت باز نگه می‌دارد و از برخورد اتمها به جز در نواحی بسیار مرکزی جلوگیری می‌کند و ما می‌توانیم شاهد درخشش خوب آنها باشیم.



img/daneshnameh_up/b/b0/Kootoolehayesefid2.jpg
هسته متلاشی شونده
جاذبه اتمهای کربن دارای ساختار اتمی
عادی را بسوی مرکز هسته می‌کشد.

انرژی ستاره‌

انرژی مرکز ستاره‌ها از تبدیل هسته هیدروژن به هسته هلیوم بوجود می‌آید. در نتیجه زمانی بالاخره قسمت اعظم هیدروژن موجود در ستاره به مصرف می‌رسد. اما تا کنون وقوع چنین اتفاقی مرکز ستاره آنقدر گرم می‌شود که گرمای حاصله مولکولهای ستاره را باز کرده و آن را به یک ستاره غول پیکر تبدیل می‌نماید. با این اتفاق سطح ستاره سرد شده و رنگ آن به سرخی می‌گراید که در این هنگام آن را غول قرمز می‌نامند.

هنگامی که هیدروژن ستاره رو به اتمام است، آتش مرکزی هسته به طرف لایه‌های نازک خارجی ستاره حرکت می‌کند. سپس این لایه‌ها منبسط و به گاز تبدیل می‌شوند و سرانجام ناپدید می‌گردند. در این حالت لایه‌های درونی که تقریبا وزن ستاره را تشکیل می‌دهند، هیچ انرژیی برای گرم ماندن ندارند و جاذبه ، این لایه ها را به سرعت به مرکز و درون می‌کشد و ستاره به اصطلاح در هم فرو می‌رود.



تصویر

مرحله تبدیل ستاره به کوتوله سفید

این رمبش با چنان سرعتی انجام می‌گیرد و کشش جاذبه‌ای آنها چنان سخت و شدید است که تقریبا تمامی پوسته الکترونی در هم می‌شکنند و هسته‌ها آنقدر به هم نزدیک می‌شوند که در یک ستاره تمامی مواد موجود در خود را در حجم کوچکی جای داده است. این ستاره اکنون همانند یک شباهنگ "ب" است که معمولا کوتوله سفید نامیده می‌شود. این واقعه تا پنجاه هزار میلیون سال دیگر در مورد خورشید اتفاق نخواهد افتاد. با این حال این واقعه در مورد بسیاری از ستارگان رخ داده است و شباهنگ "ب" یکی از ستارگان است که اصطلاحا کوتوله سفید نامیده می‌شود. در حقیقت توانستند به شناسایی سیاهچاله‌ها بپردازند و رموز آنها را کشف نمایند.

با مرگ غول سرخ ، جرمش 90 درصد کاهش می‌یابد و بعد به دور هسته متلاشی شونده‌اش یک سحابی سیاره‌ای تشکیل می‌دهد. با کوچک شدن هسته ، ماده‌اش بیشتر از آنچه که مواد در زمین فشرده می‌شوند، متراکم می‌شود. در زمانی خاص ، ماده هسته در برابر فشردگی بیشتر مقاومت می‌کند. حالا دیگر هسته به کوتوله‌ای سفید با حداقل 1.4 جرم خورشیدی و حجمی معادل حجم زمین تبدیل شده است. کوتوله‌های سفید آنقدر متراکمند که تنها یک قاشق چایخوری ماده‌شان 1.4 تن وزن دارد.
به نقل از   رشد

انجمن فیزیك پیام نور خرم آباد                                                                  parsphysics@yahoo.com





ادامه مطلب...