م15

ستارگان

سِتاره یا اَختَر گوی آسمانی درخشان و بسیار داغی از پلاسماست که انسجام خود را با نیروی گرانش خود حفظ می‌کند. نزدیکترین ستاره به زمین خورشید و پس از آن پروکسیما قنطورس است. ستارگانِ قابل دیدن در شب از روی زمین، به دلیل فاصلهٔ بسیار دورشان، به شکل نقاطی ثابت (گاهی چشمک زن) و روشن دیده می‌شوند. در طول تاریخ، گروه‌های ستاره‌های برجسته‌تر، به نام صورت‌ها و صورت‌واره‌های فلکی، گروه‌بندی شده و روشن‌ترین ستارگان نیز نام‌گذاری شده‌اند. کاتالوگ‌هایی از ستارگان توسط اخترشناسان گردآوری شده‌است که ستارگان شناخته‌شده را مشخص می‌کند و نام‌های استانداردی برای ستارگان پیشنهاد می‌کنند. هرچند که بیشتر ستارگان جهان از جمله تمامی ستارگان خارج از کهکشان راه شیری با چشم غیر مسلح از روی زمین قابل دیده شدن نیستند. در حقیقت بیشتر آن‌ها حتی از دید قویترین تلسکوپ ها نیز پنهان می‌مانند.

یک ستاره حداقل در بخشی از عمر خود، به دلیل همجوشی هسته‌ای هیدروژن به هلیم در مرکز آن، می‌درخشد. انرژی ایجاد شده از بخش درونی ستاره می‌گذرد و به فضای بیرونی اطراف تابیده می‌شود. وقتی ذخیره هیدروژن در هسته یک ستاره رو به اتمام می‌رود، تقریباً تمام عناصر طبیعی سنگینتر از هلیم از طریق سنتز هسته‌ای، یا در برخی از ستارگان از طریق سنتز هسته‌ای ابرنواختری در هنگام انفجار آن‌ها پدید می‌آیند. ستاره در اواخر دوران عمر خود ممکن است شامل ماده تباهیده نیز باشد. اخترشناسان با بررسی حرکت ستاره‌ها در فضا، درخشندگی آن‌ها و طیف‌سنجی نجومی می‌توانند جرم، سن، فلزیگی (ترکیب شیمیایی ستاره) و سایر ویژگی‌های ستاره‌ها را به‌دست‌آورند. جرم کلی یک ستاره تعیین‌کننده مراحل تکامل و سرنوشت نهایی آن است. سایر مشخصات یک ستاره مانند قطر و دما در طول عمر ستاره متغیر هستند. با استفاده از نموداری به نام نمودار هرتسپرونگ-راسل دمای بسیاری از ستارگان را نسبت به روشنایی آن‌ها نمایش می‌دهد که از طریق آن می‌توان وضعیت تکامل و سن ستاره را تعیین نمود.

عمر یک ستاره از رمبش گرانشی یک سحابی گازی آغاز می‌شود که عمدتاً شامل هیدروژن به همراه هلیم و کمی از عناصر دیگر است. وقتی که چگالی هسته ستاره به اندازه کافی می‌رسد، هیدروژن در فرایندی پایدار توسط همجوشی هسته‌ای به هلیم تبدیل شده و انرژی فراوانی آزاد می‌شود. سایر قسمت‌های داخلی ستاره این انرژی را از طریق فرایندهای تابش و همرفت به بیرون انتقال می‌دهند. فشار داخلی ستاره از فروریختن آن براثر نیروی گرانشی خودش جلوگیری می‌کند. وقتی که سوخت هیدروژن ستاره به پایان می‌رسد، اگر جرم ستاره حداقل ۰٫۴ بار از خورشید بزرگتر باشد، منبسط شده و تبدیل به غول سرخ می‌گردد. پس از آن ستاره به مرحله تباهیدگی رسیده و بخشی از جرم خود را در فضا دفع می‌کند که بعدها در تشکیل ستارگان نسل جدیدتر با عناصر سنگین‌تر به کار می‌رود و هسته ستاره هم به بقایای ستاره‌ای تبدیل می‌شود که ممکن است کوتوله سفید، ستاره نوترونی یا در صورت کافی بودن جرم سیاهچاله باشد.

ستارگان دوتایی یا چندتایی شامل دو یا چند ستاره کوچک می‌شود که در میدان گرانش یکدیگر اسیر هستند و معمولاً در مدارهای پایداری به دور یکدیگر می‌گردند. وقتی دو ستاره خیلی به هم نزدیک باشند، برهمکنش گرانشی میان آن‌ها بر تکامل آن‌ها تأثیر می‌گذارد. ستارگان می‌توانند بخشی از ساختارهای بزرگ مثل خوشه‌های ستاره‌ای یا کهکشانها باشند. وقتی با دقت به آسمان نگاه کنید خواهید دید برخی ستارگان درخشانترند، برخی کم نورتر هستند، برخی آبی بنظر می‌رسند، برخی سفید رنگند، و برخی هم زرد کمرنگ یا سرخ به نظر می‌آیند. خورشید مانند دیگر ستاره‌های کیهان کره ای عظیم و روشن و داغ است و از گازهایی سوزان تشکیل شده که به واسطهٔ جاذبهٔ دورنی آن در کنار هم نگاه داشته شده‌اند. خورشید بهمراه ۴۰۰ میلیارد ستارهٔ دیگر در کهکشان راه شیری واقع است. اصل حاکم بر ستاره‌ها یکسان است: ستاره‌ها با همجوشی اتمها در هسته شان تولید نور و گرما می‌کنند. این راز زندگی ستارگان است. زمانیکه به آسمان شب نگاه می‌کنید اجرام مختلفی را می‌بینید. برای مثال ممکن است ماه را ببینید. گاهی اوقات ممکن است نقاط روشنی را ببینید که مانند ستاره‌ها چشمک نمی‌زنند. این نقاط روشن سیارات هستند. اگر تلسکوپ یا دوربین دو چشمی داشته باشید می‌توانید برخی قمرهای سیارات را هم اطراف آنها ببینید و از حملهٔ آنها چهار قمر روشن‌تر سیارهٔ مشتری را هم احتمالاً بتوانید ببینید. اما در اغلب شبهای تاریک و صاف تنها ستارگان را می‌بینید. ستارگان نقاط روشن و نورانی هستند که چشمک می‌زنند. هزاران ستاره در دایرهٔ دید ما قرار دارند و هرچقدر آسمان تاریک تر باشد تعداد بیشتری ستاره خواهید دید. میلیونها ستاره هم هستند که خارج از حوزهٔ دید ما هستند. تمام ستارگان بجز خورشید بسیار از ما دورند و خارج از منظومهٔ شمسی ما قرار دارند. نزدیکترین ستاره که پروکسیما-قنطورس است ۴٫۲ سال نوری از ما فاصله دارد. ستاره ه ای که هیدورژنش را مصرف می‌کند تا هلیوم تولید کند را ستارهٔ رشتهٔ اصلی می‌نامند. وقتی تمام هیدروزن ستاره در نتیجهٔ تبدیل به هلیوم مصرف شد هسته (به دلیل ناکافی بودن فشار بیرونی تشعشعات جهت برقراری توازن با نیروی جاذبه) منقبض می‌شود. در این حالت دمای هسته به دلیل فشرده شدن افزایش یافته و هلیوم با همجوشی به کربن تبدیل می‌شود. در این حالت ستاره به شکل غول سرخ در می‌آید. ستاره‌های پر جرم منفجر شده و ابرنواختر را می‌سازند. به این ترتیب مواد سازندهٔ ستاره به فضا پراکنده می‌گردند. آشناترین مثال در مورد سحابی‌ها سحابی خرچنگ در صورت فلکی ثور است. هستهٔ ستارهٔ اصلی در زمان تبدیل ستاره به ابرنواختر یا ستارهٔ نوترونی می‌شود یا به شکل چالهٔ سیاه در می‌آید.