محمدتقی میرترابی در گفت‌وگو با ایسنا درباره عوامل مؤثر بر سرنوشت نهایی ستاره‌ها، اظهار کرد: تحول ستاره‌ای، یعنی مراحلی که یک ستاره از زمان شکل‌گیری تا پایان عمر خود طی می‌کند، در درجه نخست به جرم آن بستگی دارد. جرم ستاره تعیین می‌کند، که چه مقدار سوخت در اختیار دارد، با چه سرعتی انرژی تولید می‌کند، چه مدت عمر خواهد کرد و در نهایت به چه جرمی تبدیل خواهد شد.
وی ادامه داد: ستاره‌های نسبتاً کم‌جرم، مانند خورشید، طول عمر بسیار بالایی دارند و حدود ۱۰ میلیارد سال است. این ستاره‌ها در مقایسه با ستاره‌های پرجرم، درخشندگی کمتری دارند و انرژی را با سرعت پایین‌تری مصرف می‌کنند و همین موضوع باعث می‌شود مدت زمان بیشتری به زندگی خود ادامه دهند.
عضو هیأت علمی دانشگاه الزهرا(س) اضافه کرد: در مقابل، ستاره‌هایی که جرم بیشتری دارند، انرژی بسیار بیشتری تولید و درخشندگی بسیار بالاتری ایجاد می‌کنند. برای مثال، ستاره‌هایی که چند برابر جرم خورشید جرم دارند، می‌توانند طی عمر خود حجم بسیار زیادی از انرژی را به صورت تابش آزاد کنند و به همین دلیل، با وجود اینکه سوخت بیشتری در اختیار دارند، عمرشان به مراتب کوتاه‌تر از ستاره‌هایی مانند خورشید است.
میرترابی با بیان اینکه ستاره‌های پرجرم می‌توانند تنها چند میلیون تا چند ده میلیون سال عمر کنند، بیان کرد: هرچه جرم ستاره بیشتر باشد، سرعت مصرف سوخت هسته‌ای آن نیز افزایش پیدا می‌کند. بنابراین برخلاف تصور اولیه که ممکن است جرم بیشتر را به معنای طول عمر بیشتر بدانیم، در ستاره‌ها شرایط متفاوت است و ستاره‌های پرجرم به دلیل مصرف سریع‌تر انرژی، عمر کوتاه‌تری دارند.
وی درباره پایان عمر ستاره‌های کم‌جرم، خاطرنشان کرد: ستاره‌هایی مانند خورشید در نهایت به جسمی بسیار متراکم تبدیل می‌شوند، که ابعادی در حدود ابعاد زمین دارد و به آن «کوتوله سفید» گفته می‌شود. کوتوله سفید در واقع بقایای ستاره‌ای است، که مرحله اصلی زندگی خود را پشت سر گذاشته و دیگر واکنش‌های هسته‌ای مانند دوران فعال ستاره‌ای در آن جریان ندارد.
این استاد دانشگاه ادامه داد: واژه «کوتوله» در این اصطلاح به دلیل اندازه بسیار کوچک این اجرام در مقایسه با ستاره‌هایی مانند خورشید است، به‌طوری که ابعاد یک کوتوله سفید تقریباً در حد ابعاد زمین است، اما جرم آن می‌تواند بخش قابل توجهی از جرم خورشید باشد. به همین دلیل چگالی کوتوله‌های سفید بسیار زیاد است.
«کوتوله سفید»، ستاره‌ای کوچک و بسیار داغ
میرترابی درباره دلیل نامگذاری این اجرام به عنوان کوتوله سفید، اضافه کرد: این اجرام در ابتدای شکل‌گیری خود دمای بسیار بالایی دارند و به همین دلیل تابش آن‌ها عمدتاً در محدوده نور سفید دیده می‌شود. بنابراین «کوتوله سفید» به ستاره‌ای کوچک و بسیار داغ گفته می‌شود، که بقایای یک ستاره کم‌جرم مانند خورشید است.
وی با اشاره به آینده خورشید، بیان کرد: خورشید نیز سرنوشتی مشابه خواهد داشت. خورشید حدود ۵ میلیارد سال دیگر سوخت اصلی خود را به پایان می‌رساند و پس از طی مراحل پایانی تحول خود، در نهایت به کوتوله سفید تبدیل خواهد شد.
عضو هیأت علمی دانشگاه الزهرا(س) خاطرنشان کرد: پس از تبدیل شدن به کوتوله سفید، دیگر منبع قابل توجهی برای تولید انرژی در آن وجود ندارد و این جرم تنها به تدریج انرژی حرارتی خود را از دست می‌دهد. فرآیند سرد شدن کوتوله سفید بسیار طولانی است و می‌تواند میلیاردها سال ادامه پیدا کند.
میرترابی با اشاره به مفهوم «کوتوله سیاه»، ادامه داد: اگر کوتوله سفید پس از گذشت زمان بسیار طولانی کاملاً سرد شود و دیگر تابش قابل توجهی نداشته باشد، از نظر نظری می‌توان آن را کوتوله سیاه نامید. البته کوتوله سیاه با سیاهچاله کاملاً متفاوت است و نباید این دو جرم را با یکدیگر اشتباه گرفت. کوتوله سیاه در واقع بقایای سردشده یک ستاره کم‌جرم است، در حالی که سیاهچاله جرم و ویژگی‌های فیزیکی کاملاً متفاوتی دارد.
پایان انفجاری ستاره‌های پرجرم
وی درباره سرنوشت ستاره‌های پرجرم، اضافه کرد: شرایط برای ستاره‌هایی که جرمشان حدود هشت برابر جرم خورشید یا بیشتر است، متفاوت خواهد بود. این ستاره‌ها در مراحل پایانی عمر خود به شدت داغ و درخشان می‌شوند و در اثر فرآیندهای هسته‌ای پیچیده‌ای که درون آن‌ها اتفاق می‌افتد، به مرحله‌ای می‌رسند که در نهایت انفجار عظیمی رخ می‌دهد.
این استاد دانشگاه این انفجار را «ابرنواختر» یا «سوپرنوا» عنوان کرد و افزود: ابرنواختر در واقع یکی از مهم‌ترین و پرانرژی‌ترین رویدادهای پایان عمر ستاره‌های پرجرم است. در این رویداد، ستاره مقدار بسیار زیادی انرژی و نور آزاد می‌کند و مواد موجود در لایه‌های مختلف آن نیز در فضا پراکنده می‌شوند.
میرترابی بیان کرد: پس از انفجار ابرنواختری، حجم زیادی از گاز و غبار در فضای اطراف ستاره پخش می‌شود و این مواد می‌توانند در شکل‌گیری ساختارهای جدید کیهانی نقش داشته باشند. بنابراین مرگ ستاره به معنای پایان کامل نقش آن در عالم نیست، بلکه مواد حاصل از آن می‌توانند در شکل‌گیری نسل‌های بعدی ستاره‌ها و اجرام آسمانی مشارکت کنند.
عناصر موجود در زمین و بدن انسان از کجا آمده‌اند؟
وی با اشاره به اهمیت مطالعه مراحل پایانی عمر ستاره‌ها برای شناخت منشأ عناصر موجود در جهان، خاطرنشان کرد: اهمیت مطالعه مرگ ستاره‌ها فقط به شناخت سرنوشت یک جرم آسمانی محدود نمی‌شود، بلکه یکی از پرسش‌های مهم علم نجوم و کیهان‌شناسی این است، که عناصر مختلفی که امروز در جهان، زمین و حتی بدن انسان وجود دارند، چگونه شکل گرفته‌اند.
عضو هیأت علمی دانشگاه الزهرا(س) ادامه داد: عالم اولیه با آنچه امروز مشاهده می‌کنیم تفاوت زیادی داشت. در آغاز، بخش عمده مواد عالم از عناصر سبک، به‌ویژه هیدروژن و هلیوم، تشکیل شده بود و عناصر سنگین‌تری که امروز در جدول تناوبی مشاهده می‌کنیم، در آن شکل و فراوانی امروزی وجود نداشتند.
میرترابی اضافه کرد: این ستاره‌ها بودند که در طول میلیاردها سال، هیدروژن و هلیوم را از طریق واکنش‌های هسته‌ای به عناصر سنگین‌تر تبدیل کردند. در واقع، ستاره‌ها کارخانه‌های طبیعی تولید بسیاری از عناصر شیمیایی در عالم هستند.
وی با بیان اینکه بسیاری از عناصر سنگین‌تر در فرآیندهای مختلف درون ستاره‌ها و رویدادهای پایانی عمر آن‌ها شکل می‌گیرند، بیان کرد: ستاره‌ها طی عمر خود عناصر مختلفی را تولید می‌کنند و در مراحل پایانی نیز، به‌ویژه در انفجارهای ابرنواختری، بخشی از این مواد به فضای میان‌ستاره‌ای بازمی‌گردد.
عضو هیأت علمی دانشگاه الزهرا(س) خاطرنشان کرد: بنابراین موادی که امروز زمین از آن‌ها ساخته شده و حتی عناصر تشکیل‌دهنده بدن انسان، حاصل یک فرآیند بسیار طولانی کیهانی هستند. هیدروژن موجود در جهان اولیه از همان موادی است، که پس از مهبانگ وجود داشت و در طول میلیاردها سال، ستاره‌ها بخشی از این مواد را به عناصر سنگین‌تر تبدیل کردند.
میرترابی ادامه داد: مواد حاصل از نسل‌های مختلف ستاره‌ای بارها وارد چرخه شکل‌گیری اجرام جدید شده‌اند و در نهایت بخشی از این مواد در تشکیل منظومه‌هایی مانند منظومه شمسی مشارکت کرده‌اند. به همین دلیل، مطالعه تحول و مرگ ستاره‌ها برای شناخت تاریخ کیهانی ماده و منشأ عناصر موجود در زمین اهمیت بسیار زیادی دارد.
وی اضافه کرد: مواد سازنده جهان اطراف ما حاصل یک تاریخ بسیار طولانی کیهانی هستند، تاریخی که در آن ستاره‌ها متولد شده‌اند، زندگی کرده‌اند، عناصر جدید ساخته‌اند و در پایان عمر خود بخشی از موادشان را دوباره به فضا بازگردانده‌اند.
این استاد دانشگاه تصریح کرد: مطالعه چرخه تولد، زندگی و مرگ ستاره‌ها به ما کمک می‌کند بهتر بفهمیم جهان چگونه از یک محیط ساده‌تر و عمدتاً متشکل از عناصر سبک، به جهانی با تنوع بسیار زیادی از عناصر و اجرام تبدیل شده است، جهانی که در نهایت امکان شکل‌گیری منظومه شمسی، زمین و حیات را فراهم کرده است.
انتهای پیام
