تولد ستاره ها و بررسی فرایند آن ها
در مقاله تولد ستاره ها بررسی خواهیم کرد که چگونه این فرایند تولد صورت می گیرد، پس اگر شما هم به مطالب علمی نجوم علاقه مند هستید تا انتهای مقاله تولد ستاره ها و بررسی فرایند آن ها با مجله آندرومدا مگ همراه باشید.
در اوایل تاریخ جهان، قبل از وجود ستاره ها و سیارات، ابرهای غول پیکر هیدروژن و هلیوم شروع به تشکیل می کنند. به آرامی، این ابرها جرم کافی برای تشکیل جاذبه خود را جمع کردند. این باعث ایجاد توپ های گازی بسیار متراکم می شود. به عبارت دیگر، آنها ستاره تشکیل دادند.
ستاره های چگونه متولد می شوند؟
هنگامی که یک ستاره جدید تشکیل می شود، هسته آن در معرض نیروهای گرانشی بسیار قوی قرار می گیرد. این نیرو آنقدر زیاد است که ستاره در معرض خطر فروپاشی خودش قرار دارد. خوشبختانه، همجوشی هسته ای انرژی مورد نیاز ستاره را برای عقب انداختن در برابر هسته در حال فروپاشی فراهم می کند. همجوشی هسته ای فرآیندی است که در آن هسته دو یا چند عنصر با هم ترکیب می شوند و هسته عناصر سنگین تری تولید می کنند. همجوشی هسته ای نیز انرژی آزاد می کند.
در هسته یک ستاره تازه شکل گرفته، هسته های هیدروژن شروع به ذوب شدن در هلیوم می کنند. نیروی جاذبه داخلی و فشار همجوشی هسته ای در نهایت متعادل می شوند. برای مدتی همجوشی هیدروژن از فروپاشی ستاره جلوگیری می کند.
وقتی هیدروژن ستاره جوان تمام شود، هسته آن بار دیگر شروع به فروپاشی می کند. نیروهای شدید موجود در هسته باعث گرم شدن آن می شود. به زودی ، هسته به اندازه کافی داغ است که می تواند شروع به ذوب شدن هلیوم در کربن و اکسیژن کند. یک بار دیگر ، همجوشی هسته ای برای جلوگیری از فروپاشی ستاره، به سمت نیروی گرانش عقب می رود. ستاره یکی یکی عناصر جدید را یکی یکی می کند. این به طور متوالی عناصری با جرم اتمی کم مانند کربن ، اکسیژن و نئون تولید می کند. همجوشی هسته ای نه تنها باعث فروپاشی ستاره ها نمی شود، بلکه اولین ستاره های جهان را قادر می سازد عناصر جدیدی را که قبلاً وجود نداشته اند ، ایجاد کنند! بسته به اندازه آنها ، ستاره ها می توانند از طریق همجوشی، تا آهن که تعداد اتمی آنها 26 است ، عناصر ایجاد کنند. اما در جدول تناوبی 118 عنصر وجود دارد. بنابراین ، تمام عناصر با تعداد اتمی بالاتر از آهن از کجا آمده اند؟ از مرگ ستاره ها آمده اند.
چگونه ستاره ها می میرند؟
اگرچه ستارگان موجود زنده ای نیستند ، اما آنها “چرخه های زندگی” دارند و در برخی مواقع گفته می شود “می میرند”. نحوه زندگی و مرگ یک ستاره به بزرگ بودن آن بستگی دارد.
کوچکترین ستاره ها ، ستاره های کوتوله قهوه ای ، خیلی بزرگ هستند که نمی توانند سیاره در نظر گرفته شوند ، اما خیلی کوچک هستند که ستاره محسوب نمی شوند. آنها به دلیل جرم کم قادر به همجوشی هیدروژن نیستند و اغلب “ستاره های شکست خورده” نامیده می شوند. عمر کوتوله های قرمز کوچک و آهسته سوز بسیار طولانی است. زندگی آنها بین یک تا ده تریلیون سال طول می کشد! دانشمندان معتقدند وقتی ستاره های کوتوله قرمز سرانجام فرو می ریزند، به ستاره های کوتوله سفید تبدیل می شوند. اینها ستاره های بسیار متراکمی هستند که دیگر سوخت نمی سوزانند. دانشمندان همچنین معتقدند که در نهایت ، ستاره های کوتوله سفید در جهان خنک می شوند و به ستاره های کوتوله سیاه تبدیل می شوند.
وقتی هیدروژن ستاره های متوسط مانند خورشید کم شود هسته های آنها منقبض شده و گرم می شوند. لایه های خارجی گاز گسترش یافته و ستاره ها به ستاره های غول سرخ تبدیل می شوند. سرانجام با خنک شدن هسته یک ستاره غول سرخ ، گاز باقیمانده به فضا شناور می شود و یک سحابی سیاره ای را تشکیل می دهد. هر سحابی سیاره ای یک هسته کوتوله سفید در هسته اصلی خود دارد.
بزرگترین ستارگان قبل از اینکه به طرز چشمگیری از بین بروند، ابتدا به ستاره های ابرغول آبی تبدیل می شوند. در حقیقت ، آنها هنگام فروپاشی بزرگترین انفجارها را در جهان ایجاد می کنند. ما به این انفجارها ابرنواختر می گوییم.
انفجار اولیه ابرنواختر آنقدر انرژی دارد که می تواند اتم ها را از هم جدا کند و پروتون ها و نوترون ها را به درون جهان پرواز دهد. در لحظات پس از انفجار، این ذرات با انرژی کافی به یکدیگر برخورد می کنند تا دوباره با هم ترکیب شوند. برخورد عناصر نوری با پروتون ها و نوترون ها از این طریق ادامه دارد و دائماً بزرگ و بزرگتر می شوند. این فرآیند که مشابه همجوشی هسته ای است ، نوکلئوسنتز نامیده می شود. نوکلئوسنتز که هنگام انفجار ابرنواختر اتفاق می افتد، عناصری با تعداد اتمی بالاتر از آهن تولید می کند که با همجوشی هسته ای ایجاد نمی شوند. وقتی اولین ستاره ها به این روش از بین رفتند، عناصر کاملاً جدیدی از جمله طلا شکل گرفتند. سرانجام، این عناصر در اینجا روی زمین قرار گرفتند.
پس از انفجار ابرنواختر، هسته باقیمانده به یک ستاره نوترونی تبدیل می شود. این یک نوع ستاره بسیار کوچک و متراکم است. از نظر بزرگترین ستارگان، هسته باقیمانده آنقدر عظیم است و نیروی کشش گرانشی آنقدر زیاد است که حتی نور هم نمی تواند فرار کند. به این سیاه چاله ستاره ای می گویند.
مهم نیست که یک ستاره چگونه می میرد، چرخه زندگی آن می تواند جهان را متحول کند. بدون ستاره، جهان چیزی جز ابرهای هیدروژن و هلیوم نخواهد داشت. این مرگ و زندگی ستارگان است که مسئول عناصری است که همه آنچه را که روی زمین می بینید تشکیل می دهند!