نگاهی به آینده خورشید

تیمی از اخترشناسان حرفه ای با استفاده از رصد خانه فرو سرخ آریزونا (متشکل از سه تلسکوپ اپتیکی مرتبط)موفق شدند خورشید را در چهار میلیارد سال آینده مجسم کنند، زمانی که خورشید در آن هنگام تبدیل به یک غول سرخ خواهد شد.

در واقع سه ابزار اپتیکی مرتبط به هم کار یک تداخل سنج بسیار بزرگ و مجهز را انجام می دهند.اخترشناسان با استفاده از این ابزار توانستند تعداد بسیار زیادی از ستارگان غول سرخ را مشاهده نمایند.یکی از نتایج مهم این مشاهدات کشف این نکته بود که ستارگان غول سرخ دارای سطوح متفاوتی می باشند،همچنین تعداد و محل لکه ها نیز در آن ها پراکنده می باشد.

بیش از یک سوم ستارگان غول سرخ مشاهده شده از لحاظ درخشندگی سطح یکسانی نداشتند، به عبارت دیگر در برخی نقاط از سطح آن ها لکه هایی ابر مانند دیده می شد که شاید قابل مقایسه با لکه های خورشیدی باشند. به عقیده دانشمندان عامل پدید آمدن این لکه ها شاید ناشی از موج های تکان دهنده ای باشد که توسط تپیدن ستاره ایجاد می شود و یا با گذر یک سیاره همدم از نزدیکی ستاره پدید می آید.

سام راگلند که مسئولیت این پروژه را بر عهده داشته است در این باره می گوید:در این روش با استفاده از سه تلسکوپ و روشی تداخل سنجی در عملی بی سابقه، داده های بسیار دقیق و ارزشمندی را پیرامون ستارگان غول سرخ در دور دست های کهکشان بدست آوردیم.در حقیقت ما با این کار به آینده خورشید نگریسته ایم.باور عادی ما از ستارگان این بوده است که آنها باید به صورت یک توپ گازی متقارن باشند.اما بیش از ۳۰% از ستارگانی که ما روی آن ها تحقیق و بررسی انجام داده ایم دارای شکلی نا متقارن و نا موزون می باشند،این موضوع حاکی از آن است که این ستارگان در مراحل پایانی عمر خود دچار دگرگونی شده اند.این درست زمانی است که خورشید تبدیل به یک سحابی سیاره نما خواهد شد.

از جمله مزایای دیگر این تحقیقات که توسط راگلند و همکارانش صورت گرفت، اثبات این موضوع بود که با بکار گیری چند تلسکوپ اپتیکی مرتبط به جای یک ابزار بزرگ، می توان تصاویری با وضوح بسیار بالا حتی بسیار بهتر از موارد قبلی بدست آورد.در حال حاضر دانشمندان مشغول بررسی امکان به کار گیری پنج و یا حتی شش تلسکوپ فرو سرخ به طور مرتبط می باشند.

پروفسور لی آن ویلسون از دانشگاه ایالتی آیوا که مسئولیت ثبت و نگارش تحقیقات را بر عهده داشته است،می گوید:استفاده از سه تلسکوپ گام بسیار بزرگی در زمینه رصد های اپتیکی می باشد.زمانی که شما از چنین ابزارهایی استفاده می کنید،نه تنها می توانید اندازه یک ستاره را بیان کنید، بله می توانید متقارن بودن و یا عدم تقارن آن را نیز تشخیص دهید.اگر ما از تلسکوپ های بیشتری استفاده کنیم قادر خواهیم بود تا تصویری حقیقی از این ستارگان بدست آوریم.

راگلند و ویلسون به طور مشترک از سازمان فضایی ناسا و فرانسه نتیجه تحقیقات خود را ارائه دادند که توسط ژورنال اختر فیزیک نیز تایید شده است.

تداخل سنج ها با ترکیب نور های دریافتی سه تلسکوپ ،جزئیات بیشتری را به نمایش می گذارند.می توان این گونه تصور کرد که تلسکوپی به بزرگی فاصله سه تلکسوپ از یکدیگر پدید می آید.در ستاره شناسی رادیویی به دلیل بلند بودن طول امواج رادیویی گسیل شده (چند سانتی متر تا چند متر) نمایان ساختن تفاوت های بسیار ناچیز طول موج ها در زمان دخول نور در تلسکوپ های مختلف بسیار ساده است. در حالی که تداخل سنجی فرو سرخ برای امواجی که طول آن ها در حدود یک و نیم میکرون و یا یک صدم میلیمتر است،کار را بسیار مشکل می کند.(این طول موج ها در مقایسه با طول موج های رادیویی چیزی در حدود یک میلیون بار کوچک ترند).

سحابى حلقوى(عکس از رصد خانه کک)

در طول موج های کوتاه ثبات و پایداری استقرار ابزار نقش حیاتی دارد،زیرا کوچکترین لرزشی کل سنجش ها را مختل می کند.علاوه بر این دانشمندان در این پروژه تکنولوژی را نوینی به کار بردند. آنها یک تراشه نیم اینچی یونیک(اپتیک یکپارچه برای جمع آوری پرتو های نور )*استفاده نمودند.این تفاوت بارز این تحقیق با سایر پژوهش های انجام شده بود که در آن ها از تعداد زیادی آینه برای هدایت پرتو های پراکنده نور به یک گیرنده مرکزی استفاده می شد.

هدف اصلی راگلند تمرکز بر روی ستاره هایی با جرم کم و متوسط بود. ستارگانی که از سه چهارم تا سه برابر خورشید جرم داشتند.این ستارگان زمانی که به مراحل پایانی عمر خود (میلیون ها سال پیش)نزدیک می شدند، بسیار حجیم شده و شروع به سوزاندن هلیوم می کنند.در زمان فعالیت یک ستاره درخشندگی و گرمای آن از سوختن هیدروژن و تبدیل شدن آن به هلیوم حاصل می شود.در مراحل پایانی این ستارگان از هسته ای بسیار چگال از کربن و اکسیژن تشکیل شده اند که توسط پوسته ای ضخیم احاطه می شود.در یک چرخه مداوم هیدروژن به هلیوم تبدیل می شود و هلیوم به کربن و اکسیژن.در بیشتر این نوع ستارگان چرخه تبدیل هیدروژن به هلیوم برای مدت صد هزار سال ادامه خواهد داشت و موجب درخشندگی ستاره می گردد.در بسیاری از موارد ستارگان دویست هزار سال پایان عمر خود را همچون یک ستاره متغییر می گذرانند.میزان درخشندگی این ستارگان هر هشتاد تا هزار روز تغییر می کند.این گونه از ستارگان را ستاره نخستین نیز می نامند.ستاره میرا در صورت فلکی قیطس(نهنگ) نمونه ای بارز از یک ستاره متغییر است.

راگلند می افزاید:یکی از دلایل علاقه من برای بررسی این گونه از ستارگان،سرنوشت مشابه ای است که خورشید نیز در آینده دچار آن خواهد شد.

در همین زمان است که ستارگان در اثر بادهای بسیار عظیمی در سطح ،لایه های بیرونی خود را از دست می دهند.پس از آن سحابی سیاره نمایی در حال گسترش پدید می آید که کوتوله ای سفید را در میان خود نگاه می دارد.هنگامی که ستاره لایه های خود را به اطراف می پراکند مانند یک سو پاپ شروع به تپیدن می کند.زمان تپش هم ماهانه آغاز شده و به صورت سالانه ادامه می یابد.راگلند و گروهش در این پروژه توانستند سی و پنج ستاره متغییر(میرا مانند)،هجده ستاره متغییر نیمه منظم و سه ستاره متغییر نامنظم را مشاهده و ثبت کنند.تمامی این ستارگان در فاصله در حدود ۱۳۰۰ سال نوری از زمین قرار دارند.دوازده عدد از ستارگان متغییر (میرا مانند) درخششی نا متقارن داشتند،این در حالی است که تنها سه عدد از ستارگان ستاره متغییر نیمه منظم و یک ستاره متغییر نامنظم چنین حالتی داشته اند.

راگلند در پایان افزود :دلیل این عدم تقارن در درخشندگی هنوز در پرده ای از ابهام قرار دارد.مدلی که توسط ویلسون ارائه شده است بیان می دارد که وجود یک سیاره همدم با اندازه ای در ابعاد مشتری شیار هایی در باد های ستاره ای پدید می آورد.این شیارها از لحاظ ظاهری باعث ایجاد شکلی نا متقارن می شوند.گمان می شود که سیاره ای در ابعاد زمین نیز در فاصله بسیار نزدیک به ستاره ، قادر به ایجاد چنین شیار هایی می باشد.اگر چه که سیاره ای چنان نزدیک به یک غول سرخ پس از مدت کوتاهی توسط خود ستاره بلعیده می شود.

تفاوت میزان موادی که توسط ستاره به بیرون رانده می شوند نیز می تواند به صورت ابر هایی متراکم(هم چگال) مانع از رسیدن نور بخشهایی از ستاره شود.

ویلسون می افزاید:دلیل این موضوع هر چیزی که هست،یک موضوع مهم را به ما یا آوری می کند،نظریه ای که در آن ستارگان به طور یکنواخت می درخشند ،کاملا اشتباه است.ما باید مدل های سه بعدی جدیدی را ارائه نمایم.
منبع :Keck Observertory