چرا روشنایی ظاهری ستاره‌های مختلف متفاوت است؟
ستاره‌ها منبعی از نور و گرما هستند که انرژیشان را از واکنش‌های پیوسته گداخت که در آن‌ها رخ می‌دهد به دست می‌آورند. اما چرا برخی پرنورتر و برخی کم نوربه نظر می‌رسند؟
برای پاسخ به این سوال، نقش دو عامل تاثیرگذار را بررسی می‌کنیم؛ اولین عامل جرم است. هرچه ستاره‌ای پرجرم‌تر باشد فرآیند گداخت در هسته آن سریع‌تر رخ می‌دهد و نتیجه آن آزاد شدن انرژی و درخشندگی بیشتر است. در حقیقت درخشندگی معیاری برای سنجش شدت نور است، یا به عبارتی بیانگر میزان انرژی‌ای که جسم به صورت تابش در طی یک ثانیه ساطع می‌کند. واحد درخشندگی وات (ژول بر ثانیه) است. درخشندگی یک ستاره به دو عامل بستگی دارد: ۱) اندازه ستاره (مساحت سطح) ۲) مقدار نور مرئی که از هر مترمربع سطح آن گسیل می‌شود (که این مورد به نوبه خود تابع دمای سطح ستاره است). اما این میزان درخشندگی برای رسیدن به چشم ما مسافت طولانی‌ای را طی می‌کند. هرچه این مسافت طولانی‌تر باشد میزان درخشندگی رسیده از ستاره به سطح زمین کمتر می‌شود. درواقع اگر دو ستاره در فاصله یکسان تا زمین قرار گرفته باشند آنکه دما و ابعاد بیشتری دارد، پرنورتر دیده می‌شود. و اگر دو ستاره با دما و ابعاد یکسان داشته باشیم آنکه نزدیک‌تر است، پرنورتر دیده می‌شود. پس می‌توان گفت میزان روشنایی‌ای که از هر ستاره روی زمین می‌بینیم (که قدر ظاهری نام دارد) با درخشندگی واقعی آن متفاوت است؛ زیرا روشنایی در واقع میزان انرژی رسیده از منبع نوری به سطحی معین در واحد زمان است. برای مثال یک چراغ قوه می‌تواند در فاصله یک سانتی‌متری از چشم ما بسیار «روشن» جلوه کند؛ در حالی که یک پروژکتور در فاصله پنج کیلومتری برای چشم ما «روشنایی» بسیار ضعیفی دارد. کم‌شدن روشنایی با افزایش فاصله به دلیل پخش شدن انرژی تابشی است.
در ستاره‌ها امواج تابش شده در سطح کره‌ای پخش می‌شوند که مساحت کره با دو برابر شدن فاصله چهار برابر می‌شود. بنابراین روشنایی با دورشدن از جسم کاهش می‌یابد؛ زیرا نور در سطح کره بزرگ‌تری پخش شده است. در نتیجه متفاوت‌بودن روشنایی ظاهری ستاره‌ها در آسمان به دلیل فاصله ما از آن ستاره و تفاوت دما و اندازه هر ستاره است.
آیا می‌شود به یک ستاره کاوشگر اعزام کرد؟
بشر همواره به دنبال کاوش در سراسر کیهان بوده و به این منظور دست به ساختن فضاپیماها، کاوشگرها و… زده است. کاوشگرها و فضاپیماها برای اهداف خاصی راهی مقاصد مشخصی می‌شوند. تاکنون دانشمندان موفق شده‌اند به ماه و سیاره‌هایی همچون عطارد، زهره، مریخ، مشتری، زحل، اورانوس، نپتون و سیاره کوتوله پلوتو کاوشگر اعزام کنند. این کاوشگرها توانسته‌اند اطلاعات بسیار ارزشمندی برای ما جمع آوری کنند. اما برخی کاوشگرها هستند که راهی ورای منظومه شمسی نیز شده‌اند؛ اولین کاوشگر پایونیر ۱۰ بود که در سال ۱۳۵۰ پرتاب شد و آخرین سیگنال بسیار ضعیف از آن در ۳ بهمن ماه ۱۳۸۱ دریافت شد. طبق پیش‌بینی‌های انجام شده پایونیر ۱۰ اکنون در فاصله ۱۱۴ واحد نجومی قرار دارد (هر واحد نجومی (AU) برابر با فاصله زمین تا خورشید است) و از کمربند کوئیپر خارج شده است. پایونیر ۱۱ نیز در سال ۱۳۵۲ شمسی پرتاب شد و پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که تاکنون مسافت ۹۰ واحد نجومی (۹۰AU) را طی کرده است آخرین تماس با پایونیر ۱۱ در سال ۱۳۷۴ برقرار شد. ویجر ۱ نیز در سال ۱۳۵۶ شمسی پرتاب شد و تاکنون ۱۳۳ واحد نجومی از ما فاصله گرفته و در فضای میان ستاره‌ای در حال حرکت است. در سال ۱۳۹۲ ناسا به طور رسمی خروج ویجر ۱ از منظومه شمسی را تایید کرد و طبق پیش‌بینی‌های انجام شده این فضاپیما حدود ۳۰۰ سال دیگر به محدوده ابر اورت می‌رسد. ویجر ۲ نیز که در سال ۱۳۵۶ پرتاب شد، در سال ۱۳۶۸ از کنار نپتون گذشت و تاکنون ۱۰۲ واحد نجومی از ما فاصله گرفته است. اما چرا تا به حال به ستاره‌ها کاوشگر نفرستاده‌ایم؟
در حقیقت نزدیک‌ترین ستاره به زمین، همان خورشید است که فضاپیمای هلیوس۱ در سال ۱۹۷۹/۱۳۵۸ از ۴۷ میلیون کیلومتری آن پرواز کرد. در بهترین حالت با فضاپیمایی که ناسا در سال ۲۰۱۸/۱۳۹۷ به سوی خورشید پرتاب می‌کند می‌توانیم تا شش میلیون کیلومتری خورشید به آن نزدیک شویم. اما بازهم فاصله زیادی تا ستاره مورد نظر داریم! نزدیک‌شدن به خورشید و دیگر ستاره‌ها به عواملی بستگی دارد که در ادامه به آن‌ها خواهیم پرداخت.
مهم‌ترین عامل مسافت است. پس از خورشید نزدیک‌ترین ستاره به ما که پروکیسما قنطورس نام دارد، حدود ۴/۲ سال نوری با ما فاصله دارد که اگر بخواهیم با سرعت حدودا km/s۱۷ (مشابه سرعت فضاپیمای ویجر۱) به آن سفر کنیم تقریبا ۷۴ هزار سال طول خواهد کشید.
اما فرض کنیم کاوشگری ساخته‌ایم که بتواند در طول مدت سفرش با زمین در ارتباط باشد و داده‌هایش را به زمین مخابره کند و همچنین سوخت مورد نیاز برای رسیدن به مقصد را داشته باشد. چنین کاوشگری به محض رسیدن به نزدیکی ستاره مورد نظر ذوب خواهد شد زیرا دمای سطح یک ستاره معمولی مثل خورشید ۵۸۰۰ درجه سانتیگراد است (دمای سطح ستارگان بین سه هزار تا ۳۰ هزار کلوین متفاوت است) و هیچ دستگاه ساخته دست بشر در این دما مقاوم نیست. البته قسمت‌های مختلف جو خورشید دمای متفاوتی بین ۴۵۰۰ تا دو میلیون کلوین دارد.
اما اگر بازهم فرض کنیم بتوانیم کاوشگرمان را از جنسی مقاوم در برابر حرارت بسازیم. در این حالت نیزکاوشگر در نزدیکی ستاره از کار خواهد افتاد زیرا ستاره میدان مغناطیسی قوی‌ای دارد. همچنین بادهای ستاره‌ای و طوفان‌های مغناطیسی می‌تواند سامانه‌های الکترونیک فضاپیما را از کار بیندازد.
از سویی دیگر در طول سفر، ممکن است فضاپیما با ذرات میان‌ستاره‌ای یا پرتوهای مضر کیهانی برخورد کند که سبب وارد آمدن خسارت به فضاپیما می‌شود.
در نهایت با مهیا کردن تمامی امکانات بازهم یک کاوشگر نمی‌تواند بر سطح ستاره فرود بیاید و فقط می‌تواند اطراف آن پرواز کند، زیرا جنس ستاره از پلاسما است و امکان این وجود ندارد که فضاپیما روی ستاره فرود آید. پلاسما حالتی از ماده است که در دماهای بسیار بالا به وجود می‌آید و اتم‌ها یونیزه می‌شوند. در حالت پلاسما ذرات باردار مانند الکترون آزادانه در محیط حرکت می‌کنند و هیچ سطح سخت و قابل فرودی روی یک ستاره وجود ندارد.
درباره نویسنده
تبلیغات
با ما صفحه اول گوگل را تجربه کنید خرید بک لینک ، بک لینک