ستاره ها: نور و گرما
- زمان : ۱۳۹۲/۴/۷، ۱۶:۴۴
- نمایش : ۵٬۹۳۴ دفعه
- موضوع : مبانی نجوم
ستاره کره داغ، پر جرم و نورانی هست که به واسطه گرانش پایدار شده و در پایان عمر، زمانی که هیدروژن آن به پایان می رسد، ستاره منقبض می شود و بسته به جرم به کوتوله سفید، ستاره نوترونی و سیاهچاله تبدیل می شود.
خورشید نزدیک ترین ستاره به زمین است و بعد از آن ستاره پروکسیما قنطروس در فاصله 4.3 سال نوری قرار دارد. ستاره شباهنگ یا شعرای یمانی با قدر ظاهری 1.47- پرنور ترین ستاره آسمان است که 8.6 سال نوری با زمین فاصله دارد. خورشید که در فاصله 149,597,870 کیلومتر از زمین قرار دارد در آسمان به اندازه 0.5 درجه دیده می شود. ستاره های دیگر به واسطه فاصله زیادی که از زمین دارند در آسمان شب به صورت نقاط نورانی دیده می شوند. حتی با یک تلسکوپ هم شما ستاره ها را به همین شکل خواهید دید.
اما سوالات جذابی درباره ستاره ها وجود دارد که ما در ادامه به آنها می پردازیم.
نور و گرمای ستاره ها چگونه بوجود می آید؟ ستاره ها چگونه تشکیل می شوند؟ مرگ ستاره ها چگونه خواهد بود؟
ستاره ها؛ نور و گرما
انرژی ستاره ها از واکنش های هسته ای بوجود می آید. در ستاره هایی مانند خورشید (و کوچکتر از آن) که دمای داخل آنها کمتر از 15 میلیون کلوین(15 مگا کلوین) است، واکنش هسته ای پروتون-پروتون اتفاق می افتد. در ستاره های پر جرم تر (که در دمای بیشتری هم دارند) بیشتر انرژی از چرخه کربن بدست می آید و در ستاره های پیر تر که در آنها رمبش اتفاق افتاده و دمای آنها از 100 میلیون کلوین بیشتر می شود، فرایند دیگر با هلیم آغاز می شود که فرایند سه گانه آلفا نام دارد.
• فرایند پروتون-پروتون:
[img width=300]http://upload7.ir/images/14405999995286215315.jpg[/img]
یکی از واکنش های هسته ای که در ستاره ها اتفاق می افتد به چرخه پروتون-پروتون معروف است. این واکنش در ستاره هایی مانند خورشید و یا کوچکترفرایند رخ می دهد. معمولا این واکنش در دماهای بالا اتفاق می افتد( 10 تا 14 مگا کلوین) تا بر نیروی الکتروستاتیک غلبه کند. حدود 10 میلیارد سال طول می کشد تا هیدروژن ها به هلیوم تبدبل شوند. اگر این واکش سریع تر انجام می شد، هیدروژن خورشید سال ها پیش به پایان رسیده بود.
اولین مرحله این واکنش زمانی است که دو اتم هیدروژن به هم برخورد می کنند. در این مرحله یکی از پروتون ها به نوترون و نترینو تبدیل می شود. در نتیجه هیدروژنی با یک پروتون و یک نوترون بوجود می آید. به این هیدروژن دوتریوم گفته می شود. در این جا نوترینو و پوزیترون آزاد می شوند. پوزیترون بوجود آمده با یک الکترون واکنش می دهد و در نهایت دو فوتون پرتو گاما بوجود می آید. بعد از آن دوتریوم بوجود آمده در هسته با یک هیدروژن دیگر برخورد می کند تا اتم بوجود آید. در این مرحله ایزوتوپ هلیوم باید به تبدیل شود. پس باید هسته دو با هم واکنش دهند. در یک واکنس کامل پروتون-پروتون به طور خالص 26.73 مگا الکترون ولت انرژی آزاد می شود.
• چرخه کربن
[img width=300]http://upload7.ir/images/41825711486583922183.jpg [/img]
در ستاره هایی که دمای آنها بیش از 15 میلیون کلوین بیشتر است به جای فرایند هیدروژنی، فرایند دیگری بر مبنای کربن- 12 اتفاق می افتد. در این فرایند ابتدا با برخورد یک پروتون با هسته اتم کربن- 12 ترکیب می شود. در نتیجه اتم نیترژن- 13 بوجود می آید. در ادامه پروتونی از نیتروژن تجزیه می شود. در انجام این واکنش علاوه بر بوجود آمدن کربن- 13، پوزیترون و نوترینو منتشر می شود.
دو اتم پروتون دیگر لازم است تا ابتدا اتم نیتروژن- 14 و بعد اکسیژن-15 بوجود می آید. تجزیه یک نوترون دیگر نیتروژن- 15 را بوجود می آورد. برخورد پروتون دیگری با نیتروژن-15، اتم اکسیژن-16 را بوجود می آورد. در این مرحله ذره آلفا پر انرژی آزاد می شود و اتم کربن-12 به چرخه باز می گردد و چرخه تکرار می شود.
انرژی که در مرحله آخر آزاد می شود منبع اصلی انرژی است.
در ستاره ای مانند خورشید این چرخه بخش مهمی از انرژی را بوجود نمی آورد. اما در ستاره ای مانند شباهنگ که جرمی معادل دو برابر جرم خورشید را دارد چرخه کربن فرایند اصلی است و تقریبا تمام انرژی ستاره را بوجود می آورد.
• فرایند سه گانه هلیم
[img width=300]http://upload7.ir/images/89328158734065613849.jpg[/img]
در ستاره هایی که دمای مرکز آن ها بیش از 100 میلیون کلوین است، یعنی غول های سرخ و ابر غول های سرخ، فرایند سه گانه آلفا رخ می دهد. در این فرایند هلیم به برلیم- 8 و پس از آن کربن- 12 تبدیل می شود.
مطالب مرتبط:
1- ستاره ها: نور و گرما
2- [url=http://www.cafeastro.net/modules/news/article.php?storyid=70]تولد ستاره ها[/url]
3-[url=http://www.cafeastro.net/modules/news/article.php?storyid=71]کوتوله سفید[/url]
4-[url=http://www.cafeastro.net/modules/news/article.php?storyid=72]ستاره نوترونی[/url]
اما سوالات جذابی درباره ستاره ها وجود دارد که ما در ادامه به آنها می پردازیم.
نور و گرمای ستاره ها چگونه بوجود می آید؟ ستاره ها چگونه تشکیل می شوند؟ مرگ ستاره ها چگونه خواهد بود؟
ستاره ها؛ نور و گرما
انرژی ستاره ها از واکنش های هسته ای بوجود می آید. در ستاره هایی مانند خورشید (و کوچکتر از آن) که دمای داخل آنها کمتر از 15 میلیون کلوین(15 مگا کلوین) است، واکنش هسته ای پروتون-پروتون اتفاق می افتد. در ستاره های پر جرم تر (که در دمای بیشتری هم دارند) بیشتر انرژی از چرخه کربن بدست می آید و در ستاره های پیر تر که در آنها رمبش اتفاق افتاده و دمای آنها از 100 میلیون کلوین بیشتر می شود، فرایند دیگر با هلیم آغاز می شود که فرایند سه گانه آلفا نام دارد.
• فرایند پروتون-پروتون:
[img width=300]http://upload7.ir/images/14405999995286215315.jpg[/img]
یکی از واکنش های هسته ای که در ستاره ها اتفاق می افتد به چرخه پروتون-پروتون معروف است. این واکنش در ستاره هایی مانند خورشید و یا کوچکترفرایند رخ می دهد. معمولا این واکنش در دماهای بالا اتفاق می افتد( 10 تا 14 مگا کلوین) تا بر نیروی الکتروستاتیک غلبه کند. حدود 10 میلیارد سال طول می کشد تا هیدروژن ها به هلیوم تبدبل شوند. اگر این واکش سریع تر انجام می شد، هیدروژن خورشید سال ها پیش به پایان رسیده بود.
اولین مرحله این واکنش زمانی است که دو اتم هیدروژن به هم برخورد می کنند. در این مرحله یکی از پروتون ها به نوترون و نترینو تبدیل می شود. در نتیجه هیدروژنی با یک پروتون و یک نوترون بوجود می آید. به این هیدروژن دوتریوم گفته می شود. در این جا نوترینو و پوزیترون آزاد می شوند. پوزیترون بوجود آمده با یک الکترون واکنش می دهد و در نهایت دو فوتون پرتو گاما بوجود می آید. بعد از آن دوتریوم بوجود آمده در هسته با یک هیدروژن دیگر برخورد می کند تا اتم بوجود آید. در این مرحله ایزوتوپ هلیوم باید به تبدیل شود. پس باید هسته دو با هم واکنش دهند. در یک واکنس کامل پروتون-پروتون به طور خالص 26.73 مگا الکترون ولت انرژی آزاد می شود.
• چرخه کربن
[img width=300]http://upload7.ir/images/41825711486583922183.jpg [/img]
در ستاره هایی که دمای آنها بیش از 15 میلیون کلوین بیشتر است به جای فرایند هیدروژنی، فرایند دیگری بر مبنای کربن- 12 اتفاق می افتد. در این فرایند ابتدا با برخورد یک پروتون با هسته اتم کربن- 12 ترکیب می شود. در نتیجه اتم نیترژن- 13 بوجود می آید. در ادامه پروتونی از نیتروژن تجزیه می شود. در انجام این واکنش علاوه بر بوجود آمدن کربن- 13، پوزیترون و نوترینو منتشر می شود.
دو اتم پروتون دیگر لازم است تا ابتدا اتم نیتروژن- 14 و بعد اکسیژن-15 بوجود می آید. تجزیه یک نوترون دیگر نیتروژن- 15 را بوجود می آورد. برخورد پروتون دیگری با نیتروژن-15، اتم اکسیژن-16 را بوجود می آورد. در این مرحله ذره آلفا پر انرژی آزاد می شود و اتم کربن-12 به چرخه باز می گردد و چرخه تکرار می شود.
انرژی که در مرحله آخر آزاد می شود منبع اصلی انرژی است.
در ستاره ای مانند خورشید این چرخه بخش مهمی از انرژی را بوجود نمی آورد. اما در ستاره ای مانند شباهنگ که جرمی معادل دو برابر جرم خورشید را دارد چرخه کربن فرایند اصلی است و تقریبا تمام انرژی ستاره را بوجود می آورد.
• فرایند سه گانه هلیم
[img width=300]http://upload7.ir/images/89328158734065613849.jpg[/img]
در ستاره هایی که دمای مرکز آن ها بیش از 100 میلیون کلوین است، یعنی غول های سرخ و ابر غول های سرخ، فرایند سه گانه آلفا رخ می دهد. در این فرایند هلیم به برلیم- 8 و پس از آن کربن- 12 تبدیل می شود.
مطالب مرتبط:
1- ستاره ها: نور و گرما
2- [url=http://www.cafeastro.net/modules/news/article.php?storyid=70]تولد ستاره ها[/url]
3-[url=http://www.cafeastro.net/modules/news/article.php?storyid=71]کوتوله سفید[/url]
4-[url=http://www.cafeastro.net/modules/news/article.php?storyid=72]ستاره نوترونی[/url]
همه نظرها (۰)