جدید ترین عناوین خبری امروز
مجله علمی کیهان‌شناس

توجه: کلمه عبور به آدرس ایمیل شما ارسال خواهد شد.

ستاره‌های کوتوله سرخ پر تعدادترین ستاره‌ها با بیشترین طول عمر

ستاره‌های کوتوله سرخ پر تعدادترین ستاره‌ها با بیشترین طول عمر هستند

ستاره‌های کوتوله سرخ بیشترین ستارگان در کهکشان هستند، اما آن‌ها در تاریکی مخفی بوده و به اندازه‌ای کم‌نور هستند که با چشم غیرمسلح قابل‌دیدن نیستند. درخشندگی محدود آن‌ها، کمک می‌کند تا طول عمرشان طولانی شود. طول عمر این ستاره‌ها بسیار بیشتر از طول عمر خورشید می‌باشد.

دانشمندان فکر می‌کنند که ۲۰ ستاره از ۳۰ ستاره‌ی نزدیک زمین، کوتوله‌های سرخ هستند. نزدیک‌ترین ستاره به خورشید، یعنی پروکسیما قنطورس (Proxima Centauri) نیز یک کوتوله سرخ است.

اصطلاح «کوتوله سرخ» تنها به یک نوع ستاره اشاره نمی‌کند. این اصطلاح غالبا برای سردترین اجسام در هستی به کار برده می‌شود که شامل کوتوله‌های M و K که ستاره‌هایی واقعی هستند و کوتوله‌های قهوه‌ای، که «ستاره‌های ناموفق» نام دارند (زیرا نمی‌توانند همجوشی هیدروژنی را در هسته‌ی خود ایجاد کنند) می‌شود.

مایکل گیلون (Michaël Gillon) ستاره‌شناس دانشگاه لیژ بلژیک می‌گوید: «هیچ تعریف دقیقی از کوتوله‌های سرخ وجود ندارد.» گیلون که در زمینه مطالعه‌ی سردترین اجرام ستاره‌ای فعالیت دارد، یکی از اعضای تیمی بود که ستاره‌ی فوق سرد تراپیست-۱ (TRAPPIST-1) را کشف کردند. به گفته‌ی گیلون «کوتوله سرخ معمولا به ستاره‌های کوتوله‌ای گفته می‌شود که در طیف K5V تا M5V قرار می‌گیرند.»

شکل‌گیری و ویژگی‌ها

کوتوله‌های سرخ مانند سایر ستاره‌های رشته اصلی شکل می‌گیرند. ابتدا، ابری از گرد و خاک و گاز به وسیله‌ی جاذبه در نقطه‌ای جمع شده و شروع به چرخیدن می‌کنند. سپس مواد در مرکز متراکم می‌شوند و وقتی به دمای نقطه‌ی بحرانی می‌رسند، همجوشی آغاز می‌شود.

کوتوله‌های سرخ شامل کوچک‌ترین ستاره‌ها با جرمی بین ۷.۵ تا ۵۰ درصد جرم خورشید هستند. اندازه‌ی کوچک آن‌ها به معنی داشتن دمای کمتر می‌باشد که تا ۶۳۸۰ درجه فارنهایت (۳۵۰۰ درجه سلسیوس) می‌رسد. برای مقایسه، دمای خورشید ۹۹۰۰ درجه فارنهایت (۵۵۰۰ درجه سلسیوس) است. دمای کمتر کوتوله‌های سرخ به این معنی است که آن‌ها بسیار بسیار کم‌نورتر از ستاره‌هایی مثل خورشید هستند.

ستاره‌شناسان دقیق‌ترین تصویر گرفته‌شده از ستاره‌ی آر دلو را به دست آورند

همچنین، دمای کمتر آن‌ها به این معنی است که منابع هیدروژن خود را بسیار کندتر می‌سوزانند. در حالی که ستاره‌های بزرگتر، هیدروژن موجود در هسته خود را قبل از اتمام عمر خود به صورت کامل می‌سوازنند. کوتوله‌های سرخ تمام هیدروژن داخل و خارج هسته خود را می‌سوزانند. این مسئله باعث می‌شود تا طول عمر کوتوله‌های سرخ تا هزاران میلیارد سال برسد. بسیار بیشتر از عمر ۱۰ میلیارد ساله‌ی ستاره‌هایی مانند خورشید.

گاز و گرد و غبار در اطراف یک ستاره تازه شکل گرفته
در این تصویر مفهومی، گاز و گرد و غبار در اطراف یک ستاره تازه شکل گرفته می‌چرخند. نهایتا این مواد با کمک نیروی جاذبه، تبدیل به سیارات می‌شوند.
(Image: © NASA/JPL-Caltech)

طبقه‌بندی ستاره‌های کوتوله سرخ

دانشمندان معمولا در تمایز دادن بین یک ستاره کوتوله سرخ و کوتوله قهوه‌ای با مشکل مواجه می‌شوند. کوتوله‌های قهوه‌ای سرد و کم‌نور هستند و معمولا به همان شکلی که کوتوله‌های سرخ تشکیل می‌شوند، ایجاد می‌شوند. اما کوتوله‌های قهوه‌ای هیچ‌وقت به نقطه‌ی همجوشی نمی‌رسند زیرا بسیار کوچک هستند و بنابراین، ستاره نامیده نمی‌شوند.

ادام برگاسر (Adam Burgasser) ستاره‌شناس دانشگاه کالیفورنیای سن دیگو می‌گوید: «وقتی ما یک کوتوله سرخ را مشاهده می‌کنیم و جو آن را اندازه می‌گیریم، لزوما نمی‌دانیم که آن یک کوتوله قهوه‌ای است یا یک ستاره – کوتوله‌های قهوه‌ای تقریبا به صورت کامل شبیه ستاره‌های فوق سرد هستند.»

برای فهمیدن این‌که یک شی آسمانی، یک کوتوله سرخ یا قهوه‌ای است، دانشمندان دمای جو آن را اندازه می‌گیرند. کوتوله‌های قهوه‌ای بدون همجوشی، دمایی کمتر از ۲۰۰۰ کلوین (۳۱۴۰ درجه فارنهایت یا ۱۷۲۷ درجه سلسیوس) دارند؛ در حالی که ستاره‌های دارای همجوشی هیدروژنی گرم‌تر از ۲۷۰۰ کلوین (۴۴۰۰ درجه فارنهایت یا ۲۴۲۷ درجه سلسیوس) هستند. اجرامی که در بین این دو هستند می‌توانند کوتوله سرخ یا قهوه‌ای باشند.

برخی اوقات، ترکیبات شیمیایی موجود در جو می‌توانند سرنخ‌هایی درباره این‌که چه چیزی در بطن آن می‌گذرد ارائه دهند. حضور مولکول‌هایی مانند متان یا آمونیاک که تنها در دمایی پایین وجود دارند، می‌تواند بیانگر این موضوع باشد که شی مورد بررسی، یک کوتوله قهوه‌ای است؛ همچنین وجود لیتیوم در جو بیانگر این است که چیزی که به نظر می‌رسد یک کوتوله سرخ باشد، در اصل یک کوتوله قهوه‌ای است و نه یک ستاره واقعی.

ستاره‌شناسان یک ستاره‌ی جوان را در مرحله‌ی‌ رشد ناگهانی و سریع مشاهده کردند

طبق گفته برگاسر «دانشمندان ممکن است هنوز اصطلاح کوتوله سرخ را برای یک شی آسمانی کوچک و کم‌نور به کار ببرند در حالی که ممکن است آن شی یک کوتوله قهوه‌ای باشد.»

کوتوله‌های قهوه‌ای ترکیبی از ستاره‌ها و سیارات هستند
کوتوله‌های قهوه‌ای ترکیبی از ستاره‌ها و سیارات هستند، اما آن‌ها ویژگی‌های خاص خود را نیز دارند. این تصویر هنری کوتوله قهوه‌ای ۲MASSJ22282889-431026 را که تلسکوپ فضایی اسپیتزر (Spitzer) ناسا و تلسکوپ فضایی هابل به صورت همزمان مشاهده کردند را نشان می‌دهد.
(Image: © NASA/JPL-Caltech)

یک میزبان برای سیاره‌های قابل سکونت؟

سیاره‌ها پس از تشکیل ستاره، از مواد باقی مانده در دیسک گرد و غبار ایجاد می‌شوند. تعداد زیادی کوتوله سرخ کشف شده‌اند که میزبان سیاراتی در اطراف خود هستند اما سیارات غول گازی، کمیاب هستند. از آن‌جایی که کوتوله‌های سرخ از ستاره‌هایی مانند خورشید کم‌نورتر هستند، یافتن سیارات اطراف آن‌ها آسان‌تر است. این مسئله باعث شده تا کوتوله‌های سرخ به یک هدف جذاب برای یافتن سیارات تبدیل شوند. تلسکوپ فضایی کپلر ناسا (که از سال ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۸ مشغول به فعالیت بود) و ماهواره‌ی نقشه‌بردار فراخورشیدی گذران (Transiting Exoplanet Survey Satellite, TESS) که فعالیت خود را از سال ۲۰۱۸ شروع کرد، بسیاری از ستاره‌های کوتوله سرخ را به منظور یافتن سیاره‌هایی مانند زمین بررسی کرده‌اند.

از آن‌جایی که سیاره‌های بررسی شده توسط TESS نزدیک ستاره‌های درخشان هستند که در نزدیکی زمین قرار دارند، برای ماهواره‌های مستقر بر روی زمین، بررسی کردن آن‌ها ساده‌تر است. در آوریل سال ۲۰۱۹، محققان TESS اعلام کردند که اولین سیاره‌ی هم‌سایز زمین را یافته‌اند. اگرچه وضعیت آن، برای حیاتی که ما می‌شناسیم، مناسب نیست.

برای مدت طولانی‌ای، دانشمندان فکر می‌کردند که کوتوله‌های سرخ غیر قابل سکونت هستند. نور و گرمای کم آن‌ها به این معنی است که محدوده قابل سکونت آن‌ها (فاصله‌ای از کوتوله سرخ که آب مایع در آن بتواند تشکیل شود) بسیار نزدیک به ستاره خواهد بود و سیاره‌هایی با این فاصله، تحت تاثیر تشعشعات ستاره قرار می‌گیرند. سایر سیارات نیز ممکن است کاملا در مدار ستاره باشند در حالی که یک سمت آن‌ها دائما رو به ستاره است که باعث می‌شود یک سمت آن‌ها بسیار گرم و سمت دیگر آن‌ها بسیار سرد باشد.

ستاره‌ی سنگین بسیار بزرگ، تولد یک دوقلوی کوچک را نوید می‌دهد

در سال ۲۰۱۶ یک سیاره قابل سکونت بالقوه کشف شد که در مدار پروکسیما قنطورس (نزدیک‌ترین ستاره به زمین) می‌گردد و در سال ۲۰۱۹ ستاره‌شناسان اعلام کردند که احتمال دارد سیاره‌ی دومی در مدار بسیار دورتر از منطقه قابل سکونت این ستاره وجود داشته باشد. حداقل هفت سیاره‌ی هم‌اندازه‌ی زمین، در مدار کوتوله سرخ تراپیست-۱ وجود دارند و بسیاری مطالعات دیگر بیان می‌کنند که حداقل برخی از این سیارت می‌توانند میزبان حیات باشند.

یک سیاره قابل سکونت فرضی با دو قمر را نشان می‌دهد که در مدار یک ستاره کوتوله سرخ
این تصویر مفهومی، یک سیاره قابل سکونت فرضی با دو قمر را نشان می‌دهد که در مدار یک ستاره کوتوله سرخ قرار دارند. اخترشناسان دریافتند که ۶ درصد تمام ستاره‌های کوتوله سرخ دارای یک سیاره هم اندازه زمین در منطقه قابل سکونت خود هستند. منطقه‌ای با گرمای کافی که اجازه وجود آب مایع در سطح سیاره را می‌دهد. از آن‌جایی که ستاره‌های کوتوله سرخ پرتعداد هستند، از لحاظ آماری، نزدیک‌ترین سیاره شبیه زمین باید تنها در فاصله ۱۳ سال نوری از زمین قرار داشته باشد.
(Image: © David A. Aguilar (CfA))

آخر خط

کوتوله‌های سرخ کوچک ممکن است طول عمر بالایی داشته باشند، اما مانند تمام ستاره‌های دیگر، آن‌ها نهایتا ذخایر سوخت خود را به اتمام می‌رسانند. وقتی این اتفاق بیافتد، کوتوله‌های سرخ تبدیل به کوتوله‌های سفید (ستاره‌های مرده‌ای که دیگر در هسته خود همجوشی ندارند) می‌شوند. در پایان، کوتوله‌های سفید تمام گرمای خود را از دست می‌دهند و به کوتوله‌های سیاه تبدیل می‌شوند.

اما بر خلاف خورشید که بعد از چند میلیارد سال تبدیل به کوتوله سفید می‌شود، برای کوتوله‌های سرخ هزاران میلیارد سال زمان می‌برد تا تمام سوخت خود را بسوزانند. این زمان، به میزان قابل‌توجهی بیشتر از عمر تمام کیهان است که در حدود ۱۴ میلیارد سال تخمین زده می‌شود. کوتوله‌های سرخ ممکن است مقداری کم‌نور باشند اما مانند لاکپشت، به کندی اما با اطمینان، مسابقه‌ی بقا را با پیروزی به اتمام می‌رسانند.


مترجم: احسان اوغر/ ویراستار: علی کریمی/ تحریریه‌ی رسانه‌ی علمی کیهان‌شناس

منبع: space

 دسته‌ها:
       
برچسب‌ها:
avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

ماه‌گرفتگی چیست
ماه‌گرفتگی چیست و ماه‌گرفتگی بعدی چه زمانی اتفاق می‌افتد؟
35
کشف ماده ژله‌ای در ماه
کشف ماده ژله‌ای توسط کاوشگر چینی در قسمت پنهان ماه
99
گذر کاوشگر خورشیدی پارکر
سومین گذر کاوشگر خورشیدی پارکر از نزدیکی خورشید
65
بارش شهابی برساووشی
چرا بارش شهابی برساووشی سالی یک‌بار اتفاق می‌افتد؟
47
سیاره پرجرم
دومین سیاره پرجرم در مدار ستاره‌ی همسایه‌مان پیدا شد
66

ذرات بنیادی

کار برخورددهنده هادرونی بزرگ
تاریخچه سرن (قسمت ۱۷): آغاز به کار برخورددهنده هادرونی بزرگ
23
بزرگترین آهنربا ابررسانا در سرن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۶): بزرگترین آهنربا ابررسانا در سرن
17
50 سالگی سرن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۵): افتتاح ساختمان کروی و جشن ۵۰ سالگی سرن
16
تحقیقات سرن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۴): تحقیقات سرن گسترش می‌یابد
17
پادهیدروژن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۳): پادهیدروژن در سرن ساخته می‌شود
40