آغاز به کار رسمی تلسکوپ TESS بزرگترین شکارچی سیارات فراخورشیدی

آغاز به کار رسمی تلسکوپ TESS بزرگترین شکارچی سیارات فراخورشیدی

آغاز به کار رسمی تلسکوپ TESS بزرگترین شکارچی سیارات فراخورشیدی

بی‌شک یکی از جذاب‌ترین حوزه‌های حال حاضر نجوم، سیارات فراخورشیدی است. تلسکوپی چون کپلر، بیشترین نقش را در افزایش دانش بشر از این جهان‌های بیگانه داشته است. اکنون تلسکوپ TESS با آغاز کار رسمی خود جایگزینی قوی‌تر برای کپلر خواهد بود. TESS می‌تواند حامل خبرهای بسیار هیجان‌انگیزی از کشف دنیاهای جدید باشد.

چهار ماه پیش ناسا توسط موشک فالکون ۹ اسپیس ایکس، تلسکوپ TESS را به فضا پرتاب کرد. اما کمتر از یک ماه پیش بود که این تلسکوپ به نقطه مداری مناسب خود رسید. مداری بسیار بیضوی که بین زمین و ماه قرار گرفته است. اکنون تلسکوپ TESS یا (Transiting Exoplanet Survey Satellite) مشغول اسکن‌کردن ۸۵ درصد از آسمان است تا سیارات فراخورشیدی خاکی و زمین‌مانند را در سامانه‌های ستاره‌ای دوردست کشف کند. اما در مقیاس‌های آسمانی، این فواصل جزو فاصله‌های نزدیک به شمار می‌آیند. ستاره‌هایی که ده‌ها یا صدها سال نوری از زمین فاصله داشته و نورشان به طور متناوب کم و زیاد می‌شود.

تلسکوپ TESS برای دو سال آینده مشغول به کار خواهد بود و در این مدت بیش از ۲۰۰ هزار ستاره را بررسی خواهد کرد. اواین داده‌های این شکارچی سیارات، به زمین مخابره شده و پس از این هر چند مدت تصاویر و داده‌های ثبت‌شده به زمین ارسال می‌شود. هر ۱۳٫۷ روز یک بار، تلسکوپ TESS در مدار خود گردش می‌کند و زمانی که کمتری فاصله را با زمین داد، بهترین موقع برای ارسال داده‌های آن محسوب می‌شود. فرآیند ارسال نیز حدود ۱۶ ساعت طول خواهد کشید.

تعداد سیارات موجود در کیهان، بیشتر از ستاره‌ها است و تنها محدودیت‌های ابزاری باعث شده که هنوز تعداد سیارات کشف‌شده از چند هزار عبور نکند. تلسکوپ TESS می‌تواند نقش مهمی در این زمینه ایفا کند و ده‌ها سیاره زمین‌مانند را در سال‌های آینده کشف کند.

تلسکوپ TESS قوی‌ترین ابزار جستجوی سیارات زمین‌مانند

از جهات بسیاری TESS را می‌توان ادامه‌دهنده راه تلسکوپ کپلر دانست. تلسکوپی که در سال ۲۰۰۹ به فضا پرتاب شد و به مدت سه سال به گوشه‌ای کوچک از آسمان چشم دوخته بود. کپلر می‌توانست کوچکترین تغییرات نوری در ستاره‌های این بخش را ثبت کند. تغییراتی که می‌توانست نشان‌دهنده گذر یک سیاره فراخورشیدی از برابر قرص ستاره‌ای خود باشد.

کپلر توانست تا بیش از ۴۰۰۰ سیاره را در همین ناحیه کوچک کشف کند. کشف این تعداد سیاره به دانشمندان این پیام را می‌رساند که در کهکشان راه شیری ما بیش از دو میلیارد سیاره می‌تواند وجود داشته باشد. یعنی به ازای هر ستاره حدود ده سیاره خواهیم داشت.

در میان یافته‌های کپلر، حدود ۵۰ سیاره خاکی زمین‌‌مانند نیز وجود دارد. این پروژه که با تغییر کاربری، هنوز هم با نام K2 در حال تلاش برای کشف سیارات فراخورشیدی است، به زودی با اتمام سوختش به کار خود پایان خواهد داد. اکنون با آغاز به کار TESS، دانشمندان حوزه سیارات فراخورشیدی بلافاصله با داده‌های این تلسکوپ روبرو خواهند بود. تلسکوپی که قدرتمندتر از کپلر، در مسیر کشف دنیاهای ناشناخته گام برمی‌دارد.

مقایسه محدوده رصد تلسکوپ کپلر و TESS

با وجود شباهت در روش کار کپلر و TESS، در شیوه نگاه این دو تلسکوپ به آسمان تفاوت زیادی وجود دارد. هر دوی آنها با خیره‌شدن به ستارگان، دنبال افت نوری متناوب در منحنی نوری هر ستاره هستند. اما نگاه کپلر مانند شلیک یک گلوله و نگاه TESS همانند منفجر شدن یک بمب کوچک است.

کپلر ناحیه کوچکی از آسمان را تا اعماق بسیاری جستجو می‌کرد. اما TESS هر ۲۷ روز ناحیه جدیدی از آسمان را رصد می‌کند. چهار دوربین نصب‌شده بر این تلسکوپ، بیش از ۲۰۰ هزار ستاره را مورد مطالعه قرار می‌ دهند. حدود ۳۳ درصد بیش از ستاره‌های رصدشده با کپلر، با مساحتی ۳۵۰ برابر مساحتی که کپلر به آن می‌نگریست. عمق نگاه TESS هم ۱۵ برابر کمتر از تلسکوپ کپلر است.

تلسکوپ TESS به طور متناوب بخش‌های مختلف آسمان را رصد می‌کند

یافتن کاندیدهای سیاره‌ای اولین گام از روند طولانی و پیچیده اعلام کشف یک سیاره است. پس از اعلام کاندیداتوری یک سیاره، باید مطمئن شد که این به ظاهر سیاره، واقعا سیاره است. چرا که عوامل دیگری چون منظومه‌های ستاره‌ای دوتایی می‌توانند طوری وانمود کنند که گذر یک سیاره اتفاق افتاده است.

اما پس از تایید یک سیاره، رصدهای بعدی آن نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. از رصدهایی با تلسکوپ‌های زمینی گرفته برای محاسبه جرم و در نهایت چگالی سیاره، تا رصدی که با تلسکوپ جیمز وب می‌تواند انجام شود تا اطلاعاتی از ساختار جو سیاره مورد نظر به دست آید.

کشف حیات بیگانه توسط تلسکوپ TESS

کاتالوگ جدید تلسکوپ TESS از سیارات زمین‌مانند، اهداف زیادی را برای مطالعه بیشتر توسط تلسکوپ جیمز وب فراهم خواهد کرد. تلسکوپی که می‌تواند حتی نور بازتابی از جو سیارات فراخورشیدی را مطالعه کند تا از طریق آن به نشانه‌های غیرمستقیم از حیات بیگانه دست یابد.

مطالعه جو سیارات فراخورشیدی از زمین نیز ممکن خواهد بود. تلسکوپ GMT یا تلسکوپ غول‌پیکر ماژلان که یکی از دو تلسکوپ بسیار بزرگ در حال ساخت است، چنین قدرتی را در آینده نزدیک خواهد داشت.

با آغاز به کار GMT در سال ۲۰۲۳، دانشمندان در انتظار مشاهده جزییاتی چهار برابر دقیق‌تر از تلسکوپ جیمز وب خواهند بود. جزییاتی که از زمان کشف اولین سیاره فراخورشیدی در سال ۱۹۹۲ انتطارش را می‌کشیدند.

هر ستاره دارای طیف منحصر به فرد خود است. طیف ستاره به مجموعه‌ای از نورهای رسیده از آن در طول موج‌های مختلف نامیده می‌شود. عناصر سازنده ستاره طول موج‌های مختلفی را جذب و بازتابش می‌کنند و به این ترتیب حضور خود را در لایه‌های مختلف ستاره ابراز می‌کنند. حال اگر سیاره‌ای از جلوی این ستاره عبور کند، بخشی از نورهای ساطع‌شده از ستاره، از میان جو سیاره مورد نظر نیز عبور خواهند کرد. حال عناصر موجود در جو سیاره‌اند که فرصت ابراز وجود خواهند یافت. اگر قدرت تلسکوپ به حد کافی بالا باشد، (همانطور که در مورد GMT چنین است) می‌توان اثر انگشت عناصر شکل دهنده جو سیاره را در نور ستاره مشاهده کرد.

تصویری شبیه‌سازی‌شده از هفت آینه بزرگ نصب شده بر تلسکوپ غول‌پیکر GMT

به طور مثال اگر در جو سیاره‌ای ترکیبی از اکسیژن و متان وجود داشته باشد، همانطور که در جو زمین شاهد آن هستیم، شاهد نشانه‌ای از وجود حیات بر سطح آن سیاره هستیم.

تلسکوپ‌هایی چون GMT قادرند تا ترکیب سیستم‌های آب و هوایی موجود بر سطح دورترین سیارات فراخورشیدی را مشخص کنند. در فضا نیز اگر خوش‌شانس باشیم، روزی فرا خواهد رسید که فضاپیماهای سریع‌السیری را به سوی این سیارات بیگانه روانه کنیم. سیاراتی که شانس بیشتری برای شکل‌دادن به نوعی از حیات را دارا باشند، قطعا در اولویت خواهند بود.

دو بار فوران ماده از یک سیاه چاله فضایی

دو بار فوران ماده از یک سیاه چاله فضایی

دو بار فوران ماده از یک سیاه چاله فضایی

دانشمندان برای نخستین بار موفق به مشاهده‌ی دوبار فوران و جوشش مواد گازی ناشی از فعالیت یک سیاه چاله فضایی در کهکشانی بیگانه شدند.

سیاه چاله ها علی‌رغم اشتهای فراوانی که دارند، همواره در حال بلعیدن فضای اطراف خود نیستند؛ چرا که مواد کیهانی مجاور آن‌ها سرانجام ته می‌کشد. آن موقع است که یک سیاه چاله فضایی آرام می‌گیرد و در انتظار رسیدن طعمه‌های بعدی خود می‌ماند. اما هنگامی که دوباره عمل بلعیدن را از سر بگیرد، فواره عظیمی متشکل از گاز و گرد و غبار را به بیرون پرتاب می‌کند؛ پدیده‌ای که به آروغ زدن تشبیه شده است.

سیاه‌چاله‌های کلان جرم، بزرگترین نوع سیاه چاله فضایی هستند

اخیرا دانشمندان اعلام کردند که موفق به مشاهده‌ی این پدیده در یک سیاه چاله فضایی کلان جرم (supermassive) شده‌اند؛ البته نه یکبار بلکه دوبار که در نوع خود بی‌سابقه است. این دو فوران در یک بازه ۱۰۰ هزار ساله رخ داده‌اند؛ موضوعی که به خواب رفتن و فعال شدن مجدد سیاه‌چاله‌های کلان جرم در یک چرخه‌ی دوره‌ای را اثبات می‌کند.

البته پر واضح است که این خوابیدن و بیدار شدن مشابه آنچه که در جانوران سراغ داریم نیست و تنها استعاره‌ای برای درک بهتر چگونگی فعالیت سیاه‌چاله‌ها و جذب مواد پیرامونی با گرانش قدرتمندشان است. در ابتدا تصور می‌شد هیچ چیز یارای گریز از این جاذبه را ندارد و کشیدن شدن مواد به سمت سیاه‌چاله‌ها، سفری یکطرفه خواهد بود؛ اما حقیقت این است که یک سیاه چاله فضایی ، همه‌ی آنچه را که به سمت خود می‌کشد نگه نمی‌دارد.

در هنگام بلعیدن طعمه‌هایی چون ستاره‌ها یا مواد گازی، فواره‌های قدرتمندی از ذرات پر انرژی در نزدیکی افق رویداد سیاه‌چاله‌ها ایجاد می‌شود، اما نه در نقطه‌ای که راه بازگشتی برای این ذرات وجود نداشته نباشد (افق رویداد: مرزی از سیاه چاله فضایی که هیچ چیز پس از گذر از آن نمی‌تواند به بیرون بازگردد).

این هیولای بلعنده در کهکشان J1354 واقع شده و حدود ۸۰۰ میلیون سال نوری با زمین فاصله دارد. مشاهده‌ی آن به کمک داده‌های جمع‌آوری شده از رصدخانه پرتو ایکس چاندرا (Chandra) صورت گرفته و شدت پرتو ساطع شده از آن به حدی زیاد بوده است که بتوان جرم آن را میلیون‌ها یا حتی میلیاردها برابر خورشید تخمین زد.

این تیم تحقیقاتی پس از مقایسه داده‌های پرتو ایکس چاندرا با داده‌های نور مرئی تلسکوپ فضایی هابل، متوجه وجود ابر ضخیمی از گاز و گرد و غبار در اطراف این سیاه چاله شدند.

اطلاعات جمع‌آوری شده از وقوع دو فوران گازی حکایت دارد؛ یکی در بالا و دیگری در پایین سیاه‌چاله کلان جرم. دانشمندان از این جوشش فواره‌ای با نام حباب فرمی (Fermi) یاد می‌کنند که معمولا پس از بلعیده شدن ماده توسط سیاه‌چاله‌ها مشاهده می‌شود. ظاهرا حباب جنوبی تا فاصله‌ی ۳۰ هزار سال نوری از مرکز کهکشان گسترش یافته و این در حالی است که میزان گسترش حباب شمالی تنها تا فاصله ۳ هزار سال نوری از مرکز کهکشان بوده است. محققان با توجه به سرعت گسترش این فوران‌ها، فاصله‌ی وقوع آن‌ها از یکدیگر را چیزی حدود ۱۰۰ هزار سال تخمین زده و حباب شمالی را تازه‌تر از دیگری می‌پندارند.

اما ایجاد این به اصطلاح سوء هاضمه در سیاه چاله ناشی از بلعیدن چه چیزی بوده است؟

شواهد نشان از آن دارد که در اثر برخورد یک کهکشان دیگر به J1354، جریانی از گاز و ستاره ایجاد شده که پیوند خوردن این دو کهکشان به یکدیگر را در پی داشته و در واقع محتویات همین کهکشان دوم به کام این سیاه چاله کشیده شده‌ است.

در راه شیری نیز ایجاد حباب فرمی ناشی از فعالیت سیاه‌چاله‌ای موسوم به کمان ای * یا *SGR A که در مرکز کهکشان واقع شده به ثبت رسیده است. دانشمندان بر این باورند که این سیاه‌چاله نیز فعلا دوران خاموشی خود را سپری می‌کند و روزی دوباره فعال خواهد شد تا بلعیدن محتویات کهکشان را از سر بگیرد.

پیمودن طول کهکشان راه شیری با سرعت نور چقدر زمان می‌برد؟

پیمودن طول کهکشان راه شیری با سرعت نور چقدر زمان می‌برد؟

پیمودن طول کهکشان راه شیری با سرعت نور چقدر زمان می‌برد؟

دانشمندان موفق به شناسایی ستاره‌هایی شدند که با توجه به ساختارشان، جزو ستارگان دیسکی کهکشان راه شیری طبقه‌بندی می‌شوند. به این ترتیب باید وسعت کهکشان خود و زمان لازم برای پیمودن طول آن در جریان سفری خیالی را، فراتر از آنچه که تصور می‌شد بدانیم.

راه شیری که در دسته کهکشان‌های مارپیچ قرار می‌گیرد، دارای یک بخش مرکزی متشکل از ستاره‌های کهنسال است و سایر ستارگان آن از جمله خورشید ما (که به ستارگان دیسکی معروفند)، در قسمت دیسک کهکشان استقرار یافته‌اند که از چندین بازوی مارپیچ تشکیل شده است. حالا تحقیقات جدید نشان می‌دهد که بزرگی این دیسک، فراتر از تصورات پیشین ماست؛ به طوری که ۲۰۰ هزار سال زمان می‌برد تا یک فضاپیما با سرعت نور، طول کهکشان راه شیری را بپیماید.

محققان چنین نتیجه‌ای را با آنالیز فراوانی فلزات و عناصر سنگین در ستاره‌ها که به فلزیگی یا متالیسیتی (metallicity) موسوم است، به دست آوردند. هنگامی که این دانشمندان توجه خود را به ورای مرزهای از پیش تصور شده‌ی کهکشان راه شیری معطوف کردند، ستاره‌هایی را یافتند که از حیث ترکیبات ساختاری و فلزیگی، شباهت بسیاری با ستارگان دیسکی کهکشان ما دارند.

موضوعی که به عقیده‌ی «کارلوس آلنده» یکی از نویسندگان این مقاله و محقق انستیتو اخترفیزیک جزایر قناری، می‌تواند بیانگر فراخ‌تر بودن مرزهای راه شیری نسبت به آنچه باشد که پیش از این پنداشته می‌شد.

پیمودن طول کهکشان راه شیری ۲۰۰ هزار سال نوری زمان می‌برد

بر اساس این مطالعه جدید، فاصله قطری دیسک کهکشان راه شیری ۲۰۰ هزار سال نوری تخمین زده شده و این در حالی است که پیش‎تر از ارقام ۱۰۰ هزار یا ۱۶۰ هزار سال نوری سخن به میان آمده بود. بزرگی این اعداد و ارقام هنگامی بیشتر به چشم خواهد آمد که بدانیم یک سال نوری، در واقع مسافت پیموده شده توسط نور در یک سال است که چیزی حدود ۱۰ تریلیون کیلومتر می‌شود.

اما برای درک بهتر موقعیت این ستاره‌های دیسکی تازه کشف شده، باید گفت که فاصله آن‌ها تا مرکز کهکشان راه‌ شیری، سه برابر بیشتر از فاصله خورشید ما تا مرکز کهکشان است. البته اعضای این تیم تحقیقاتی معتقدند که احتمال شناسایی ستاره‌های دیسکی تا فاصله‌ی چهار برابر دورتر نیز وجود دارد.

این یافته‌ها به کمک داده‌های جمع‌آوری شده از دو تلسکوپ طیف‌نگار لاموست (LAMOST) و اپوجی (APOGEE) حاصل شد که رصد ستارگان را بر اساس تفکیک نور آن‌ها به رنگ‌های مختلف انجام می‌دهند. محققان از طریق تجزیه و تحلیل این الگوهای رنگی ترسیم شده، قادرند از عناصر تشکیل دهنده‌ی ستارگان، اطلاع حاصل نمایند.

البته این اولین باری نیست که دانشمندان، ناگزیر به اصلاح عقاید خود درباره یکی از کهکشان‌ها شده‌اند. نتایج یک مطالعه‌ی جدید دیگر حاکی از آن است که کهکشان همسایه‌ی ما با نام آندرومیدا (Andromeda)، جرم و حتی ابعاد تقریبا مشابهی با راه شیری دارد و بر خلاف تصورات پیشین، دو یا سه برابر بزرگتر از کهکشان ما نیست؛ یافته‌ای که می‌تواند پیش‌بینی‌های موجود مبنی بر برخورد این دو کهکشان به یکدیگر تا ۴ میلیارد سال آینده را تحت تاثیر قرار دهد.

ناسا تسلکوپ فضایی کپلر را بدلیل کاهش مصرف سوخت به حالت خواب فرستاد

ناسا تسلکوپ فضایی کپلر را به منظور کاهش مصرف سوخت به حالت خواب فرستاد

ناسا تسلکوپ فضایی کپلر را به منظور کاهش مصرف سوخت به حالت خواب فرستاد

ناسا امروز اعلام کرد تسلکوپ فضایی کپلر را به منظور صرفه جویی در کاهش مصرف سوخت به حال خواب خواهد فرستاد. این فضاپیما برای یافتن سیاره‌هایی مشابه زمین با قابلیت میزبانی از حیات به فضا ارسال شده بود.

ناسا در مارس سال ۲۰۰۹ میلادی فضاپیمای کپلر یا در اصل تسلکوپ فضایی کپلر را به منظور جستجو برای یافتن سیاره‌ای مشابه زمین در نزدیکی ستاره‌ای مشابه خورشید در دور دست‌ها با امکان میزبانی از حیات به فضا فرستاد. سرانجام پس از ۹ سال ناسا اعلام کرد که سوخت این فضاپیما به شدت کاهش یافته و به منظور صرفه‌جویی در مصرف سوخت، تا چند هفته دیگر تلسکوپ فضایی کپلر به حالت خواب خواهد رفت.

البته این تصمیم ناگهانی نیست و در ماه مارس ۲۰۱۸ که دقیقا ۹ سال از پرتاب کپلر گذشته بود، ناسا کاهش ذخیره سوخت کپلر و رفتن آن به خواب در آینده نزدیک را گوشزد کرده بود. تا اینکه دوشنبه پیش، تیم کپلر شاهد کاهش فشار مخزن سوخت تسلکوپ فضایی کپلر بود که نشانگر پایین بودن شدید ذخیره سوخت است. با این شرایط کپلر دیگر مشاهده علمی و کاوش فضای بی‌کران را متوقف کرده و تا روز بیست و دوم آگوست، یعنی تا زمانی که موقع مخابره اطلاعاتی که طی ۵۱ روز اخیر جمع کرده است، در حالت استراحت خواهد بود.

از تاریخ دوازدهم می ۲۰۱۸، کپلر چشمان تیزبین خود را به سمت مسیری در راستای صورت فلکی خرچنگ متمرکز کرده بود؛ این تلسکوپ فضایی در سال ۲۰۱۵ نیز یکبار دیگر این راستای فعلی را مورد مشاهده قرار داده بود. با دستیابی به اخرین اطلاعات به دست آمده از مشاهدات کپلر، می‌توان درباره سیاره‌های کاندید دارا بودن شرایط حیات که در مشاهده اول در این راستا یافت شدند، تصمیم گیری قطعی کرد. همچنین می‌تواند به دانشمندان در یافتن سیاره‌های جدید در این راستا نیز کمک کند.

همانطور که گفته شد کپلر چند هفته دیگر به خواب خواهد رفت و بیست و دوم آگوست اقدام به مخابره اطلاعات جمع آوری شده به زمین می‌کند. البته این تسلکوپ فضایی در اوایل آگوست بیدار خواهد شد و جهت آنتن‌هایش را به منظور ارسال اطلاعات به سمت زمین تنظیم می‌کند. اگر همه چیز خوب پیش رود، ماموریت مربوط به مشاهدات این فضاپیما در تاریخ ششم آگوست برپا خواهد شد و پس از آغاز مخابره، دانلود آنان تا زمان اتمام سوخت فضاپیما ادامه خواهد داشت.

همانگونه که در ابتدا نیز عنوان شد کپلر در سال ۲۰۰۹ به فضا پرتاب و سه سال نیز بیشتر از عمر خدمتی در نظر گرفته شده برای آن به فعالیت و جمع آوری اطلاعات ادامه داد. این فضاپیما تاکنون موفق به یافتن ۲۶۵۰ سیاره شده است! حتی اگر ماموریت کپلر به زودی تمام شود، با این حال حجم بسیاری از اطلاعات جمع آوری شده توسط این فضاپیما وجود دارد که میبایست بررسی و تحلیل شوند. ناسا تایید کرد که از این تحلیل‌ها پشتیبانی و همچنین حمایت مالی خواهد کرد و انتظار می‌رود حاصل آن بیش از هزار مقاله علمی در سال‌های آتی باشد.

چرا ستاره‌ها می‌درخشند؟

چرا ستاره‌ها می‌درخشند؟

 چرا ستاره‌ها می‌درخشند؟

در پهنه بی‌کران آسمان در مکانی به دور از آلودگی نوری و آلودگی جوی، با چشم غیرمسلح می‌توانید تعداد بی‌شماری ستاره و گاهی تعداد انگشت‌شماری سیاره را مشاهده کنید که هردو دارای روشنایی هستند. البته این درحالی است که ستاره‌ها خود منبع نورند اما سیاره‌ها از خود نوری ندارند و روشنایی آن‌ها به سبب بازتابش نور ستاره‌ای در نزدیکی‌شان است. مانند سیاره‌های منظومه شمسی که روشنایی آن‌ها به سبب بازتابش نور خورشید است. اما منبع نور و درخشندگی ستاره‌ها چیست؟

ستاره‌ها از گاز تشکیل شده‌اند، مولکول‌های گاز به سبب متراکم‌بودن یک ستاره در هر لحظه درحال برخورد با یکدیگرند. به عبارتی مسافت میانگین آزاد هر اتم خیلی کوتاه است. در هسته یک ستاره جوان با دمای ۱۰ میلیون کلوین، اتم‌های هیدروژن به هم برخورد کرده و اتم هلیم تولید می‌شود. انرژی زیادی در این برخورد آزاد می‌شود. در ستاره‌های با عمر بیشتر در دمای ۱۰۰ میلیون کلوین اتم‌های هلیم با هم برخورد کرده و کربن تولید می‌شود، همچنین اکسیژن در واکنش‌هایی در این دما ایجاد می‌شود. در ادامه این فرآیندها وقتی دمای ستاره به بیش از ۵۰۰ میلیون کلوین برسد نئون، سدیم و منیزیم تولید می‌شود. در دمای بالاتر از یک میلیارد کلوین همجوشی عناصر مختلف از قبیل نئون، اکسیژن و سیلیسیوم رخ می‌دهد. در نهایت طی این فرآیندها عناصری مانند گوگرد، آرگون، کلسیم و آهن نیز در ستاره تولید می‌شود. اینکه این فرآیندها تا تولید کدام عنصر ادامه پیدا کند به جرم ستاره بستگی دارد. این فرآیندها که طی زندگی همه ستاره‌ها رخ می‌دهد «گداخت» نام دارد. گداخت یعنی ترکیب دو هسته اتمی و تولید هسته بزرگ‌تر که انجام این فرایند با نور و گرمای بسیار زیادی همراه است. زیراوقتی دو هسته با هم ترکیب شوند مقدار کمی از جرم آنها به انرژی تبدیل می‌شودکه طبق رابطه معروف جرم- انرژی انیشتین با گداختن جرم اندکی از ماده می‌توان انرژی فراوانی به دست آورد. در واقع منبع نور و گرمای ستاره‌ها واکنش‌های گداخت است که به صورت لایه به لایه درون ستاره در طول زمان انجام می‌شود. زیرا میزان تراکم و فشار در سطح ستاره و در مرکز ستاره متفاوت است.

 در نهایت در اواخر عمر یک ستاره می‌توانیم عناصر مختلف را در ستاره ببینیم که در هر لایه فرآیندی در حال انجام است. سطحی‌ترین لایه‌های هسته هنوز در حال همجوشی هیدروژن و تولید هلیم است و در داخلی‌ترین لایه‌ها بنا به جرم ستاره می‌توانیم عناصر مختلف دیگری را مشاهده کنیم.

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/s17 (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.

با لوح آسمانی نبرا ، قدیمی‌ترین نقشه کیهانی کشف‌شده در تاریخ آشنا شوید

با لوح آسمانی نبرا (Nebra)، قدیمی‌ترین نقشه کیهانی کشف‌شده آشنا شوید

لوح آسمانی نبرا (Nebra) که به عنوان یکی از مهم‌ترین اکتشافات باستان شناسی قرن بیستم شناخته می‌شود، نقشه‌ای کهن و جالب‌توجه از اجرام آسمانی اطراف زمین است که در ادامه بیشتر با آن آشنا می‌شویم. لوح آسمانی نبرا (Nebra sky disk) شیئی باستانی از جنس برنز است که دانشمندان آن را به عنوان قدیمی‌ترین نقشه …

نوشته با لوح آسمانی نبرا ، قدیمی‌ترین نقشه کیهانی کشف‌شده در تاریخ آشنا شوید اولین بار در گجت نیوز. پدیدار شد.

هندی‌ها سیاره شگفت انگیز و عجیبی کشف کردند که هر سال آن تنها ۱۹٫۵ روز است!

هندی‌ها سیاره شگفت انگیز و عجیبی کشف کردند که هر سال آن تنها 19.5 روز است!

سیاره شگفت انگیز و جالب‌توجهی به تازگی توسط ستاره شناسان هندی کشف‌شده که در فاصله نسبتا نزدیکی از زمین قرار داد و تنها در طول مدت تقریبی ۲۰ روز، یک‌بار به دور ستاره میزبانش می‌چرخد! سیاره شگفت انگیز و عجیبی به نام “K2-236b” اخیرا توسط دانشمندان کشور هندوستان کشف شده که ویژگی‌های جالب‌توجه آن، توجه …

نوشته هندی‌ها سیاره شگفت انگیز و عجیبی کشف کردند که هر سال آن تنها ۱۹٫۵ روز است! اولین بار در گجت نیوز. پدیدار شد.

معمای ۳۹ ساله رعد و برق‌های مشتری حل شد

معمای ۳۹ ساله رعد و برق‌های مشتری حل شد

معمای ۳۹ ساله رعد و برق‌های مشتری حل شد

نتایج جدید جونو نشان می‎دهد رعد و برق‌های ثبت شده از مشتری آن‌قدر هم که تصور می‎شد عجیب نیستند! با پرتاب ویجر ۱ در سال ۱۹۷۹/۱۳۵۸ دانشمندان برای نخستین‌بار موفق به مشاهدۀ رعد و برق در بزرگ‎ترین سیار‌ۀ منظومۀ شمسی شدند. فضاپیمای ویجر از رعد و برق‎ها عکاسی کرد و موفق شد امواج رادیویی ناشی از آن‌ها را نیز ثبت کند؛ اما علائم رادیویی با آنچه پیش از این در زمین ثبت شده بود تفاوت داشت.

در بررسی‌های رادیویی پیشینِ فضاپیماهای ویجر ۱و۲، کاسینی و گالیله از رعد و برقهای سیارۀ مشتری امواجی ثبت شد که امواج «سوت زن» نام گرفتند و به نظر میرسید فقط در محدودۀ فرکانسی کیلوهرتز هستند. درحالی‌که، رعد و برقهای زمینی در محدودۀ مگا و گیگاهرتز نیز هستند؛ درنتیجه، نظریههای متعددی برای توضیح این تفاوت مطرح شد. با رسیدن جونو به مشتری در تیر ۱۳۹۵ و تحلیل دادههای جمعآوری شدۀ رادیوسنج ریزموج جونو، که طیف وسیعی از فرکانس‌ها را شامل میشد، نتایج اعجاب‌انگیز بود. در هشت پرواز اول جونو ۳۷۷ رعد و برق در محدودۀ مگاهرتز و تعدادی هم در محدودۀ گیگاهرتز ثبت شد که نشان دهندۀ شباهت رعد و برق‌های مشتری به نمونه‌های زمینی‌شان بود. علت این تفاوت با اندازه‌گیری‌های قبلی ممکن است فاصلۀ پروازی کم جونو از مشتری و داشتن ابزار سنجش قویتری باشد؛ ارتفاع پروازهای قبلی ده‌ها برابر بالاتر از ارتفاع جونو بود. علاوه‌بر این، اندازه‌گیری‌های جدید در فرکانس‌هایی انجام شده است که به آسانی از لایۀ یونوسفر مشتری عبور می‌کنند.

اما تفاوتی بزرگ بین رعد و برقهای مشتری و زمین وجود دارد. بیشتر رعد و برقهای مشتری نزدیک قطبها رخ میدهند، درحالی‌که در سیارۀ ما در استوا اتفاق میفتند. مشتری پنج برابرِ زمین از خورشید فاصله دارد، پس ۲۵ بار کمتر از زمین تابش خورشید را دریافت میکند و برخلاف سیارۀ ما قسمت بزرگی از گرمایش را خودش تأمین میکند. البته تابش خورشید نیز در این سیاره بیتأثیر نیست؛ نور خورشید منطقۀ استوایی مشتری را بیشتر از قطب‌ها گرم میکند. میزان این گرما در بخش بالای جو نواحی استوایی دقیقاً برای ایجاد پایداری کافی است و مانع از بالا رفتن گازهای گرم ناشی از خود سیاره میشود. در قطبها که چنین پایداری‌ای وجود ندارد، گرمای درونی ناشی از خود سیاره جریان همرفتیِ پیوسته‌ای ایجاد میکند که باعث ایجاد طوفان و رعد و برق می‌شود.

اکنون سؤال این است که چرا تعداد رعد و برقها در قطب شمال مشتری بیشتر است؟ این موضوع یکی از معماهایی است که هنوز پاسخی برای آن پیدا نشده و به همین منظور مأموریت جونو برای ۴۱ ماه دیگر تمدید شده است. پژوهش‌های اخیر میتواند اطلاعات ما را در مورد ترکیبات و حرکت‎های جریانهای انرژی مشتری افزایش دهد. سیزدهمین پرواز فضاپیمای جونو در ۱۶جولای/۲۵تیر انجام خواهد شد.

تلسکوپ هابل از ثمره برخوردی کیهانی تصویربرداری کرد

تلسکوپ هابل از ثمره برخوردی کیهانی تصویربرداری کرد

تلسکوپ هابل از ثمره برخوردی کیهانی تصویربرداری کرد

کهکشانی که در تصویر جدید هابل دیده می‌شود، شبیه گل سرخی است که آرام در حال چرخش در تاریکی کیهان است، اما در واقع حاصل وقوع تصادمی بسیار شدید و خشونت بار است. این کهکشان از شکل افتاده از برخورد بین دو کهکشان مارپیچی بر جای مانده است. برآورد می‌شود این برخورد حدود پانصد میلیون سال پیش رخ داده و کهکشان بر اثر آن هنوز هم در حال گیج خوردن است!

کهکشان NGC 3256 که در فاصله حدودا ۱۰۰ میلیون سال نوری از ما در صورت فلکی بادبان واقع است، تقریبا هم اندازه راه شیری ما و عضوی از ابرخوشه شجاع – قنطورس است. این کهکشان هنوز نشانه‌هایی از گذشته پر آشوب خود را در دنباله‌‌های درخشانش نشان می‌دهد که در اطراف کهکشان گسترش دارند. تصوری می‌شود این دنباله‌ها ۵۰۰ میلیون سال قبل در ابتدای برخورد دو کهکشانی ایجاد شدند که امروزه  کهکشان NGC 3256 از آن‌ها تشکیل شده است.  در این دنباله‌ها ستاره‌های آبی جوان فراوان‌اند، که در برخورد آشفته اما بارورکننده گاز و غبار متولد شده‌اند.

هنگامی که دو کهکشان ادغام می‌شوند، ستاره‌های این کهکشان‌ها به ندرت با یکدیگر برخورد می‌کنند، زیرا دارای فاصله زیادی از هم هستند، اما گاز و گرد و غبار کهکشان‌ها برهم‌کنش چشمگیری دارند که نتیجه آن تماشایی است. روشنایی مرکز کهکشان نشان می‌دهد که NGC 3256 کهکشانِ ستاره‌فشان (starburst) قدرتمندی است میزبان تعداد بسیار زیادی از ستاره‌های نوزاد که به شکل گروه‌ها و خوشه‌های ستاره‌ای متولد می‌شوند. این ستاره‌ها بیشتر در بخش فروسرخ دور طیف درخشان هستند؛ به همین سبب NGC 3256  به شدت در این طول موج‌ها می‌درخشد و در رده «کهکشان‌های فروسرخ درخشان» طبقه‌بندی شده است.

این کهکشان به علت درخشندگی، نزدیکی‌اش به ما و جهت‌گیری آن، موضوع پژوهش‌های بسیاری بوده است. ستاره شناسان می‌توانند به راحتی قرص کامل و گاز و غبار آن را با تمام شکوه و جلالش مشاهده کنند. کهکشان  NGC 3256 هدفی ایده آل برای تحقیق در مورد ستاره‌فشان‌هایی است که در ادغام کهکشان‌ها شکل گرفته‌اند و اهمیت خاصی برای درک بیشتر ما از خواص خوشه‌های ستاره‌ای جوان در دنباله جزر و مدی این نوع کهکشان‌ها دارد.

علاوه بر بیش از هزار خوشه ستاره‌ای درخشان که منطقه مرکزی NGC 3256 را روشن می‌کنند، در این منطقه رشته‌هایی تیره از غبار نیز وجود دارد، همچنین قرصی بزرگ از گاز مولکولی که در اطراف دو هسته متمایز- بقایای دو کهکشان اولیه- می‌چرخد. یکی از هسته‌ها تا حد زیادی پنهان است و صرفا در طول موج‌های فروسرخ، رادیویی و پرتو ایکس قابل مشاهده است.

 دو کهکشان اولیه غنی از گاز بودند و جرم‌های مشابه یکدیگر داشتند، زیرا به نظر می‌رسد که تاثیراتی تقریبا برابر بر یکدیگر داشته‌اند. صفحه‌های مارپیچی آن‌ها دیگر متمایز نیستند؛ طی چند صد میلیون سال، هسته‌هایشان نیز ادغام می‌شود و احتمالا این دو کهکشان در قالب یک کهکشان بزرگ بیضوی متحد می‌شوند.

مرکز جهان هستی کجاست؟

مرکز جهان هستی کجاست؟!

مرکز جهان هستی با تمام ستاره‌ها، سیاره‌ها، منظومه‌ها و کهکشان‌هایش کجاست؟ از گذشته‌های دور بسیاری از انسان‌ها با نگاه به آسمان شب و دیدن چرخش نسبی ماه و خورشید به دور زمین، تصور کردند که زمین مرکز کیهان است، اما آیا این فرض می‌تواند درست باشد؟! مرکز جهان هستی در کدام بخش از کیهان بی‌انتها …

نوشته مرکز جهان هستی کجاست؟ اولین بار در گجت نیوز. پدیدار شد.