حرکت های ستاره ای

آوریل 7, 2019 اخترزیست

 

 

 

با چشم غیر مسلح فقط می توان حرکت های ظاهری ستارگان را که ناشی از چرخش و گردش زمین هستند دید . ولی اندازه گیری های دقیق نشان می دهند که ستارگان خود نیز دارای حرکتند و مکانشان واقعا تغییر می کند اما به علت فاصله ی بسیار زیاد تغییر مکان آنها نامحسوس است .با مثالی ساده می توان دریافت که چگونه فاصله ی یک جسم در آشکار کردن جابجایی آن تاثیر می گذارد . یک هواپیما که در فاصله ی بسیار دور و نزدیک به افق پرواز می کند ظاهرا حرکتی بسیار کند دارد ولی یک خودرو که از جاده ی مقابل ناظر می گذرد در حالی که ممکن است سرعت خودرو 60 کیلومتر در ساعت و سرعت هواپیما 1000 کیلومتر در ساعت باشد در مقایسه حرکت ظاهری هواپیما نسبت به حرکت ظاهری ستارگان بسیار سریع است . ولی با وجودی که حرکت ظاهری ستارگان ممکن است حدود 80000 کیلومتر در ساعت باشد آشکار کردن جابجایی آنها با چشم غیر مسلح قرن ها طول می کشد.

حرکت های ویژه

مقدار تغییر زاویه ای مکان ستاره را حرکت ویژه می نامند . حرکت ویژه بر حسب ثانیه  ی قوسی اندازه گیری می شود و مقدار آن معمولا بسیار کمتر از یک ثانیه ی قوسی در سال است.عموما برای اندازه گیری حرکت ویژه دو بار از مکان ستاره عکس برداری می کنند.فاصله ی زمانی بین این دو عکس برداری حداقل 10 سال و در بعضی موارد حتی 50 سال است.اندازه گیری جابجایی ستاره نسبت به ستارگان زمینه با دستگاه های بسیار دقیق انجام می گیرد . به علت تاثیر فاصله که در بالا به آن اشاره شد حرکت ویژه ی ستارگان نزدیک تر بیشتر از ستارگان دور تر است.برای مثال شعرای یمانی که یکی از نزدیک ترین ستارگان به منظومه ی شمسی است 1/3 ثانیه ی قوسی در سال حرکت می کند.در حالی که سهیل به علت داشتن فاصله ی بسیار زیاد یعنی 500 سال نوری فقط 0/02 ثانیه ی قوسی جابجا می شود.ردف که تقریبا سه بار دور تر از سهیل است حرکت ویژه ی بمراتب کمتری دارد و تنها 0/004 ثانیه ی قوسی در سال تغییر مکان می دهد. بدیهی است که فاصله ی بین دو عکسبرداری باید زیاد باشد تا اندازه گیری این زوایای  بسیار کوچک عملی گردد.از طرف دیگر باید توجه داشت که قدرت تفکیک تلسکوپ های عکس بردار به ندرت بیشتر از یک ثانیه ی قوسی است.

حرکت ویژه ی ستارگان نه تنها به فاصله از خورشید بلکه به حرکت فضایی واقعی آنها بستگی دارد . ما هنگام رصد حرکت ویژه فقط یک مولفه از حرکت فضایی ستاره را می بینیم. مثلا اگر ستاره ای مستقیما به طرف ما حرکت کند یا از ما دور شود حتی اگر حرکت فضایی بسیار زیادی داشته باشد قادر به آشکار کردن حرکت ویژه ی آن نخواهیم بود. بنابراین اختر شناسان در استفاده از حرکت های ویژه برای تعیین ویژه گی های حرکت ستارگان در مجاورت خورشید این واقعیت را در نظر می گیرندکه تنها یک مولفه از حرکت رویت شده است و بنابراین مجبورند از شیوه های آماری برای تصحیح یافته های خود استفاده کنند.

سرعت شعاعی

به کمک اثر دوپلر می توان مولفه ی دیگر حرکت ستارگان را آشکار کرد . اثر دوپلر عبارت است از تغییر طول موج نور یا دیگر امواج رسیده از یک منبع هنگامی که منبع نسبت به ناظر دور یا نزدیک می شود .مثلا وقتی که یک قطار سوت کشان به ما نزدیک می شود صدای سوت زیر تر و هنگام دور شدن بمتر شنیده می شود به همین ترتیب طول موج نور ستاره ای که به طرف ما حرکت می کند کوتاهتر و در نتیجه ستاره قرمز تر دیده می شود . در حالی که نور ستاره ی در حال دور شدن به طرف رنگ آبی میل می کند .مولفه ای که به کمک اثر دوپلر اندازه گیری می شود آن مولفه از حرکت است که در راستای خط دید ما قرار دارد و سرعت شعاعی ستاره نامیده می شود . از روی طیف ستارگان به دقت می توان سرعت شعاعی را محاسبه کرد. بر خلاف حرکت های ویژه سرعت های شعاعی اندازه گیری شده سرعت های واقعی ستارگان هستند و به فاصله بستگی ندارند.

معمولا سرعت شعاعی ستارگان در حدود 20 کیلومتر در ثانیه است . تعداد بسیار کمی نیز سرعت شعاعی بسیار زیاد ( بیش از 300 یا 400 کیلومتر در ثانیه ) را دارند.سرعت شعاعی شعرای یمانی -8 کیلومتر در ثانیه است و نشان می دهد این ستاره به ما نزدیک می شود .دبران نورانی ترین ستاره ی صورت فلکی ثور از ستارگان سریع بشمار می رود و سرعت شعاعی آن +54 کیلومتر در ثانیه است. یعنی با این سرعت از ما دور می شود .در هر یک از این دو حالت سرعت های ذکر شده فقط در راستای شعاعی هستند و حرکت ستاره را در راستای عمود بر خط دید  یعنی حرکت عرضی یا مماسی را شامل نمی شوند .

حرکت های فضایی

اگر بتوان هم حرکت ویژه و هم سرعت شعاعی یک ستاره را اندازه گرفت آنگاه با ترکیب آنها می توان حرکت کل و راستای ستاره را تعیین کرد. با این کار حرکت فضایی ستاره بدست می آید .حرکت فضایی بسیاری از ستارگان نزدیک به خورشید محاسبه شده است.برای مثال سرعت شعاعی شعرای یمانی -8 کیلومتر در ثانیه و حرکت ویژه ی آن معادل یک سرعت مماسی 17 کیلومتر در ثانیه است.اگر این دو عدد را بصورت بردار نشان دهیم و برآیندشان را محاسبه کنیم می بینیم که سرعت فضایی شعرای یمانی 18.7 کیلومتر در ثانیه و راستای آن 30 درجه به طرف ما متمایل است .

بیشتر ستارگان نزدیک تقریبا موازی حرکت می کنند . میانگین سرعت فضایی انها حدود 20 کیلومتر در ثانیه و در جهت صورت فلکی نهر است . این حرکت منظومه ای را می توان ناشی از این واقعیت دانست که خورشید خود در میان ستارگان نزدیک حرکت می کند و سرعت آن در جهت مقابل یعنی به طرف صورت فلکی جاثی است. همانطور که به هنگام حرکت با یک اتوموبیل ظاهرا درخت ها و تیر های برق از ما می گریزند از منظومه ی شمسی نیز فقط حرکت ظاهری ستارگان نزدیک را می بینیم در حالی که این حرکت ناشی از حرکت خورشید نسبت به ستارگان زمینه است.

حرکت های خاص

حرکت فضایی واقعی ستاره نسبت به ستارگان دور دست زمینه با یک چهار چوب مرجع حرکت خاص نامیده می شود . حرکت خاص یک اتوموبیل در اتوبان نسبت به کناره ی جاده یا مزارع اطراف آن ممکن است 100 کیلومتر در ساعت باشد ولی اگر سرعت این حرکت را نسبت به خورشید بسنجیم باید در نطر بگیریم که زمین نیز با سرعت 30 کیلومتر در ثانیه بدور خورشید حرکت می کند.بنابراین با انتخاب چهارچوب های مرجع گوناگون به نتایج گوناگون می رسیم.به همین ترتیب حرکت خاص خورشید نسبت به ستارگان نزدیک حدود 20 کیلومتر در ثانیه است ولی اگر به جای ستارگان نزدیک ستارگان زمینه ی کهکشان خودمان به عنوان چهار چوب مرجع در نظر گرفته شوند حرکت خاص خورشید 250 کیلومتر در ثانیه بدست می آید . این تفاوت ناشی از آن است که اکثر ستارگان کهکشان محلی ما بدور مرکز آن در گردشند .

منبع :ساختار ستارگان و کهکشان ها

مرتضی نادری فرد

کواکب در گردش اند و چرخ روزگار هم

کواکب در طواف دل  و چرخ روزگار غم

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *