ستاره‌های غول پیکر و سرنوشت نهایی خورشید

ستاره‌شناسان ابزار جدیدی برای کمک به درک ستارگان غول‌پیکر دارند. این یک مطالعه دقیق از دما و اندازه دقیق 191 ستاره غول‌پیکر است. نویسندگان این اثر می‌گویند که این کتاب برای سال‌های آینده به عنوان یک مرجع استاندارد برای ستاره‌های غول‌پیکر عمل خواهد کرد. همچنین  آنچه خورشید در اواخر عمر خود از سر خواهد گذراند، روشن خواهد کرد.

این مطالعه در سال 1997 آغاز شد، زمانی که گروهی از ستاره‌شناسان شروع به اندازه‌گیری با دقت بالا از ستارگان غول پیکر با تداخل‌سنج رصدخانه پالومار (PTI) کردند. این اندازه‌گیری به عنوان یک بستر آزمایشی برای تداخل‌سنج کک آینده در هاوایی ساخته شده است. PTI در سال 2008 بسته شد و ستاره‌شناسان به جمع‌آوری داده‌ها در مورد سیارات غول‌پیکر تا زمان بسته شدن ادامه دادند. پس از آن، اخترشناسان از تلسکوپ‌های رصدخانه لاول برای ادامه جمع‌آوری داده‌ها استفاده کردند و منجمان آماتور نیز از تلسکوپ‌ها استفاده کردند.

جرارد ون بل از رصدخانه لاول این مطالعه را رهبری کرد و نویسنده اصلی این مطالعه است. او در تداخل‌سنجی متخصص بوده و عضو هیئت علمی ستاره‌شناسی در لاول است. او همچنین دانشمند ارشد تداخل‌سنج نوری دقیق نیروی دریایی است.

ستارگان غول‌پیکر با ستاره‌های دنباله اصلی یا ستاره‌های کوتوله متفاوت هستند. تمام هیدروژن موجود برای همجوشی در هسته‌های آن‌ها تخلیه می‌شود و دنباله اصلی را ترک کرده‌اند. در مقایسه با یک ستاره دنباله اصلی یا ستاره کوتوله با همان دما، یک ستاره غول‌پیکر درخشان‌تر و شعاع بزرگتری خواهد داشت. آنها می‌توانند بین ده‌ها تا هزاران بار بیشتر از خورشید درخشنده باشند و شعاع آنها چند صد برابر بیشتر از خورشید باشد. ستارگانی که درخشنده‌تر از ستارگان غول‌پیکر هستند، ابرغول و هایپرابرغول نامیده می‌شوند.

پولوکس یک ستاره غول‌پیکر نارنجی در صورت فلکی جوزا است. این ستاره نزدیکترین ستاره غول‌پیکر به خورشید است. این تصویر اندازه پولوکس را نسبت به خورشید نشان می‌دهد. اعتبار: Omnidoom 999

این اولین باری نیست که اخترشناسان بررسی دقیقی از ستارگان غول پیکر انجام می‌دهند. یک مطالعه در سال 2003، 85 ستاره غول‌پیکر را با تداخل‌سنج ستاره‌ای Mark III در رصدخانه کوه ویلسون بررسی کرد. اما این مطالعه جدید نه تنها به دلیل تعداد ستاره‌های اندازه‌گیری شده بلکه به دلیل دقت بالای آن قابل توجه است. PTI بسیار کارآمد و تا حدی روباتیک بود. به گفته نویسندگان، این امر به آنها اجازه داد تا «…مقادیر زیادی از داده‌های رویت حاشیه ستاره‌ای را در هر شب مشخص…» جمع‌آوری کند. همچنین داده‌ها را در بین سایر وظایف مشاهده برنامه‌ریزی شده جمع‌آوری کرد. ون بل در یک بیانیه مطبوعاتی گفت: “در بهترین حالت، هر مطالعه دیگری از نظر تعداد ستاره‌ها فقط نصف این اندازه است.”

اندازه‌گیری دما بسیار دقیق است و دو تا چهار برابر دقیق‌تر از مطالعات قبلی است. ون بل توضیح داد: «این بدان معناست که اگر به من بگویید یک ستاره چه رنگی است یا اگر به من بگویید چه نوع ستاره‌ای است، می‌توانم دمای آن را به شما بگویم و از آن اطمینان بیشتری داشته باشم.

این مطالعه به دلایل متعددی از جمله در مطالعات سیارات فراخورشیدی ارزشمند است.

وقتی اخترشناسان یک سیاره فراخورشیدی را پیدا می‌کنند، تقریباً هر چیزی که می‌توانند در مورد آن بیاموزند مربوط به ستاره‌ای است که به دور آن می‌چرخد. جرم و درخشندگی و اندازه ستاره برای استنباط ویژگی‌های سیاره مانند جرم، اندازه و چگالی آن استفاده می‌شود. بنابراین هر چه اندازه‌گیری ستاره‌ها دقیق‌تر باشد، اندازه‌گیری سیاره دقیق‌تر است.

CW Leonis که بخشی از این مطالعه نیست، در این تصویر از تلسکوپ فضایی هابل ناسا/ESA از اعماق یک پوشش ضخیم غبار می‌درخشد. CW Leonis که تقریباً در فاصله 400 سال نوری از زمین در صورت فلکی شیر قرار دارد، یک ستاره کربنی است – یک نوع درخشان از ستاره غول سرخ با جوی غنی از کربن است. ابرهای متراکم از گاز دوده و غباری که این ستاره در حال مرگ را فراگرفته است، زمانی ایجاد شد که لایه‌های بیرونی خود CW Leonis به داخل فضای خالی پرتاب شد. اعتبار: ESA/Hubble & NASA, T. Ueta, H. Kim

این مطالعه همچنین می‌تواند به ما بگوید چه چیزی در انتظار خورشید است.

ستاره‌شناسان می‌دانند که در نهایت خورشید به یک غول سرخ تبدیل می‌شود و اندازه آن متورم می‌شود و عطارد و زهره و شاید زمین را نیز در بر می‌گیرد. اما چیزهای زیادی در مورد این فرآیند و به طور کلی در مورد ستاره‌های غول‌پیکر نمی‌دانیم. میزان تورم نامشخص است و تخمین‌ها بین 10 تا 100 برابر اندازه فعلی آن است. داده‌های این مطالعه به اخترشناسان کمک می‌کند تا بفهمند چه اتفاقی برای خورشید می‌افتد و همچنین برخی از فرآیندهای فعلی ستاره ما را توضیح می‌دهد.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Giant stars and the ultimate fate of the sun

by Evan Gough, Universe Today DECEMBER 8, 2021

https://phys.org/news/2021-12-giant-stars-ultimate-fate-sun.html