ستارگان چگونه می‌میرند؟

تصویر تلسکوپ فضایی هابل از یک پسماند ابرنواختر به نام "ان۶۳ای"، ابری از گاز و غبار که از پرتابه‌های انفجار سهمگین یک ستاره‌ی بزرگ در پایان زندگی آن پدید آمده

زندگی ستارگان زمانی آغاز می‌شود که همجوشی هسته‌ای در هسته‌های چگال و داغشان شعله‌ور می‌گردد. سوت آغاز بازی با به راه افتادنِ این فرآیند زده می‌شود. فشار گرانشیِ جرم ستاره می‌کوشد تا ستاره فشرده‌تر شده و تا حد یک نقطه‌ی کوچک در خود برُمبد، ولی انرژیِ آزاد شده در واکنش همجوشی هسته، فشاری رو به بیرون وارد می‌کند و این دو با هم تراز (تعادل) ظریفی پدید می‌آورند که می‌تواند میلیون‌ها و چه بسا تریلیون‌ها سال بپاید.

ستارگان کوچک عمر بسیار بسیار درازی دارند [تا تریلیون‌ها سال-م]. آنها به دلیل کوچکیِ پیکرشان، نیاز به انرژی چندانی برای برابری با فشارِ رو به درون گرانش ندارند، از همین رو تنها ذخیره‌ی هیدروژن خود را مزه مزه می‌کنند. یک امتیاز دیگر هم که دارند اینست که جو آنها پیوسته در گردش است و هیدروژن تازه را از لایه‌های بیرونی به درون، به سوی هسته می‌کشاند، جایی که در آن می‌تواند به آتشبازی‌اش ادامه دهد.

روی هم رفته، یک ستاره‌ی کوتوله‌ی سرخ معمولی تا چند تریلیون سال خوش و خرم هیدروژن می‌سوزاند، بی آن که چندان فرسوده شود.

این ستارگان کوچک پیر که می‌شوند، پیوسته درخشان‌تر می‌شوند تا جایی که به گونه‌ی مبهمی به پِت و پت افتاده و به توده‌ی بیجانی از هیدروژن و هلیوم تبدیل می‌شوند که دیگر بدون آن که کاری به کار کسی داشته باشند، برای خودشان در کیهان سرگردان می‌شوند.

این مرگی غم‌انگیز، ولی دستکم آرام و بی‌درد است.

پایان بزرگ
مرگ ستارگان بزرگ و پرجرمِ کیهان بسیار خشن‌تر است. این ستارگان به دلیل بالا بودن توده‌ی جرمشان، واکنش‌های همجوشی در آنها باید بسیار سریع‌تر رخ دهد تا انرژی بیشتری برای حفظ ترازمندی (تعادل) با نیروی گرانش فراهم شود.

این ستارگان با آن که بسیار سنگین‌تر از خویشانِ کوتوله‌ی سرخشان هستند، زندگی بسیار کوتاه‌تری دارند: تنها در چند میلیون سال (که در استاندارد کیهانی می‌تواند همین هفته‌ی آینده باشد) جان می‌دهند.

ولی این ستارگان به پایان زندگی که می‌رسند با فرّ و شکوه تمام می‌میرند. به دلیل بزرگی پیکرشان، فشار گرانشی به اندازه‌ایست که نه تنها هیدروژن، بلکه هلیوم را نیز هم‌می‌جوشاند و کربن را نیز. و اکسیژن را. و منیزیم را. و سیلیسیم را. مرگِ این ستارگان غول‌پیکر که نزدیک شود، شمار بسیاری از عنصرهای جدول تناوبی در دلشان ساخته می‌شود.

ولی این روند به آهن که رسید و ستاره دارای هسته‌ای آهنی که شد دیگر موسیقی متوقف می‌شود و مهمانی به پایان می‌رسد.

همه‌ی موادی که این آهن را در بر گرفته‌اند رو به درونِ هسته فشرده می‌شوند، ولی همجوشی آهن دیگر انرژی کافی برای خنثا کردنِ این رُمبش پدید نمی‌آورد. و هسته می‌رُمبد و به چنان چگالی‌هایی می‌رسد که الکترون‌ها به درون پروتون‌ها هُل داده می‌شوند و کل هسته را به گوی غول‌پیکری از نوترون‌ها تبدیل می‌کنند [ستاره‌ی نوترونی- م].

تصویر تلسکوپ فضایی هابل از یک سحابی سیاره‌نما به نام ان‌جی‌سی ۲۴۴۰ که از واپسسین نفس‌های یک غول سرخ پدید آمده و هسته‌ی این ستاره را که به یک کوتوله‌ی سفید تبدیل شده در بر گرفته است

این گوی نوترونی می‌تواند -دستکم به طور موقت- در برابر رمبشِ خُردکننده پایداری کند و باعث یک انفجار ابرنواختری شود. یک ابرنواختر می‌تواند در یک هفته انرژی‌ای بیشتر از آنچه خورشید در درازنای ۱۰ میلیارد سال زندگی‌اش تولید می‌کند آزاد سازد. موج شوک و پرتابه‌های انفجار حباب‌هایی در محیط میان‌ستاره‌ای پدید می‌آورند، سحابی‌ها را برمی‌آشوبند و حتی موادی را به بیرون از خود کهکشان می‌فرستند.

این یکی از دیدنی‌ترین چشم‌اندازها  در سرتاسر کیهانست. اگر ابرنواختری در محله‌ی کهکشانی‌مان رخ دهد انفجارش به اندازه‌ای روشن خواهد بود که حتی در روز هم دیده خواهد شد و در شب، حتی از ماه هم می‌تواند پرنورتر باشد.

بسیار شدید، چه زندگی‌ پرآشوبی!

واپسین نمایش
این ستارگانِ میان‌جرم هستند که بدترین سرنوشت را دارند. آنها بزرگ‌تر از آنند که به آرامی خاموش شوند و کوچک‌تر از آنند که انفجاری ابرنواختری به پا کنند؛ به جایش نخست به هیولاهایی گازی تبدیل می‌شوند و سپس هر آن چه دارند را زیر و رو می‌کنند.

مساله‌ی این ستارگان میان‌جرم (که خورشید خودمان هم یکی از آنهاست) اینست که پس از ساخته شدن اکسیژن و کربن در هسته‌ی آنها، دیگر جرم و گرانش پیرامون هسته برای این که همجوشی ادامه یافته و عنصرهای سنگین‌تر ساخته شود بسنده نمی‌کند. بنابراین هسته همان جا می‌ماند و روز به روز داغ‌تر می‌شود. بقیه‌ی ستاره در واکنش به دوزخِ درونِ هسته پف می‌کند و به رنگ سرخ در می‌آید و یک غول سرخ پدید می‌آورد. خورشید ما هنگامی که غول سرخ شود، لبه‌اش تقریبا به مدار زمین خواهد رسید.

گام غول سرخ ناپایدار است و ستارگانی مانند خورشید در این گام بارها و بارها دچار تنش، رُمبش و دوباره پف کردن می‌شوند، در هر یک از این رویدادها بادهایی که بخش بزرگی از جرمشان را در بر دارد به فضای سامانه‌شان می‌وَزانند.

در این نفس‌های پایانی، یک ستاره‌ی میان‌جرم اندرونِ خود را به بیرون می‌پاشد و یک سحابی سیاره‌نما پدید می‌آورد، توده‌های تنُکی از گاز و غبار هسته‌ی کربنی-اکسیژنی ستاره را که تازه برهنه شده و در مرکز سحابی است در بر می‌گیرند. این هسته هنگامی که در برابر خلا فضا نمایان می‌شود نامی تازه می‌گیرد: یک کوتوله‌ی سفید.

کوتوله‌ی سفید سحابی پیرامونش را روشن می‌کند و به آن انرژی می‌دهد. این روند تا حدود ۱۰ هزار سال ادامه می‌یابد و سپس دمای این جنازه‌ی ستاره‌ای به اندازه‌ای پایین می‌رود که دیگر توانایی انجام چنین نمایش نوری را از دست می‌دهد.

سحابی‌های سیاره‌نما اگرچه از پشت تلسکوپ نمایی زیبا و گیج‌کننده دارند، ولی دستاورد مرگ خشن و درناک یک ستاره هستند. فریبنده‌اند بله، ولی ما را با دلهره به اندیشه وامی‌دارند.

---------------------------------------------

تلگرام، توییتر، و اینستاگرام یک ستاره در هفت آسمان:
telegram.me/onestar_in_sevenskies
twitter.com/1star_7sky
instagram.com/1star.7sky

واژه‌نامه:
 star - hydrogen - fusion - core - red dwarf - helium - carbon - oxygen - magnesium - silicon - element - periodic table - iron - electron - proton - neutron - supernova - sun - shock wave - nebula - galaxy - solar system - planetary nebula - white dwarf -

منبع: اسپیس دات کام

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان