شاید پیدایش عنصرهای سنگین در کیهان به ریزسیاهچاله‌ها ربط داشته باشد

اخترشناسان می‌گویند ما فرآورده‌های ستارگانیم؛ کوره‌هایی ستاره‌ای که در روزگاران دور، هیدروژن‌ و هلیم‌ را همجوشاندند و عنصرهایی که برای زندگی نیازست را در فرآیندی به نام هسته‌زایی ستاره‌ای (stellar nucleosynthesis) پدید آوردند.

همان گونه که کارل سیگن زمانی گفته بود: «نیتروژنی که در دی‌ان‌ای ماست، کلسیومی که در دندان‌های ماست، آهنی که در خون ماست و کربنی که در پای سیب‌های ماست همگی در دل ستارگانِ رُمبنده ساخته شده‌اند. ما از مواد ستاره‌ای هستیم.»

ولی عنصرهای سنگین‌ترِ جدول تناوبی، مانند طلا، پلاتین، و اورانیوم چه؟
برداشت هنری از یک ستاره ی نوترونی
به باور اخترشناسان، بیشترِ این "عنصرهای فرآیندِ آر" (r-process) که عنصرهای بسیار سنگین‌تر از آهنند، یا در روند رُمبش ستارگان بزرگ و انفجارهای ابرنواختریِ دنبالشان پدید آمده‌اند یا در پی ادغام ستارگان نوترونی دوتایی.

جرج فولر، اخترفیزیکدان نظری و استاد فیزیک که مدیر مرکز اخترفیزیک و دانش فضای دانشگاه سن دیه‌گو است می‌گوید: «برای ساخت طلا، پلاتین، اورانیوم، و بیشترِ دیگر عنصرهای سنگین‌تر از آهن به گونه‌ی متفاوتی کوره نیاز بوده. این عنصرها به احتمال بسیار در محیطی سرشار از نوترون ساخته می‌شوند.»

در مقاله‌ای که ۷ اوت در نشریه‌ی فیزیکال ریویو لترز منتشر شد، فولر و دو اخترفیزیکدان نظری دیگر از دانشگاه کالیفرنیا، لوس آنجلس به نام‌های الکس کوزنکو و ولودیمیر تاخیستوف، روش دیگری برای این که ستارگان بتوانند این عنصرهای سنگین را بسازند پیشنهاد دادند: سیاهچاله‌های کوچکی که به ستارگان نوترونی نزدیک شده و به دام آنها افتاده‌، و سپس آنها را نابود کرده‌اند.

ستارگان نوترونی کوچک‌ترین و چگال‌ترین ستارگانِ شناخته شده در کیهانند؛ آنها به اندازه‌ای چگال و فشرده‌اند که یک قاشق از مواد سطحشان سه میلیارد تُن وزن دارد.

این سیاهچاله‌های کوچک (ریزسیاهچاله‌ها) پدیده‌هایی نظری‌تر هستند، ولی بسیاری از اخترشناسان بر این باورند که این اجرام فرآورده‌های مهبانگند و اکنون می‌توانند درصدی از "ماده‌ی تاریک" را ساخته باشند- ماده‌ی تاریک جوهره‌ای نادیدنی و تقریبا بی‌واکنش است که رصدهای کیهان نشانگر وجودش است.

فولر و همکارانش در پژوهشنامه‌شان نوشته‌اند که اگر پراکندگی این ریزسیاهچاله‌ها از پراکندگی ماده‌ی تاریک کیهان پیروی کند و به همراه ستارگان نوترونی وجود داشته باشند، پس شاید فیزیک جالبی میانشان رخ بدهد.

آنها محاسبه کرده‌اند که درمواردی کمیاب، یک ستاره‌ی نوترونی می‌تواند چنین سیاهچاله‌ای را به دام بیندازد و آن را ببلعد، ولی سپس این سیاهچاله است که ستاره‌ی نوترونی را از درون به بیرون می‌بلعد. این فرآیند خشن می‌تواند به پرتاب بخشی از ماده‌ی چگال ستاره‌ی نوترونی به فضا بیانجامد.

فولر توضیح می‌دهد: «سیاهچاله‌های کوچکی که در مهبانگ پدید آمد‌اند می‌توانند به یک ستاره‌ی نوترونی حمله کرده و سپس آن را از درون بخورند. در واپسین ثانیه‌های نابودی ستاره‌ی نوترونی، مقدارِ مواد نوترونیِ پرتاب شده‌ برای توضیح فراوانی‌های دیده شده‌ی عنصرهای سنگین بسنده می‌کند.»

وی می‌افزاید: «ستاره‌ی نوترونی همزمان با بلعیده شدن، سرعت چرخشش بالا می‌رود و مواد نوترونی سرد پرتاب می‌کند، که فشرده شده، داغ شده و این عنصرها را می‌سازند.»

این فرآیند پیدایش سنگین‌ترین عنصرهای جدول تناوبی همچنین می‌تواند توضیح‌هایی برای شماری از رازهای ناگشوده در کیهان و در کهکشان خودمان فراهم سازد.

فولر می‌گوید: «از آنجا که این‌ها رویدادهای کمیابی هستند، می‌توان درک کرد که چرا از هر ۱۰ کهکشان کوتوله، تنها یکی پُرمایه (غنی) از عنصرهای سنگین است. نابودی سامان‌مندِ ستارگان نوترونی به دست سیاهچاله‌های آغازین، با کمبود ستارگان نوترونی در مرکز کهکشان و در کهکشان‌های کوتوله سازگاری دارد، یعنی جاهای که شمار سیاهچاله‌ها باید بسیار بالا باشد.»

همچنین دانشمندان برآورد کردند که پرتاب مواد هسته‌ای از ریزسیاهچاله‌ها در زمان بلعیدن ستارگان نوترونی به پیدایش سه پدیده‌ای می‌انجامد که اخترشناسان دیده‌ بوده‌‌اند ولی تاکنون پاسخی برایش نیافته‌اند.

فولر می‌گوید: «این سه پدیده‌ عبارتند از نمایشی ویژه از نور فروسرخ (گاهی به نام "کیلونواختر" یا "ماکرونواختر" خوانده می‌شوند)، گسیلش‌های رادیویی از چشمه‌هایی ناشناخته در ژرفای کیهان (که به نام "فوران رادیویی زودگذر" یا اف‌آربی خوانده می‌شوند)، و پوزیترون‌هایی که تلسکوپ‌های پرتو X در مرکز کهکشان دیده‌اند. هر سه‌ی این پدیده‌ها رازهایی دیرپا هستند. در واقع جای شگفتی است که حل هر سه‌ی آنها که در ظاهر پیوندی هم به یکدیگر ندارند شاید بتواند در پیوند با رویداد خشن مرگ ستارگان نوترونی در چنگ ریزسیاهچاله‌ها باشد.»

-------------------------------------------------
کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسماند:

واژه نامه:
star - hydrogen - helium - elements - stellar nucleosynthesis - Carl Sagan - nitrogen - DNA - calcium - iron - carbon - gold - platinum - uranium - r-process - supernova - binary - neutron star - George Fuller - UC San Diego - Center for Astrophysics and Space Sciences - neutron - Physical Review Letters - UCLA - Alex Kusenko - Volodymyr Takhistov - black hole - Big Bang - dark matter - periodic table - Milky Way galaxy - dwarf galaxy - infrared - kilonova - radio - Fast Radio Burst - positron - galactic center - X-ray

منبع: sciencedaily

میدان نبرد میان گاز و غبار و ستارگان

این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر
هرج و مرجی در سحابی شاه‌تخته (کارینا) حکفرماست، جایی که در آن ستارگان بزرگ به دنیا می‌آیند و می‌میرند.
در این تصویر نمای نزدیکِ خیره‌کننده و پرجزییات از بخشی از این سحابی پرآوازه، نورهای گسیلیده از هیدروژن به رنگ سرخ، و نورهای گسیلیده از اکسیژن به رنگ آبی نشان داده شده‌اند.
توده‌های چشمگیر غبار تیره و ساختارهای پیچیده‌ای که دیده می‌شوند در اثر پس زده شدن و تراشیده شدن ابرهای گاز و غبار سحابی توسط بادها و پرتوهای ستارگان بزرگ و پرانرژی درون آن پدید آمده‌اند. یکی از ساختارهای شناخته شده‌ی درون سحابی شاه‌تخته رگه‌ای V-شکل از غبار که در نیمه‌ی بالایی تصویر جای دارد.
سحابی شاه‌تخته با پهنای نزدیک به ۲۰۰ سال نوری، حدود ۷۵۰۰ سال نوری از زمین دور است و می‌توان آن را با یک دوربین دوچشمی در صورت فلکی جنوبی شاه‌تخته پیدا کرد.
چند میلیارد سال دیگر، پس از آن که آشوب غبارها آرام گرفت یا نابود شدند و گازها هم پراکنده شده یا در اثر گرانش خود چگالیدند، دیگر تنها ستارگان به جا خواهد ماند، ولی نه درخشان‌ترین‌ آنها [ستارگان بزرگ در جوانی می‌میرند و عمرشان تنها به چند میلیون سال می‌رسد].

--------------------------------------------
کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

واژه نامه:
Carina Nebula - star - nebula - hydrogen - oxygen - dust - dust lane - binoculars - constellation of Carina

منبع: apod.nasa.gov

چرا خورشیدگرفتگی از غرب آغاز می‌شود؟

* هر روز مانند روز پیش، خورشید از خاور (شرق) طلوع و در باختر (غرب) غروب می‌کند. این روالیست که برای همه‌ی زمینیان آشناست. ما نسل اندر نسل پی برده‌ایم که برای نشان‌گذاری زمان می‌توانیم به چرخه‌ی منظم آسمان‌ها اعتماد کنیم.

ولی یک خورشیدگرفتگی کامل، مانند آنچه در روز ۲۱ اوت در خاک کشور آمریکا رخ خواهد داد، این نظم را می‌شکند. افزون بر آن که ماه به کلی قرص خورشید را می‌پوشاند (چیزی که بسیار دیدنی هم هست)، این رویداد به شیوه‌ای ناآشنا و دلهره‌آور و در جهتی وارونه رخ خواهد داد: از غرب به شرق.
"گردش مداری" ماه به گرد زمین همراستا با چرخش زمین، از باختر به خاور است، به همین دلیل با آن که خودش از شرق بالا آمده و به غرب می‌رود، سایه‌ی آن در یک خورشیدگرفتگی کامل از غرب به شرق جابجا می‌شود.
طلوع و غروب معمول اجرام آسمانی ارتباطی با جابجایی آنها در آسمان ندارد، بلکه به دلیل چرخش خود زمین است. با چرخش سیاره‌ی ما به گرد محورش، اجرام آسمان هم از دیدمان گنبد آسمان را در راستای شرق به غرب می‌پیمایند.

به دشواری می‌توانیم نیاکانمان را که سرسختانه می‌پنداشتند زمین (که به نظرشان بسیار بزرگ و نیرومند می‌آمد)، جابجا نمی‌شود و این گنبد آسمانست که به گرد آن می‌چرخد و جابجایی منظم و آشنای اجرام درونش را برای آنها پدید می‌آورد سرزنش کنیم.

پس از سده‌ها کار و تلاش، انسان‌ها پی بردند که زمین در واقع می‌چرخد و حرکت خورشید، ماه و ستارگان تنها ظاهری است. ولی پای خورشیدگرفتگی که به میان بیاید، با ناسازگاری تازه‌ای روبرو می‌شویم: چرا مسیر خورشیدگرفتگی از غرب آغاز می‌شود و در شرق پایان می‌یابد؟

پاسخ ساده است، ولی چیزی نیست که به فکر کردن درباره‌اش خو داشته باشیم:
خود ماه از "غرب به شرق" به گرد زمین می‌چرخد. به بیان دیگر، اگر ما بتوانیم به بالاترین نقطه‌ی قطب شمال رویم، ماه را با گردشی پادساعتگرد در یک دایره می‌بینیم. ولی در هر یک از این دورهای ماه، زمین حدود ۳۰ بار به گرد محورش می‌چرخد، برای همین گردش پادساعتگرد ماه چیزی نیست که به طور معمول متوجهش شویم. به هنگام یک خورشیدگرفتگی، مسیر سایه‌ی ماه روی زمین مسیر خود ماه را دنبال خواهد کرد: رو به شرق.

خورشیدگرفتگی فرصتی شگفت‌انگیز برای آزمودن ستاره‌شناسی در پایه‌ای‌ترین شکلش است: آشنایی با رقص پیچیده‌ی اجرام آسمانی.

-------------------------------------------
کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

واژه نامه:
same - Earth - total solar eclipse - United States - crystal spheres - moon -star - North Pole - lunar orbit

منبع: Space.com

ابرهای پیرامون یک ستاره غول‌پیکر

ا\ین تصویر در دو اندازه‌ی بزرگ‌تر: ۷.۱ و ۸.۸ مگابایت
تلسکوپ فضایی اِسا/ناسای هابل هنوز برای کاوش کیهان حقه‌هایی در آستین دارد. برای نمونه، می‌تواند همزمان از دو بخش کنار هم در آسمان عکس بگیرد. او این کار را با دو دوربین گوناگون انجام می‌دهد- یک دوربین رو به هدف اصلی تنظیم می‌شود و دیگری رو به تکه‌ای دیگر از آسمان در همان نزدیکی. بنابراین مناطق شگفت‌انگیزی از کیهان می‌توانند همزمان رصد شوند، ترفندی که به نام رصد "میدان‌های همراستا" شناخته می‌شود.

این عکس بخشی از یک ابر گازی حباب-مانند (یک سحابی به نام اس‌اچ۲-۳۰۸) را نشان می‌دهد که ستاره‌ی بزرگ و خشن "ئی‌زی سگ بزرگ" را در بر گرفته. این تصویر با بهره از دوربین پیمایشی پیشرفته‌ی هابل گرفته شده و میدانی همراستا با بخش دیگری از سحابی را نشان می‌دهد که با دوربین میدان‌گسترده‌ی شماره ۳ هابل گرفته شده بود.

ئی‌زی سگ بزرگ که در صورت فلکی سگ بزرگ جای دارد، به عنوان یک ستاره‌ی ولف-رایه شناخته شده و یکی از درخشان‌ترین ستاره‌های این گونه است. پوسته‌ی گازی بیرونی ستاره از بین رفته و لایه‌های درونی آن که از عنصرهای سنگین‌تری که با دماهایی بی‌اندازه بالا می‌سوزند تشکیل شده آشکار شده است. ئی‌زی سگ بزرگ با پرتوهای شدیدش بادهایی چگال و انبوه می‌وزاند که همچون شلاقی بر مواد پیرامون فرود می‌آیند و آنها را پس رانده و دگرگون می‌کنند.

این فرآیندها دست به دست هم داده و گازهای پیرامون ستاره را به شکل یک حباب گسترده و بزرگ در آورده‌اند. سحابی‌های حبابی که توسط ستارگان ولف-رایه پدید می‌آیند از هیدروژن یونیده (HII یا اچ۲) درست شده‌اند و اغلب در فضای میان‌ستاره‌ای دیده می‌شوند. در این مورد، این حباب همان لایه‌های هیدروژنی بیرونی ئی‌زی سگ بزرگ هستند که سیل پرتوهای ستاره‌ی مرکزی دارد آن را مانند بادکنکی باد می‌کند. چنان چه در این تصویر دیده می‌شود، لبه‌های این حباب ابری و تنُک هستند.

--------------------------------------------
به کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان بپیوندید:

واژه نامه:
NASA - ESA - Hubble Space Telescope - camera - parallel field - Sh2-308 - star - EZ Canis Majoris - Advanced Camera for Surveys - nebula - Wide Field Camera 3 - Wolf-Rayet - hydrogen - element - stellar wind - bubble nebula - ionised - HII - nebulous

منبع: spacetelescope

آزمایش نسبیت اینشتین به کمک یک ستاره و یک سیاهچاله هیولا

* گروهی از اخترشناسان آلمان و جمهوری چک سه ستاره در یک خوشه را نزدیک ابرسیاهچاله‌ی مرکزی کهکشان راه شیری مشاهده کرده‌اند. این پژوهشگران به کمک تلسکوپ بسیار بزرگ (وی‌ال‌تی) در رصدخانه‌ی جنوبی اروپا (اسو) توانسند شیوه‌ی جابجایی آنها به گرد این سیاهچاله‌ی هیولا را تعیین کنند.
اسه ستاره که با فاصله‌ی بسیار کم به گرد ابرسیاهچاله‌ی مرکز کهکشان می‌گردندد، و اخترشناسان با بررسی یکی از این سه با نام اس۲، تاثیر نسبیتی میدان گرانشی ابرسیاهچاله را بر مدار آن تایید کرده‌اند. اندازه‌ی بزرگ‌تر
به گفته‌ی این دانشمندان، یکی از این ستارگان به نام اس۲، در مدارش انحراف‌هایی دیده می‌شود که می‌تواند دستاورد اثرهای نسبیتی باشد. اگر این دیده‌ها تایید شوند، نشانگر اینست که نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین حتی در شرایط افراطی -در میدان‌های گرانشی که توسط اجرامی مانند ابرسیاهچاله‌ی مرکزی کهکشانمان، با جرمی هم‌ارز ۴ میلیون خورشید پدید آمده- نیز پابرجاست. بر پایه‌ی نسبیت عام، این اجرام فضای پیرامون خود را خم می‌کنند و باعث می‌شوند اجرام دیگر از مسیر راستی که در نبودِ هیچ نیرویی باید بپیمایند منحرف شوند.

آندره اکارت، استاد فیزیک آزمایشگاهی (تجربی) در دانشگاه کلن آلمان، که رهبر این گروه پژوهشی بود در گفتگو با اسپیس دات کام می‌گوید: «بیشتر آزمایش‌های نسبیتی به کمک خورشید و ستارگان انجام می‌شود، بنابراین به جرم یک یا چند برابر خورشید محدودند. به تازگی هم به کمک رصدخانه‌ی لیگو انجام شده که آن هم تنها در حد چند ۱۰ جرم خورشیدی بود.»
video
در این ویدیوی هنری، گردش سه ستاره به گرد ابرسیاهجاله‌ی مرکز کهکشان راه شیری نشان داده شده. در پایان ویدیو، با بزرگنمایی مدار اس۲ تغییر اندکِ مدار آن را به خوبی می‌بینیم. این تغییر که دستاورد اثرهای گرانشی است، هنگامی که اس۲ پس از ۱۵ سال از دوباره از همین نقطه‌ی مدارش گذشت دیده شد. اگر ویدیو اینجا اجرا نشد، می‌توانید آن را در کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان ببینید.

اکارت می‌گوید ستاره‌هایی که در این آزمایش به کار رفتند به اندازه‌ای به ابرسیاهچاله نزدیکند که با سرعتی هم‌ارز ۱ تا ۲ درصد سرعت نور حرکت می‌کنند، و تنها حدود ۱۰۰ برابر فاصله‌ی زمین و خورشید به ابرسیاهچاله نزدیک می‌شوند، یعنی با استاندارد کهکشانی، بسیار نزدیک. (میانگین فاصله‌ی پلوتو از خورشید ۳۹ برابر فاصله‌ی زمین تا خورشید است- قاصله‌ی زمین تا خورشید برابر با ۱۵۰ میلیون کیلومتر، به نام یکای اخترشناسی شناخته می‌شود).  

بهره گرفتن از اجرامی که در مدارها می‌گردند برای نشان دادن اثرهای نسبیتی چیز تاره‌ای نیست؛ رصدهایی که در سده‌ی ۱۹ بر روی سیاره‌ی تیر (عطارد) انجام شد جابجایی‌های آن نسبت به چیزی که نظریه‌ی گرانش آیزاک نیوتن پیش‌بینی می‌کند انحراف دارد. در آغاز اخترشناسان فکر کردند این انحراف‌ها نشانه‌ی وجود یک سیاره‌ی دیگر است که آن را وولکان نامیدند. اینشتین در سال ۱۹۱۵ توانست نشان دهد که نسبیت می‌تواند این انحراف‌ را توضیح دهد.»
بزرگنمایی از بخشی از مدار ستاره‌ی اس۲ که تغییرِ اندکِ مدار آن، هنگامی که پس از ۱۵ سال از دوباره از همین نقطه‌ی مدارش گذشت دیده شد. تصویر بزرگ‌تر
مدار سیاره‌ی تیر درستی نظر اینشتین را ثابت کرد، ولی گرانش خورشید نسبت به گرانش یک ابرسیاهچاله ضعیف است. از همین رو اکارت و گروهش بر آن شدند تا درستی یا نادرستی نظریه‌ی اینشتین را در محیطی بسیار افراطی‌تر بیازمایند. اگرچه همگرایی گرانشی، خمیدن نور توسط اجرام بزرگ، نشان داد که جرم فضا را خم می‌کند، ولی این نخستین بارست که کسی سنجش‌هایی دقیق بر روی جرمی که مدارش تا این اندازه به یک سیاهچاله نزدیک است انجام داده.

به گفته‌ی اکهارت، خود این سنجش آن اندازه‌ای که می‌تواند باشد دقیق نیست. بررسی آینده می‌تواند خوانش بهتری از جایگاه این ستارگان داده و نتیجه را دقیق‌تر کند. وی می‌گوید یک نقشه، انجام دادن سنجش‌های طیفی بهتر است که می‌تواند حرکت‌های اس۲ را با دقت بیشتری نشان دهد.
جایگاه ابرسیاهچاله ی مرکز کهکشان راه شیری که "کمان آ*" نام دارد در چارچوب کوچک مرکز تصویر دیده می‌شود. در چارچوب پیوست که نمایی نزدیک از چارچوب نخست است، چایگاه ابرسیاهچاله با بعلاوه‌ی سرخ‌رنگ، و همچنین ستاره‌ی غول‌پیکر اس۲ نشان داده شده. تصویر بزرگ‌تر
--------------------------------------------
تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

واژه نامه:
German - Czech Republic - star - supermassive black hole - Sgr A* - Milky Way galaxy - Very Large Telescope - Chile - S2 - relativistic effect - Einstein - general relativit - gravity field - galactic center - sun - Andreas Eckart - experimental physics - University of Cologne - Germany - Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory - solar mass - Earth - Pluto - planet - Mercury - Isaac Newton - gravity - Vulcan - gravitational lensing - European Southern Observatory -
منبع: Space.com

تاج درخشان و چهره تیره

این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر
تنها در زمان کوتاه تاریک شدن خورشید به هنگام یک خورشیدگرفتگی کلی است که می‌توان به سادگی تاج این ستاره را دید. این تاج گسترده‌ (جو بیرونی خورشید) که در زمان‌های معمول در فروغ قرص آن پنهان می‌شود، چشم‌اندازی افسونگر دارد.
ولی جزییات ظریف و دامنه‌ی بی‌اندازه‌ گسترده‌ی روشنایی آن اگرچه [در آن زمان گذرا] با چشم دیده می‌شود، ولی عکاسی از آن بسیار دشوار است.
با این همه در اینجا عکسی پرجزییات از تاج خورشید را به هنگام خورشیدگرفتگی کلی اوت ۲۰۰۸ در مغولستان می‌بینیم که از پیوند عکس‌های جداگانه و پردازش‌ دیجیتالی به دست آمده است.
در این عکس ساختار لایه‌ای پیچیده و برافروختگی‌های سوزاننده‌ای که دستاورد آمیزه‌ی همیشه در تغییرِ گاز داغ و میدان‌های مغناطیسی است به روشنی دیده می‌شود. بر لبه‌ی خورشید هم زبانه‌های پرپیچ و تاب درخشان و صورتی‌رنگ به چشم می‌خورد.
هشت روز دیگر یک خورشیدگرفتگی کلی دیگر، این بار در نوار باریکی از خاک کشور آمریکا رخ خواهد داد که اگر آسمان صاف باشد، شاید بتوانیم دوباره چنین تاجی را به گرد خورشید ببینیم.

--------------------------------------------
کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

واژه نامه:
total solar eclipse - solar corona - sun - Mongolia - magnetic field - prominence - USA

منبع: apod.nasa.gov

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه