ستاره‌های آرآر شلیاق

سومین گروه مهم از متغیرهای تپنده، ستاره­های آرآر شلیاق )RR Lyrae Stars( هستند. تغییرات روشنایی در این گروه کمتر از قیفاووسی­ها است، و معمولاً کمتر از یک قدر می­باشد. دوره تناوب آنها نیز کوتاه­تر است، کمتر از یک روز. ستارگان آرآر شلیاق، مانند ستاره­های دبلیو سنبله، به گروه ستارگان کهنسال جمعیت دو (Population II Stars)تعلق دارند. این متغیرها در خوشه­های کروی (Globular Clusters) فراوان­اند، از اینرو قبلاً آنها را متغیرهای خوشه­ای (Cluster Variables) می­نامیدند.

قدر مطلق  ستاره­های آرآر شلیاق حدود ۰/۳ ± ۰/۶ می­باشد. آنها تقریباً ­سن و جرم یکسانی دارند.؛ از اینرو، مرحله­ی تحولی یکسانی را به­نمایش می­گذارند. در این مرحله، هلیوم سوختن خود را تازه در هسته آغاز کرده است. با توجه به اینکه قدر مطلق ستاره­های آرآر شلیاق معلوم است، می­توان از آنها در تعیین فاصله تا خوشه­های کروی استفاده نمود.

 

کتاب مبانی ستاره‌شناسی، صفحه 291

سیاره‌های کوتوله

بر اساس تعریف IAU، سیاره‌‌‌ی کوتوله یک جسم سماوی است که:

الف) دور خورشید می‌‌‌چرخد.

ب) آنقدر جرم دارد تا خودگرانی آن بر نیروهای جسم صلب غلبه کرده، جسمی با تعادل هیدرواستاتیک (تقریباً گِرد) به‌‌‌وجود آید.

ج) در اطراف مدار خود، محیط را پاک نکرده است.

د) یک قمر نیست.

حد بالا و پایین برای اندازه و جرم سیاره‌‌‌های کوتوله، دقیقاً مشخص نشده است. البته حد پایین را تعادل هیدرواستاتیک تعیین می‌‌‌کند، اما اندازه‌‌‌ای که در آن، این اتفاق رخ می‌‌‌دهد، ممکن است با توجه به ترکیب و تاریخچه‌‌‌ی جسم تغییر کند. برآورد می‌‌‌شود که در سال‌‌‌های پیشِ رو، ۴۰ تا ۵۰ سیاره‌‌‌ی کوتوله کشف شود.

در حال حاضر پنج سیاره‌‌‌ی کوتوله در منظومه شمسی وجود دارد، به‌‌‌ نام‌‌‌های سِرس، پلوتون، هائومیا، ماکی‌ماکی و اِریس (Ceres, Pluto, Makemake, Haumea and Eris ). قبلاً سِرس را یک سیارک به‌‌‌حساب می‌‌‌آوردند، پلوتون یک سیاره بود، و اریس، یا 313UB2003 که با نام زینا (Xena) نیز شناخته می‌‌‌شود، نخستین جسم فرانپتونی بود که دریافتند از پلوتون بزرگ‌‌‌تر است.

پلوتون در سال ۱۹۳۰ و پس از یک جستجوی گسترده‌‌‌ی عکاسی، در رصدخانه‌‌‌ی لاول (Lowell Observatory ) در آریزونا کشف شد. پیش از آن و در آغاز قرن بیستم، پرسیوال لاول بر پایه‌ی اختلالات مشاهده شده در مدار اورانوس و نپتون، این جستجو را شروع کرده بود. بالاخره کلاید تامبو (Clyde Tombaugh ) پلوتون را با فاصله‌‌‌ای کم‌تر از ۶ درجه از محل پیش‌‌‌بینی شده، کشف کرد. با وجود این، پلوتون بسیار کوچک‌‌‌تر از آن بود که اختلالاتی را بر اورانوس و نپتون ایجاد کند. از این رو این کشف کاملاً تصادفی رخ داد؛ اختلالات مشاهده شده حقیقت نداشت و علت آن‌ها، خطاهای جزئی در رصدهای قدیمی بود.

پلوتون در تلسکوپ‌‌‌های زمینی به‌‌‌صورت قرص دیده نمی‌‌‌شود؛ بلکه به یک نقطه شبیه است، مانند ستارگان. از این حقیقت، حد بالا برای قطر پلوتون به‌‌‌دست آمد و آن حدود ۳۰۰Km بود. تا قبل از کشف قمر پلوتون، شارون (Charon ) در سال ۱۹۷۸، جرم دقیق آن مشخص نبود. جرم پلوتون تنها ۰/۲٪ جرم زمین است. دوره تناوب مداری شارون ۶/۳۹ روز است، و این، دوره تناوب چرخشیِ هر دو جسم نیز هست. پلوتون و شارون به‌‌‌صورت هم‌‌‌زمان می‌‌‌چرخند، و همواره یک طرفشان به‌‌‌سوی یکدیگر است. محور چرخش پلوتون، با کجی ۱۲۲ درجه، نزدیک به صفحه‌‌‌ی مداری است.

اختفاهای دوجانبه‌‌‌ی پلوتون و شارون در سال‌‌‌های ۱۹۸۵ تا ۱۹۸۷، قطر دقیق هر یک را در اختیار ما قرار داد. قطر پلوتون ۲۳۰۰Km و قطر شارون ۱۲۰۰Km به‌‌‌دست آمد. معلوم شد که چگالی پلوتون ۱۲۰۰Kgm است. بنابراین، پلوتون یک کره‌‌‌ی عظیم یخی نیست، بلکه دو سوم جرم آن‌‌‌را صخره تشکیل می‌‌‌دهد. فراوانی نسبتاً پایین یخ، احتمالاً ناشی از دمای پایین در زمان برافزایش سیاره‌‌‌ای (Planetary Accretion ) است. در آن زمان بیش‌تر اکسیژن با کربن ترکیب شده، کربن منواکسید را به‌‌‌وجود آورد. به کمک رایانه، حد پایین برای یخ آب حدود ۳۰٪ محاسبه شده که به مقدار رصد شده در پلوتون تقریباً نزدیک است.

پلوتون یک جو رقیق از متان دارد، و احتمالاً غباری نازک روی سطح آن‌‌‌را پوشانده است. فشار سطحی آن تا اتمسفر می‌‌‌باشد. حدس می‌‌‌زنند در زمانی که پلوتون از حضیض مداری خود دور است، تمام اتمسفر آن یخ زده، روی سطح پلوتون فرو می‌‌‌ریزد.

پلوتون سه قمر دارد که دوتای آن‌‌‌را تلسکوپ هابل در سال ۲۰۰۵ کشف کرد. آن‌ها در فاصله‌‌‌ای دو برابر شارون، بر خلاف عقربه‌‌‌های ساعت دور پلوتون گردش می‌‌‌کنند.

مدار پلوتون متفاوت از مدار سیارات است. خروج از مرکز آن ۰/۲۵ و میل مداری ۱۷ درجه است. در این مدار ۲۵۰ ساله، برای ۲۰ سال، فاصله‌‌‌ی پلوتون به خورشید از نپتون نزدیک‌‌‌تر است. یکی از این دوره‌‌‌های ۲۰ ساله از ۱۹۷۹ تا ۱۹۹۹ طول کشید. هیچ خطری از برخورد پلوتون و نپتون وجود ندارد؛ چرا که در فاصله‌‌‌ی نپتون، پلوتون به‌‌‌خوبی بالای دایرة‌البروج قرار می‌‌‌گیرد. دوره تناوب پلوتون در یک تشدید 3 به 2 با نپتون است.

از دهه‌‌‌ی ۱۹۹۰، تعدادی اجسام فرانپتونی کشف شده است. در کمربند کویپر اجسامی حتی بزرگ‌‌‌تر از پلوتون نیز وجود دارد. یکی از این اجسام اِریس است که حالا در زمره‌‌‌ی سیاره‌‌‌های کوتوله به حساب می‌‌‌آید. اریس در سال ۲۰۰۳ کشف شد و تا مدتی، به‌‌‌صورت غیر رسمی، زینا نام داشت. این سیاره‌‌‌ی، کوتوله اندکی بزرگ‌‌‌تر از پلوتون است و قطر آن ۲۴۰۰Km برآورد می‌‌‌شود. نیم‌‌‌قطر بزرگ مدار آن ۹۱AU، دوره تناوب مداری آن ۵۶۰ سال، و میل مداری آن ۴۵درجه است.

سومین سیاره‌‌‌ کوتوله، سِرس، نخستین سیارکی بود که در سال ۱۸۰۱ به‌‌‌وسیله‌‌‌ جوزپه پیاتسی کشف شد. قطر سرس ۱۰۰Km است، بنابراین حد پایین برای تعادل هیدرواستاتیک را پشت سر گذاشته است. برخلاف پلوتون و اریس، سرس جسمی نزدیک‌‌‌تر است و در کمربند سیارک‌‌‌ها، بین مریخ و مشتری، به‌‌‌دور خورشید می‌‌‌چرخد.

 

کتاب مبانی ستاره‌شناسی صفحه ۱۹۷ و ۱۹۸

تایش سنکروترون

این تابش را نخستین بار در سال ۱۹۴۸، فرانک الدر (Frank Elder)، روبرت لانگمویر (Robert Langmuir) و هربرت پولک (Herbert Pollack)، در هنگام آزمایش با یک سنکروترون الکترونی مشاهده کردند. در این دستگاه، الکترون در یک میدان مغناطیسی تا انرژی‌های نسبیتی شتاب می‌گرفت. آن‌ها متوجه شدند که الکترون در راستای لحظه‌ای حرکت خود و در یک مخروط باریک، نور مرئی تابش می‌کند. در اخترفیزیک، نخستین بار از تابش سنکروترون برای توضیح گسیل رادیویی راه شیری، سخن به میان آمد. این گسیل رادیویی را کارل جانسکی در سال ۱۹۳۱کشف کرده بود. طیف و دمای درخشایی بالای این تابش (بیش از ۱۰۵ کلوین) با گسیل معمولی آزاد-آزاد گرمایی ناشی از گاز یونیده هم‌خوانی نداشت. در سال ۱۹۵۰، هانس آلفوِن (Hannes Alfvèn) و نیکلای هرلُف‌سان (Nicolai Herlofson)، به همراه کارل اوتو کیپن‌هوور (Karl-Otto Kiepenheuer) پیشنهاد کردند که زمینه‌ی رادیویی کهکشان به‌دلیل تابش سنکروترون می‌باشد. کیپن‌هوور اعتقاد داشت که الکترون‌های پرانرژیِ پرتو کیهانی در میدان مغناطیسی ضعیف کهکشان، تابش رادیویی گسیل می‌دارند. این توضیح درست از آب درآمده است. تابش سنکروترون، یک فرایند گسیل مهم در باقی‌مانده‌های ابرنواختری، کهکشان‌های رادیویی و اختروش‌ها نیز می‌باشد. این یک فرایند تابشی غیر گرمایی است، به عبارتی، انرژی الکترون‌‌‌‌‌‌‌‌های تابش کننده ناشی از حرکات گرمایی نیست.
 
 
 
کتاب مبانی ستاره‌شناسی صفحه ۳۴۰ و ۳۴۱

سحابی سیاره‌ای

نواحی روشن از گاز یونیده، نه تنها کنار ستارگان تازه متولد شده، بلکه اطراف ستاره‌هایی که آخرین مراحل تحول خود را سپری می‌کنند نیز دیده می‌شود. سحابی سیاره‌ای عبارت است از یک پوسته‌ی گازی به دور یک ستاره آبی داغ و کوچک. در زمان تحول ستاره و در مرحله‌ی هلیوم‌سوزی، ممکن است ناپایداری‌هایی بروز کند. برخی ستارگان شروع به تپش می‌کنند، در حالی که در دیگر ستاره‌ها ممکن است تمام اتمسفر بیرونی به فضا پرتاب شود. در حالت اخیر، یک پوسته‌ی گازی که با سرعت 20 تا 30 کیلومتر بر ثانیه در حال انبساط است اطراف یک ستاره کوچک و داغ (دمای 50000 تا 100000 کلوین) تشکیل خواهد شد. این ستاره‌ی کوچک، هسته‌ی ستاره‌ی اولیه است. تابش فرابنفش ستاره‌ی مرکزی، گاز در حال انبساط را در سحابی سیاره‌ای به یون تبدیل می‌کند. بسیاری از خطوط نشری روشنی که در یک ناحیه‌ی اچ 2 دیده می‌شود، در طیف این گاز وجود دارد. البته سحابی‌های سیاره‌ای عموماً از بیش‌تر نواحی اچ 2 خیلی متقارن‌ترند و سریع‌تر منبسط می‌شوند. برای مثال، سحابی حلقوی معروف در صورت فلکی شلیاق، M57، به‌وضوح در تصاویری که در مدت 50 سال گرفته شده منبسط شده است. در مدت چند ده هزار سال، سحابی‌های سیاره‌ای در محیط بین‌ستاره‌ای محو شده، ستاره‌ی مرکزی آن‌ها سرد، و به کوتوله سفیدتبدیل می‌گردد. سحابی‌های سیاره‌ای را در قرن نوزدهم به این نام خواندند، چرا که به‌صورت دیداری، برخی سحابی‌های کوچک کاملاً شبیه به سیاره‌هایی چون اورانوس به نظر می‌رسند. قطر ظاهری کوچک‌ترین سحابی شناخته شده تنها چند ثانیه قوسی است؛ در حالی که در بزرگ‌ترین آن‌ها، مانند سحابی مارپیچ (Helix Nebula)، ممکن است به یک درجه برسد.

برآورد می‌شود که تعداد کل سحابی‌های سیاره‌ای در کهکشان راه شیری،50000 باشد. تاکنون حدود2000 سحابی سیاره‌ای رصد شده است.

 

سحابی مارپیچ. ستاره‌ای که در مرکز دیده می‌شود، لایه‌های بیرونی خود را به فضا پرتاب کرده است. 

کتاب مبانی ستاره‌شناسی صفحه ۳۳۸