در صورت انفجار ستاره غول‌پیكر ابط‌الجوزا، آسمان شب چقدر روشن خواهد شد؟

در صورت انفجار ستاره غول‌پیكر ابط‌الجوزا، آسمان شب چقدر روشن خواهد شد؟نجوم و فضاعلمیجمعه ۵ مرداد ۱۴۰۳ - ۲۲:۳۰مطالعه 6 دقیقهسارا ارجمندتبلیغاتتبلیغاتتبلیغاتستاره غول‌پیكر ابط‌الجوزا در همسایگی ما قرار دارد و در آینده‌ای نزدیك وارد فاز انفجار ابرنواختر خواهد شد؛ اما ساكنین روی زمین چگونه آن را خواهند دید؟تبلیغاتخلاصه مقاله:ستاره مشهور ابط‌الجوزا كه در دسته‌ی ابرغول سرخ قرار دارد، در آینده‌ای نزدیك منفجر خواهد شد .

اما این سؤال مطرح می‌شود كه در صورت انفجار، ساكنین زمین آن را چگونه خواهد دید؟بازه دقیق انفجار ستاره به‌طور دقیق مشخص نیست؛ ممكن است همین فردا این اتفاق رخ دهد.بر اساس تخمین‌ها ابط‌الجوزا در صورت انفجار به درخشان‌ترین جرم آسمان شب روی زمین تبدیل خواهد شد .

این انفجار چند هفته دوام می‌آورد و حتی در روز هم مشاهده‌پذیر خواهد بود.با وجود انفجار مهیب، خطری ساكنین زمین را تهدید نمی‌كند؛ چرا كه ابط‌الجوزا ۵۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد. ستاره‌ای مشهور وجود دارد كه به احتمال زیاد آن را در آسمان دیده‌اید .

نام این ستاره ابط‌الجوزا است و می‌توانید آن را در صورت فلكی شكارچی درست در شانه‌ی راست شكارچی پیدا كنید؛ اما این ستاره یك جرم عادی نیست، بلكه رویدادی سهمگین در انتظار آن است.ستاره‌ی ابط‌الجوزا كه در دسته‌ی ابرغول سرخ قرار می‌گیرد، در چند سال گذشته چند مرتبه كم‌نور شده است؛ اتفاقی كه خبر از ابرنواختر كامل در آینده‌ای نزدیك می‌دهد .

البته در اینجا «آینده نزدیك» به معنی بازه‌ی ۱۰ هزار سال آینده است. در واقع از آنجا كه این ستاره ۵۰۰ سال نوری از ما فاصله دارد، ممكن است همین حالا منفجر شده باشد، اما هنوز از آن اطلاعی نداریم. شاید این انفجار فردا خود را نشان دهد .

از یك چیز اطمینان داریم: اگر ابط‌الجوزا منفجر شود، درخشان‌ترین ابرنواختری خواهد بود كه بشر به چشم دیده است؛ اما چه مقدار درخشان خواهد بود؟ آیا می‌توان در طول روز آن را دید؟ آیا خطرناك است؟ در این مقاله تلاش می‌كنیم با فیزیك مقدماتی به این پرسش‌ها پاسخ دهیم .

بقایای یك ابرنواختر در صورت فلكی گاو از نگاه تلسكوپ فضایی اسپیتزر ناسا.كپی لینكابرنواختر چیست؟در اغلب ستاره‌ها، هسته تركیبی از هیدروژن و هلیم است كه دو مورد از سبك‌ترین عنصرها به شمار می‌روند؛ اما آن‌ها فقط هسته‌ی دارای بار مثبت این اتم‌ها را دارند؛ زیرا برای نگه‌داشتن الكترون‌ها بسیار داغ هستند .

این هسته‌ها تحت گرانش و دماهای شدید می‌توانند به عنصرهای سنگین‌تر تبدیل شوند و مقادیر زیادی انرژی آزاد كنند. خورشید انرژی خود را از این فرآیند همجوشی هسته‌ای به دست می‌آورد.برای یك ستاره‌ی پایدار مانند خورشید، تعادل بین دو نیروی مخالف وجود دارد .

جرم ماده در ستاره باعث تولید نیروی گرانشی می‌شود كه تمایل به فروپاشی ستاره دارد. با این‌حال نیروی رو به بیرون هسته مانع از این فروپاشی می‌شود؛ بنابراین ستاره از نظر اندازه ثابت باقی می‌ماند، گرچه مانند سیاره جرمی جامد نیست .

ستاره با افزایش سن، منبع هیدروژن و هلیم خود را مصرف می‌كند و عنصرهای سنگین‌تری مثل كربن، اكسیژن، سیلیكون و در نهایت آهن را تولید می‌كند. همجوشی عنصرهای سنگین‌تر از آهن، انرژی بیشتری می‌گیرد تا اینكه انرژی تولید كند .

در نهایت سوخت ستاره به پایان می‌رسد و روی خود دچار فروپاشی می‌شود.ابط‌الجوزا در صورت انفجار تا چند هفته در آسمان خواهد درخشیددر برخی نمونه‌ها، فروپاشی می‌تواند بسیار شدید باشد؛ به قدری شدید كه به سرعت فشار و دمای هسته‌ی ستاره را افزایش می‌دهد .

سپس ستاره ناگهان منفجر می‌شود؛ انفجاری عظیم اما بی‌صدا، زیرا در فضای خلأ انفجارها هیچ صدایی را منتشر نمی‌كنند.با این‌حال انفجار یادشده مقدار زیادی انرژی نوری ایجاد می‌كند. برای مقایسه، خورشید ما دارای درخشندگی یا توان خروجی 3 .

8*10^26 وات است. یك ابرنواختر به نام ASASSN-15h كه در سال ۲۰۱۵ رصد شد، دارای درخشندگی اوج نزدیك به 2*10^38 وات بود. این توان خروجی از توان تولید‌شده از ۵۰۰ میلیارد خورشید بیشتر است؛ رقمی دیوانه‌كننده! با این‌حال از آنجا كه ابرنواختر ۲۰۱۵ در كهكشانی دیگر بود، آن را مشاهده نكردیم؛ اما در مقیاس نجومی، ابط‌الجوزا در حیات پشتی ما قرار دارد .

كپی لینكقدر ظاهری و درخشندگیسال‌ها پیش، فیلسوفی یونانی به نام هیپاركوس، ستاره‌ها را بر اساس میزان درخشش ظاهری در آسمان شب به شش دسته تقسیم كرد. بر اساس این اندازه‌گیری طرحی طبقه‌بندی برای «قدر ظاهری» به وجود آمد؛ به‌طوری‌كه ستاره‌ای با قدر ۱ بسیار درخشان به نظر می‌رسد، درحالی‌كه شاید حتی نتوانید ستاره‌ای با قدر ۶ را در میان آلودگی نوری ببینید .

ستاره‌ی ابط‌الجوزا در گروه اول قرار دارد.به بیان واضح‌تر، قدر ظاهری درخشندگی واقعی ستاره را نشان نمی‌دهد و صرفا میزان روشنایی آن از زمین را توصیف می‌كند كه ۱) به میزان نوری كه ستاره تولید می‌كند و (۲) به میزان دور بودن آن وابسته است .

البته عامل سوم هم به میزان دید انسان وابسته است و خطی نیست. یك جسم با قدر یك دارای شدت نور (بر اساس وات بر متر مربع) ۱۰۰ برابر بیشتر از یك جسم با قدر ۶ است.همچنین ممكن است اجرامی با قدر بیشتر از ۱ هم وجود داشته باشند و در این صورت مقادیر منفی خواهند گرفت .

برای مثال سیاره زهره درخشان‌ترین جرم در آسمان شب است كه قدر آن بر اساس موقعیتش به طور میانگین به ۴٫۱- می‌رسد.كپی لینكاثر فاصلهبنابراین می‌توانیم این‌گونه نتیجه بگیریم: اگر درخشندگی ذاتی یك جرم (مقدار انرژی نوری كه تولید می‌كند) را داشته باشیم می‌توانیم شدت نور را با توجه به فاصله‌ای مشخص (مقدار نوری كه در آن نقطه دریافت می‌شود) محاسبه كنیم .

سپس می‌توانیم مقدار به دست آمده را به مقیاس قدر ظاهری تبدیل كنیم تا میزان درخشندگی آن برای چشم انسان را توصیف كنیم.برای مثال فرض كنید لامپی نوری دارید كه ۲۰ وات نور از خود منتشر می‌كند. این ۲۰ وات درخشندگی لامپ را نشان می‌دهد .

اگر نور به‌صورت برابر در تمام جهت‌ها منتشر شود و شما r متر از آن فاصله داشته باشید، می‌توانید تصور كنید كه نور لامپ در سطح یك كره با شعاع r پخش می‌شود. با افزایش فاصله، نور روی كره‌ی بزرگ‌تری پخش می‌شود درنتیجه مقدار كمتری از آن در یك نقطه دریافت می‌شود .

ازآنجاكه مساحت سطح كره (A = 4πr2) متناسب با مربع شعاع است، این تعریف را قانون مربع معكوس می‌نامیم. با توجه به این موارد، می‌توانیم شدت (I) در یك موقعیت را به شكل تابعی از درخشندگی (L) و فاصله (r) بنویسیم:كپی لینكدرخشندگی حماسی ابط‌الجوزاخب حالا بگذارید معادله‌ی فوق را برای ابرنواختر ابط‌الجوزا پیاده‌سازی كنیم .

می‌توانیم كار را با درخشندگی 2x10^38 درست مانند ابرنواختر سال ۲۰۱۵ آغاز كنیم. برای فاصله، ۵۰۰ سال نوری را درنظر می‌گیریم. البته برای استفاده از فرمول باید این فاصله را از سال نوری به متر تبدیل كنیم. ازآنجاكه نور با سرعت ۳۰۰ میلیون متر بر ثانیه حركت می‌كند، به فاصله‌ی 4 .

73x10^18 می‌رسیم. با توجه به این فاصله شدت نور دریافتی روی زمین برابر است با ۰٫۷۱۱ وات بر متر مربع.حالا برای تبدیل مقدار به‌دست‌آمده به‌قدر ظاهری، نیاز به یك ستاره مرجع داریم. در اینجا از ستاره شباهنگ (Sirius) استفاده می‌كنیم .

این ستاره با درخشندگی ۲۵٫۴ برابر بیشتر از خورشید و فاصله‌ی ۸٫۷۹ سال نوری، یكی از درخشان‌ترین ستاره‌های آسمان شب به شمار می‌رود. به‌این‌ترتیب به قدر ۱٫۴۶- (mr) می‌رسیم. سپس قدر (m) ابط‌الجوزا به این صورت محاسبه می‌شود .

با انجام محاسبات به‌قدر روشنایی ۱۸٫۵- می‌رسیم كه بسیار شگفت‌انگیز است. اگر حدس‌هایمان برای درخشندگی و فاصله زیاد دور از مقادیر واقعی نباشند، ابط‌‌الجوزا به درخشان‌ترین جرم در آسمان شب تبدیل خواهد شد. برای مقایسه، ماه كامل دارای قدر ۱۲٫۶- است درنتیجه این ابرنواختر را می‌توان حتی در طول روز هم مشاهده كرد .

بیشتر بخوانید:آیا ستاره‌ اسرارآمیز ابط‌الجوزا در طول عمر ما منفجر خواهد شد؟25 تیر 02مطالعه '5اخترشناسان سرانجام به راز ناپدیدشدن ستارگان عظیم پی بردند10 خرداد 03مطالعه '3با چشم غیرمسلح، ابرنواختر ابط‌الجوزا همچنان مانند نقطه‌ای نورانی به نظر می‌رسد؛ زیرا هرچند فاصله آن برای یك ستاره نزدیك است، هنوز در فاصله‌ای بسیار دور از ما قرار دارد .

قطعا نباید انتظار داشته باشید كه به اندازه‌ی قرص ماه كامل آن را ببینید، اما درخشان‌ترین نقطه‌ای خواهد بود كه در آسمان شب خواهید دید و به مدت چند هفته دوام خواهد آورد.اما آیا ابط‌الجوزا خطرناك است؟ خب، این جرم قطعا روشنایی كمتری نسبت به خورشید خواهد داشت كه دارای قدر ۲۶٫۸- است .

منبع : https://www.zoomit.ir/space/424329-betelgeuse-explosion-brightness/