08/01
معرفی و طبقه بندی ستارگان متغير(بخش اول)
امیر حسن زاده
امیر حسن زاده
به طور کلی به ستارگانی که به هر دليل درخشندگي شان تغيير می کند، ستارگان متغير گفته می شود. درخشندگی اين ستارگان در دوره های زمانی چند ثانيه تا چند سال بسته به نوع شان تغيير می کند. تغییرات درخشندگی آنها از چند هزارم قدر تا 20 قدر می تواند متفاوت باشد. به طور کلی متغيرها به دو نوع متغيرهای ذاتی و غيرذاتی تقسيم بندی می شوند. متغيرهای ذاتی به آنهايی گفته می شودکه تغيير درخشندگی در اثر تغيير فيزيکی ستاره به وجود آيد که بسته به نوع فرآیند مسبب تغییر درخشندگی، به انواع مختلفی دسته بندی می شوند که در ادامه به شرح هر یک خواهیم پرداخت.
الف) متغيرهای تپشی : مهمترين عامل در تغيير درخشندگی تپش ستاره است. اين دسته از متغيرها شامل ستارگانی هستند که در اثر انبساط و انقباض لايه های سطحی شان دچار تغيير درخشندگی می شوند. تپشها ممکن است شعاعی يا غير شعاعی باشند.تپشهای شعاعی شکل کروی ستاره را ثابت نگه می دارد. درحاليکه تپش غيرشعاعی باعث بيضوی شدن ستاره می شود. اين دسته از متغيرها برحسب دوره تناوب تغييرات، دما و مرحـــــــله تکاملشان به رده های مختلف و متعددی تقسيم می شوند که به بررسی چند رده مهم آن می پردازيم:
• قيفاووسی(نوع کلاسیک): اين متغيرها نام خود را از سردسته شان دلتا-قيفاووس گرفته اند. متغيرهای دلتا-قيفاووسی، ستارگان جوانی هستند که در نوار ناپايداری نمودار هرتسپرانگ-راسل به سر می برند. نوار ناپایداری بیانگر مرحله ای از تحول ستاره است که در آن تعادل هیدرواستاتیکی ستاره به هم می خورد. یعنی تعادل نیروی ناشی از فشار که تمایل دارد ستاره را به بیرون هل بدهد و نیروی گرانش که ستاره را به درون می فشارد، برقرار نمی باشد. دوره تناوب این رده از متغیرها بین 1 تا 13۵ روز و رده طيفی شان F ، G يا K می باشد. این ستارگان وقتی منقبض می شوند(شعاعش شان کم می شود)، دمای آنها افزایش می یابد. افزايش درخشندگی اين متغيرها،سريعتر از کاهش درخشندگيشان رخ می دهد. به عنوان مثال دلتا-قيفاووس در مدت ۵/1 روز به بيشينه درخشندگی خود می رسد در حالی که در مدت۴ روز به کمينه خود می رسد. در سال١۹١۲، هنريتا ليويت از دانشگاه هاروارد با بررسی۲۵ستاره متغير قيفاووسی در ابر ماژلانی کوچک متوجه نتيجه جالبی شد؛ هر چه دوره تناوب يک متغير قيفاووسی بلندتر باشد، درخشندگی مطلق آن بيشتر است. اين يافته کشف بزرگی در فاصله سنجی ستاره ها و خوشه های ستاره ای محسوب می شود. در اين روش با اندازه گيری دوره تناوب می توان قدر مطلق ستاره را تعيين کرد و با کمک میانگین قدر ظاهری اش فاصله آن از ما تعيين می شود. این کشف بزرگ، دیدگاه ما را در مورد ابعاد عالم تعییر داد. چند سال بعد «هارلو شپلی» از این روش برای تعیین فاصله ما از مرکز کهکشان و تخمین واقع بینانه از ابعاد کهکشان راه شیری پرداخت. در دهه 1930 «ادوین هابل» با جستجوی متغیرهای قیفاووسی در کهکشان های دیگر توانست فاصله ما را از آنها به دست آورد و این شروع کیهان شناسی نوین بود.
• قیفاووسی های نوع دوم(W- سنبله ای): این ستارگان از نظر نوع تغییرات(تپش) مانند قیفاووسی های کلاسیک(نوع اول) هستند ولی معمولاً در ستارگان پیر(جمعیت ستاره ای II) دیده می شوند و به طور میانگین درخشندگی آنها حدود 5/1 قدر کمتر از همتایان نوع اول خود می باشند.
•RR -شلياقی: اين متغيرها جزء ستارگان پير، سفيد ،داغ و کم جرم هستند. منحنی نوريشان شبيه قيفاووسی ها می باشد ولی دوره تناوب آنها کوتاه و بين 1/0 تا 2/1 روز است. اين متغيرها مستقل از دوره تناوبشان، قدر مطلق ثابتی دارند. دامنه تغييراتشان 2/0 تا ۲ قدر است. جالب اينکه گاهی اوقات می توان تغييرات آنها را در يک شب مطالعه کرد. متغیرهای RR- شلیاقی مستقل از اینکه دوره تناوب شان چقدر باشد، قدر مطلق حدود 5/0 دارند و از این رو می توان از آنها برای تعیین فاصله های نجومی استفاده کرد. این متغیرهای معمولاً در خوشه های ستاره ای کروی یافت می شوند.
• بلند دوره منظم(ميراگونه) : سر دسته اين متغيرها، ستاره اوميکرون- قيطس(ستاره ميرا یا شگفت اختر) است. دوره تناوب متغير های اين رده ۸۰ تا ١۰۰۰ روز و تغييرات درخشندگيشان بيش از 5/2 قدر می باشد. در واقع آنها ستارگان غول سردی هستند که دچار تپش شده اند. تپشها می توانند هم به صورت شعاعی و هم غير شعاعی باشند. شايد به دليل همين تپش هاست که برخی از آنها بيضوی هستند. اين ستاره ها جرمی در حدود جرم خورشيد دارند اما در اين دوران جرم قابل توجهی را از دست می دهند و باعث بوجود آمدن پوسته های پيرا ستاره ای بزرگی در اطراف خود می شوند. به دليل تغييرات زياد درخشندگی اين متغير ها، رصد آنها نسبتاً آسان است.
• RV- ثوری: این متغیرها، ستارگان ابرغول زردی هستند که در بیشینه درخشندگی از رده طیفی G یا F و در کمینه درخشندگی از رده طیفی K یا M هستند. دوره تناوب آنها 30 تا 150 روز و تغییرات شان بیش از 3 قدر است.
• دلتا-سپر(دلتا-اسکوتی): مهم¬ترین تفاوت این رده با نوع قیفاووسی در تپشهای غیرشعاعی است. این متغیرها نام خود را از ستاره‌ی سردسته شان، دلتا-سپر گرفته اند. این نوع از متغییرها از جمعیت I ستاره¬ها(ستاره های جوان) و دارای دوره تناوب بسیار کوتاه هستند. دوره تناوب آنها از 01/0 تا 2/0 روز می باشد. رده¬ی طیفی آنها عمدتاً بین A0 تا F5 و تغییرات قدر این نوع متغییرها بین 003/0 تا 9/0 قدر است.
• SX- ققنوس: این متغیرهای شبیه نوع دلتا-سپری هستند با این تفاوت که در ستاره های پیر(جمعیت ستاره ای II) رخ می دهند و در خوشه های کروی پیدا می شوند. تغییرات قدر آنها به 7/0 قدر نیز می رسد.
• نیمه منظم: این متغیرها، ستارگان غول قرمزی هستند که در دوره های غیرثابتی، تغییر درخشندگی دارند. دوره تغییر این ستارگان از 30 تا چند هزار روز می تواند باشد.
ادامه دارد....