آبجی
13th January 2010, 09:54 PM
تيمي از اخترشناسان حرفه اي با استفاده از رصد خانه فرو سرخ آريزونا (متشكل از سه تلسكوپ اپتيكي مرتبط)موفق شدند خورشيد را در چهار ميليارد سال آينده مجسم كنند، زماني كه خورشيد در آن هنگام تبديل به يك غول سرخ خواهد شد.
در واقع سه ابزار اپتيكي مرتبط به هم كار يك تداخل سنج بسيار بزرگ و مجهز را انجام مي دهند.اخترشناسان با استفاده از اين ابزار توانستند تعداد بسيار زيادي از ستارگان غول سرخ را مشاهده نمايند.يكي از نتايج مهم اين مشاهدات كشف اين نكته بود كه ستارگان غول سرخ داراي سطوح متفاوتي مي باشند،همچنين تعداد و محل لكه ها نيز در آن ها پراكنده مي باشد.
بيش از يك سوم ستارگان غول سرخ مشاهده شده از لحاظ درخشندگي سطح يكساني نداشتند، به عبارت ديگر در برخي نقاط از سطح آن ها لكه هايي ابر مانند ديده مي شد كه شايد قابل مقايسه با لكه هاي خورشيدي باشند. به عقيده دانشمندان عامل پديد آمدن اين لكه ها شايد ناشي از موج هاي تكان دهنده اي باشد كه توسط تپيدن ستاره ايجاد مي شود و يا با گذر يك سياره همدم از نزديكي ستاره پديد مي آيد.
سام راگلند كه مسئوليت اين پروژه را بر عهده داشته است در اين باره مي گويد:در اين روش با استفاده از سه تلسكوپ و روشي تداخل سنجي در عملي بي سابقه، داده هاي بسيار دقيق و ارزشمندي را پيرامون ستارگان غول سرخ در دور دست هاي كهكشان بدست آورديم.در حقيقت ما با اين كار به آينده خورشيد نگريسته ايم.باور عادي ما از ستارگان اين بوده است كه آنها بايد به صورت يك توپ گازي متقارن باشند.اما بيش از 30% از ستارگاني كه ما روي آن ها تحقيق و بررسي انجام داده ايم داراي شكلي نا متقارن و نا موزون مي باشند،اين موضوع حاكي از آن است كه اين ستارگان در مراحل پاياني عمر خود دچار دگرگوني شده اند.اين درست زماني است كه خورشيد تبديل به يك سحابي سياره نما خواهد شد.
از جمله مزاياي ديگر اين تحقيقات كه توسط راگلند و همكارانش صورت گرفت، اثبات اين موضوع بود كه با بكار گيري چند تلسكوپ اپتيكي مرتبط به جاي يك ابزار بزرگ، مي توان تصاويري با وضوح بسيار بالا حتي بسيار بهتر از موارد قبلي بدست آورد.در حال حاضر دانشمندان مشغول بررسي امكان به كار گيري پنج و يا حتي شش تلسكوپ فرو سرخ به طور مرتبط مي باشند.
پروفسور لي آن ويلسون از دانشگاه ايالتي آيوا كه مسئوليت ثبت و نگارش تحقيقات را بر عهده داشته است،مي گويد:استفاده از سه تلسكوپ گام بسيار بزرگي در زمينه رصد هاي اپتيكي مي باشد.زماني كه شما از چنين ابزارهايي استفاده مي كنيد،نه تنها مي توانيد اندازه يك ستاره را بيان كنيد، بله مي توانيد متقارن بودن و يا عدم تقارن آن را نيز تشخيص دهيد.اگر ما از تلسكوپ هاي بيشتري استفاده كنيم قادر خواهيم بود تا تصويري حقيقي از اين ستارگان بدست آوريم.
راگلند و ويلسون به طور مشترك از سازمان فضايي ناسا و فرانسه نتيجه تحقيقات خود را ارائه دادند كه توسط ژورنال اختر فيزيك نيز تاييد شده است.
تداخل سنج ها با تركيب نور هاي دريافتي سه تلسكوپ ،جزئيات بيشتري را به نمايش مي گذارند.مي توان اين گونه تصور كرد كه تلسكوپي به بزرگي فاصله سه تلكسوپ از يكديگر پديد مي آيد.در ستاره شناسي راديويي به دليل بلند بودن طول امواج راديويي گسيل شده (چند سانتي متر تا چند متر) نمايان ساختن تفاوت هاي بسيار ناچيز طول موج ها در زمان دخول نور در تلسكوپ هاي مختلف بسيار ساده است. در حالي كه تداخل سنجي فرو سرخ براي امواجي كه طول آن ها در حدود يك و نيم ميكرون و يا يك صدم ميليمتر است،كار را بسيار مشكل مي كند.(اين طول موج ها در مقايسه با طول موج هاي راديويي چيزي در حدود يك ميليون بار كوچك ترند).
در طول موج هاي كوتاه ثبات و پايداري استقرار ابزار نقش حياتي دارد،زيرا كوچكترين لرزشي كل سنجش ها را مختل مي كند.علاوه بر اين دانشمندان در اين پروژه تكنولوژي را نويني به كار بردند. آنها يك تراشه نيم اينچي يونيك(اپتيك يكپارچه براي جمع آوري پرتو هاي نور )*استفاده نمودند.اين تفاوت بارز اين تحقيق با ساير پژوهش هاي انجام شده بود كه در آن ها از تعداد زيادي آينه براي هدايت پرتو هاي پراكنده نور به يك گيرنده مركزي استفاده مي شد.
هدف اصلي راگلند تمركز بر روي ستاره هايي با جرم كم و متوسط بود. ستارگاني كه از سه چهارم تا سه برابر خورشيد جرم داشتند.اين ستارگان زماني كه به مراحل پاياني عمر خود (ميليون ها سال پيش)نزديك مي شدند، بسيار حجيم شده و شروع به سوزاندن هليوم مي كنند.در زمان فعاليت يك ستاره درخشندگي و گرماي آن از سوختن هيدروژن و تبديل شدن آن به هليوم حاصل مي شود.در مراحل پاياني اين ستارگان از هسته اي بسيار چگال از كربن و اكسيژن تشكيل شده اند كه توسط پوسته اي ضخيم احاطه مي شود.در يك چرخه مداوم هيدروژن به هليوم تبديل مي شود و هليوم به كربن و اكسيژن.در بيشتر اين نوع ستارگان چرخه تبديل هيدروژن به هليوم براي مدت صد هزار سال ادامه خواهد داشت و موجب درخشندگي ستاره مي گردد.در بسياري از موارد ستارگان دويست هزار سال پايان عمر خود را همچون يك ستاره متغيير مي گذرانند.ميزان درخشندگي اين ستارگان هر هشتاد تا هزار روز تغيير مي كند.اين گونه از ستارگان را ستاره نخستين نيز مي نامند.ستاره ميرا در صورت فلكي قيطس(نهنگ) نمونه اي بارز از يك ستاره متغيير است.
راگلند مي افزايد:يكي از دلايل علاقه من براي بررسي اين گونه از ستارگان،سرنوشت مشابه اي است كه خورشيد نيز در آينده دچار آن خواهد شد.
در همين زمان است كه ستارگان در اثر بادهاي بسيار عظيمي در سطح ،لايه هاي بيروني خود را از دست مي دهند.پس از آن سحابي سياره نمايي در حال گسترش پديد مي آيد كه كوتوله اي سفيد را در ميان خود نگاه مي دارد.هنگامي كه ستاره لايه هاي خود را به اطراف مي پراكند مانند يك سو پاپ شروع به تپيدن مي كند.زمان تپش هم ماهانه آغاز شده و به صورت سالانه ادامه مي يابد.راگلند و گروهش در اين پروژه توانستند سي و پنج ستاره متغيير(ميرا مانند)،هجده ستاره متغيير نيمه منظم و سه ستاره متغيير نامنظم را مشاهده و ثبت كنند.تمامي اين ستارگان در فاصله در حدود 1300 سال نوري از زمين قرار دارند.دوازده عدد از ستارگان متغيير (ميرا مانند) درخششي نا متقارن داشتند،اين در حالي است كه تنها سه عدد از ستارگان ستاره متغيير نيمه منظم و يك ستاره متغيير نامنظم چنين حالتي داشته اند.
راگلند در پايان افزود :دليل اين عدم تقارن در درخشندگي هنوز در پرده اي از ابهام قرار دارد.مدلي كه توسط ويلسون ارائه شده است بيان مي دارد كه وجود يك سياره همدم با اندازه اي در ابعاد مشتري شيار هايي در باد هاي ستاره اي پديد مي آورد.اين شيارها از لحاظ ظاهري باعث ايجاد شكلي نا متقارن مي شوند.گمان مي شود كه سياره اي در ابعاد زمين نيز در فاصله بسيار نزديك به ستاره ، قادر به ايجاد چنين شيار هايي مي باشد.اگر چه كه سياره اي چنان نزديك به يك غول سرخ پس از مدت كوتاهي توسط خود ستاره بلعيده مي شود.
تفاوت ميزان موادي كه توسط ستاره به بيرون رانده مي شوند نيز مي تواند به صورت ابر هايي متراكم(هم چگال) مانع از رسيدن نور بخشهايي از ستاره شود.
ويلسون مي افزايد:دليل اين موضوع هر چيزي كه هست،يك موضوع مهم را به ما يا آوري مي كند،نظريه اي كه در آن ستارگان به طور يكنواخت مي درخشند ،كاملا اشتباه است.ما بايد مدل هاي سه بعدي جديدي را ارائه نمايم.
Integrated-optics beam-combiner IONIC
منبع : Keck Observatory
در واقع سه ابزار اپتيكي مرتبط به هم كار يك تداخل سنج بسيار بزرگ و مجهز را انجام مي دهند.اخترشناسان با استفاده از اين ابزار توانستند تعداد بسيار زيادي از ستارگان غول سرخ را مشاهده نمايند.يكي از نتايج مهم اين مشاهدات كشف اين نكته بود كه ستارگان غول سرخ داراي سطوح متفاوتي مي باشند،همچنين تعداد و محل لكه ها نيز در آن ها پراكنده مي باشد.
بيش از يك سوم ستارگان غول سرخ مشاهده شده از لحاظ درخشندگي سطح يكساني نداشتند، به عبارت ديگر در برخي نقاط از سطح آن ها لكه هايي ابر مانند ديده مي شد كه شايد قابل مقايسه با لكه هاي خورشيدي باشند. به عقيده دانشمندان عامل پديد آمدن اين لكه ها شايد ناشي از موج هاي تكان دهنده اي باشد كه توسط تپيدن ستاره ايجاد مي شود و يا با گذر يك سياره همدم از نزديكي ستاره پديد مي آيد.
سام راگلند كه مسئوليت اين پروژه را بر عهده داشته است در اين باره مي گويد:در اين روش با استفاده از سه تلسكوپ و روشي تداخل سنجي در عملي بي سابقه، داده هاي بسيار دقيق و ارزشمندي را پيرامون ستارگان غول سرخ در دور دست هاي كهكشان بدست آورديم.در حقيقت ما با اين كار به آينده خورشيد نگريسته ايم.باور عادي ما از ستارگان اين بوده است كه آنها بايد به صورت يك توپ گازي متقارن باشند.اما بيش از 30% از ستارگاني كه ما روي آن ها تحقيق و بررسي انجام داده ايم داراي شكلي نا متقارن و نا موزون مي باشند،اين موضوع حاكي از آن است كه اين ستارگان در مراحل پاياني عمر خود دچار دگرگوني شده اند.اين درست زماني است كه خورشيد تبديل به يك سحابي سياره نما خواهد شد.
از جمله مزاياي ديگر اين تحقيقات كه توسط راگلند و همكارانش صورت گرفت، اثبات اين موضوع بود كه با بكار گيري چند تلسكوپ اپتيكي مرتبط به جاي يك ابزار بزرگ، مي توان تصاويري با وضوح بسيار بالا حتي بسيار بهتر از موارد قبلي بدست آورد.در حال حاضر دانشمندان مشغول بررسي امكان به كار گيري پنج و يا حتي شش تلسكوپ فرو سرخ به طور مرتبط مي باشند.
پروفسور لي آن ويلسون از دانشگاه ايالتي آيوا كه مسئوليت ثبت و نگارش تحقيقات را بر عهده داشته است،مي گويد:استفاده از سه تلسكوپ گام بسيار بزرگي در زمينه رصد هاي اپتيكي مي باشد.زماني كه شما از چنين ابزارهايي استفاده مي كنيد،نه تنها مي توانيد اندازه يك ستاره را بيان كنيد، بله مي توانيد متقارن بودن و يا عدم تقارن آن را نيز تشخيص دهيد.اگر ما از تلسكوپ هاي بيشتري استفاده كنيم قادر خواهيم بود تا تصويري حقيقي از اين ستارگان بدست آوريم.
راگلند و ويلسون به طور مشترك از سازمان فضايي ناسا و فرانسه نتيجه تحقيقات خود را ارائه دادند كه توسط ژورنال اختر فيزيك نيز تاييد شده است.
تداخل سنج ها با تركيب نور هاي دريافتي سه تلسكوپ ،جزئيات بيشتري را به نمايش مي گذارند.مي توان اين گونه تصور كرد كه تلسكوپي به بزرگي فاصله سه تلكسوپ از يكديگر پديد مي آيد.در ستاره شناسي راديويي به دليل بلند بودن طول امواج راديويي گسيل شده (چند سانتي متر تا چند متر) نمايان ساختن تفاوت هاي بسيار ناچيز طول موج ها در زمان دخول نور در تلسكوپ هاي مختلف بسيار ساده است. در حالي كه تداخل سنجي فرو سرخ براي امواجي كه طول آن ها در حدود يك و نيم ميكرون و يا يك صدم ميليمتر است،كار را بسيار مشكل مي كند.(اين طول موج ها در مقايسه با طول موج هاي راديويي چيزي در حدود يك ميليون بار كوچك ترند).
در طول موج هاي كوتاه ثبات و پايداري استقرار ابزار نقش حياتي دارد،زيرا كوچكترين لرزشي كل سنجش ها را مختل مي كند.علاوه بر اين دانشمندان در اين پروژه تكنولوژي را نويني به كار بردند. آنها يك تراشه نيم اينچي يونيك(اپتيك يكپارچه براي جمع آوري پرتو هاي نور )*استفاده نمودند.اين تفاوت بارز اين تحقيق با ساير پژوهش هاي انجام شده بود كه در آن ها از تعداد زيادي آينه براي هدايت پرتو هاي پراكنده نور به يك گيرنده مركزي استفاده مي شد.
هدف اصلي راگلند تمركز بر روي ستاره هايي با جرم كم و متوسط بود. ستارگاني كه از سه چهارم تا سه برابر خورشيد جرم داشتند.اين ستارگان زماني كه به مراحل پاياني عمر خود (ميليون ها سال پيش)نزديك مي شدند، بسيار حجيم شده و شروع به سوزاندن هليوم مي كنند.در زمان فعاليت يك ستاره درخشندگي و گرماي آن از سوختن هيدروژن و تبديل شدن آن به هليوم حاصل مي شود.در مراحل پاياني اين ستارگان از هسته اي بسيار چگال از كربن و اكسيژن تشكيل شده اند كه توسط پوسته اي ضخيم احاطه مي شود.در يك چرخه مداوم هيدروژن به هليوم تبديل مي شود و هليوم به كربن و اكسيژن.در بيشتر اين نوع ستارگان چرخه تبديل هيدروژن به هليوم براي مدت صد هزار سال ادامه خواهد داشت و موجب درخشندگي ستاره مي گردد.در بسياري از موارد ستارگان دويست هزار سال پايان عمر خود را همچون يك ستاره متغيير مي گذرانند.ميزان درخشندگي اين ستارگان هر هشتاد تا هزار روز تغيير مي كند.اين گونه از ستارگان را ستاره نخستين نيز مي نامند.ستاره ميرا در صورت فلكي قيطس(نهنگ) نمونه اي بارز از يك ستاره متغيير است.
راگلند مي افزايد:يكي از دلايل علاقه من براي بررسي اين گونه از ستارگان،سرنوشت مشابه اي است كه خورشيد نيز در آينده دچار آن خواهد شد.
در همين زمان است كه ستارگان در اثر بادهاي بسيار عظيمي در سطح ،لايه هاي بيروني خود را از دست مي دهند.پس از آن سحابي سياره نمايي در حال گسترش پديد مي آيد كه كوتوله اي سفيد را در ميان خود نگاه مي دارد.هنگامي كه ستاره لايه هاي خود را به اطراف مي پراكند مانند يك سو پاپ شروع به تپيدن مي كند.زمان تپش هم ماهانه آغاز شده و به صورت سالانه ادامه مي يابد.راگلند و گروهش در اين پروژه توانستند سي و پنج ستاره متغيير(ميرا مانند)،هجده ستاره متغيير نيمه منظم و سه ستاره متغيير نامنظم را مشاهده و ثبت كنند.تمامي اين ستارگان در فاصله در حدود 1300 سال نوري از زمين قرار دارند.دوازده عدد از ستارگان متغيير (ميرا مانند) درخششي نا متقارن داشتند،اين در حالي است كه تنها سه عدد از ستارگان ستاره متغيير نيمه منظم و يك ستاره متغيير نامنظم چنين حالتي داشته اند.
راگلند در پايان افزود :دليل اين عدم تقارن در درخشندگي هنوز در پرده اي از ابهام قرار دارد.مدلي كه توسط ويلسون ارائه شده است بيان مي دارد كه وجود يك سياره همدم با اندازه اي در ابعاد مشتري شيار هايي در باد هاي ستاره اي پديد مي آورد.اين شيارها از لحاظ ظاهري باعث ايجاد شكلي نا متقارن مي شوند.گمان مي شود كه سياره اي در ابعاد زمين نيز در فاصله بسيار نزديك به ستاره ، قادر به ايجاد چنين شيار هايي مي باشد.اگر چه كه سياره اي چنان نزديك به يك غول سرخ پس از مدت كوتاهي توسط خود ستاره بلعيده مي شود.
تفاوت ميزان موادي كه توسط ستاره به بيرون رانده مي شوند نيز مي تواند به صورت ابر هايي متراكم(هم چگال) مانع از رسيدن نور بخشهايي از ستاره شود.
ويلسون مي افزايد:دليل اين موضوع هر چيزي كه هست،يك موضوع مهم را به ما يا آوري مي كند،نظريه اي كه در آن ستارگان به طور يكنواخت مي درخشند ،كاملا اشتباه است.ما بايد مدل هاي سه بعدي جديدي را ارائه نمايم.
Integrated-optics beam-combiner IONIC
منبع : Keck Observatory