بزرگ ترین جمعیت ستارگان در کهکشان: کوتوله های قرمز

کوتوله های قرمز بزرگ ترین جمعیت ستارگان در کهکشان را تشکیل می دهند، اما این اجرام اغلب در سایه پنهان شده اند و برای مشاهده توسط چشم غیر مسلح از زمین بسیار مبهم و تاریک هستند. درخشش محدود این ستاره ها منجر به افزایش طول عمر آنها می شود، که بسیار بیشتر از عمر خورشید است.

واژه “کوتوله قرمز” تنها به یک نوع خاص از ستارگان دلالت نمی کند. این واژه غالبا برای سردترین اجرام، شامل کوتوله های نوع K و M که ستاره های واقعی هستند ــ و کوتوله های قهوه ای، که اغلب به عنوان “ستارگان ناموفق” از آنها یاد می شود – زیرا در هسته خود از سوخت هیدروژنی استفاده نمی کنند- نیز به کار برده می شود.

دانشمندان معتقدند از ۳۰ ستاره ی نزدیک به زمین ۲۰ ستاره، کوتوله های قرمز هستند. پروکسیما قنطورس، نزدیک ترین ستاره به زمین نیز یک کوتوله قرمز است.

شکل گیری و خصوصیات

کوتوله های قرمز مانند دیگر ستارگان رشته ی اصلی شکل می گیرند. در ابتدا، ابری از گرد و غبار و گاز توسط جاذبه کنار هم جمع شده و شروع به چرخش می کنند. پس از آن، مواد در مرکز انباشه شده و زمانی که به دمای بحرانی رسید، همجوشی آغاز می شود.

کوتوله های قرمز شامل کوچک ترین ستاره ها، که جرم آنها بین ۷٫۵% تا ۵۰% جرم خورشید است می شوند. اندازه ی کوچک این اجرام نشان می دهد که آنها در دماهای پایین تری (درحدود ۳۵۰۰ درجه سانتی گراد) می سوزند. دمای کمتر کوتوله های قرمز نیز نشان می دهد که این ستاره ها در فاصله ی دوری قرار دارند، بسیار دور تر از ستاره هایی مانند خورشید.

دمای پایین آنها همچنین به این معنی است که این ستاره ها منبع سوخت هیدروژن خود را با سرعت کمتری می سوزانند. در حالی که دیگر ستاره های عظیم تر قبل از رسیدن به پایان عمر خود، فقط هیدروژنی که در هسته ی خود دارند را می سوزانند، کوتوله های قرمز تمام هیدروژن خود، چه درون و چه بیرون از هسته را کاملا مصرف می کنند. این عمل طول عمر کوتوله های قرمز را به هزار میلیارد سال گسترش می دهد.

طبقه بندی کوتوله های قرمز

در بعضی مواقع دانشمندان به سختی کوتوله های قرمز را از کوتوله های قهوه ای تشخیص می دهند. کوتوله های قهوه ای سرد و کم نور هستند، و احتمالا به همان شکل کوتوله های قرمز تشکیل می شوند، اما کوتوله های قهوه ای به دلیل اندازه ی کوچکشان هرگز به نقطه ی همجوشی نمی رسند و بنابراین نمی توان آنها را به عنوان ستاره در نظر گرفت.

برای تشخیص کوتوله قرمز و قهوه ای دانشمندان دمای اتمسفر اجرام آسمانی را اندازه گیری می کنند. کوتوله های قهوه ای بدون سوخت سردتر از ۱۷۲۷ درجه سلسیوس هستند، در حالی که ستاره های با سوخت هیدروژن گرم تر از ۲۴۸۷ درجه سانتی گراد هستند. در دماهای بین این دو دما، یک ستاره می تواند به عنوان کوتوله قرمز یا کوتوله قهوه ای طبقه بندی شود.

کوتوله قهوه ای

تصویری فرضی از کوتوله قهوه ای

گاهی مواد شیمیایی موجود در جو اجرام می تواند سرنخ هایی از آنچه در قلب آن جرم اتفاق می افتد را آشکار سازد. طبق یافته ها، حضور مولکول هایی مانند متان یا آمونیاک، که فقط می توانند در دماهای پایین زنده بمانند،نشان می دهند که جرم مورد نظر یک کوتوله قهوه ای است. حضور لیتیوم در جو نیز نشان می دهد که این جرم یک کوتوله قهوه ای است نه یک ستاره ی واقعی.

میزبانی برای سیارات قابل سکونت

پس از ایجاد ستاره، مواد باقی مانده از آن در یک دیسک باعث تشکیل سیارات می شوند. بسیاری از کوتوله های قرمز با سیاراتی که آنها را احاطه کرده اند پیدا شده اند. از آنجا که کوتوله های قرمز کم نورتر از ستارگانی مانند خورشید هستند، برای جستجوی این اجرام، یافتن سیاراتی که ممکن است آنها را احاطه کرده باشند ساده تر است. به همین دلیل است که کوتوله های قرمز هدفی محبوب برای شکار سیارات هستند. تا کنون تلسکوپ فضایی کپلر ناسا (که در سال های ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۸ فعالیت می کرد) و ماهواره نقشه بردار فراخورشیدی گذران (TESS) بسیاری از کوتوله های قرمز را برای یافتن سیاره هایی مانند زمین مورد بررسی قرار داده اند.

تصویر فرضی از یک سیاره به دور کوتوله سرخ

تصویرسازی سیاره ای فرضی و قابل سکونت با دو ماه و در حال چرخش به دور یک ستاره کوتوله سرخ. طبق یافته های ستاره شناسان ۶ درصد از همه ی ستاره های کوتوله سرخ در محدوده قابل سکونت خود سیاره ای با اندازه ی شبیه به زمین دارند، که برای وجود آب مایع بر سطح سیاره به اندازه کافی گرم است. از آنجا که کوتوله های سرخ بسیار رایج هستند، بنابراین طبق آمارها نزدیک ترین سیاره ی شبیه به زمین باید تنها ۱۳ سال نوری از ما فاصله داشته باشد.

برای زمانی طولانی، دانشمندان گمان می کردند کوتوله های قرمز غیر قابل سکونت هستند. نور و گرمای محدود آنها به این معنی بود که منطقه قابل سکونت – یا منطقه ای که در آنجا آب مایع می تواند در سیارات اطراف کوتوله قرمز تشکیل شود – بسیار نزدیک به ستاره و در محدوده ی تشعشعات مضر ستاره خواهد بود. دیگر سیارات نیز ممکن است به ستاره قفل گرانشی شده و تنها یک سمت آنها به طور دائم به سمت خورشید باشد که باعث می شود یک طرف سیاره بسیار گرم و سمت دیگر بسیار سرد باشد.(قفل گرانشی زمانی به وجود می آید که در اثر نیروی جذر و مدی یک جرم آسمانی همیشه به سوی جرم دیگری رو کرده باشد.)

اما در سال ۲۰۱۶، یک سیاره به طور بالقوه قابل سکونت در اطراف پروکسیما قنطورس یافت شد. در سال ۲۰۱۷ نیز مشخص شد حداقل هفت سیاره با اندازه ی شبیه به زمین به دور کوتوله ی قرمز “تراپیست ۱” می چرخند. مطالعات بسیاری نشان می دهند حداقل بعضی از این سیارات می توانند از حیات پشتیبانی کنند.

پایان خط کوتوله های سرخ

کوتوله های قرمز کوچک ممکن است طول عمر طولانی داشته باشند، اما مانند همه ی ستاره های دیگر، آنها در نهایت منبع سوخت هیدروژنی خود را می سوزانند. زمانی که به این مرحله برسند، کوتوله های قرمز به کوتوله های سفید تبدیل خواهند شد ـ‌ ستاره های مرده ای که دیگر همجوشی در هسته ی آنها اتفاق نمی افتد. در نهایت، کوتوله های سفید نیز تمام حرارت خود را خارج کرده و تبدیل به کوتوله های سیاه خواهند شد.

اما بر خلاف خورشید، که در طول چند میلیارد سال به کوتوله سفید تبدیل خواهد شد، هزاران میلیارد سال طول می کشد تا کوتوله های سرخ سوخت شان را مصرف کنند. این زمان به طور قابل توجهی طولانی تر از سن جهان، که کمتر از ۱۴ میلیارد سال است، می باشد. کوتوله های سرخ ممکن است کمی مبهم و تاریک باشند، اما مانند لاک پشت ها، به آرامی و به طور حتم برنده ی مسابقه ی بقا در جهان خواهند بود.

بیشتر بخوانید:

ستاره سهیل، دومین ستاره درخشان آسمان شب

سیاهچاله چیست؟ شکل و انواع سیاهچاله ها

کوتوله سفید

منبع مقاله: www.space.com

مترجم: لیلا رضایی

اندیشمندان جوان شباهنگ

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *