up
Search      menu
ستاره شناسی :: مقاله متغيرهاي قيفاووسي PDF
QR code - متغيرهاي قيفاووسي

متغيرهاي قيفاووسي

مقدمه
مي‌توان گفت که متغيرهاي قيفاووسي مهمترين ستارگان تپنده‌‌اي هستند که تغيير پذيري زياد و واضحتري را نشان مي‌دهند. متغيرهاي قيفاووسي ، که نام خود را از ستاره دلتا قيفاووسي گرفته‌اند، رده‌اي از اجرام آسماني را در بر مي‌گيرند که در نوار ناپايداري نمودار رنگ - قدر ، بالاتر از قدر مطلق حدود 1- هستند. اکثريت ستارگاني که در اين بخش نمودار يافت مي‌شوند، متغيرهاي قيفاووسي هستند. از اين رو ، هر ستاره به اندازه کافي پر جرم ، که در بخش نوراني نمودارقدر - رنگ جا مي‌گيرد، سرانجام از نوار ناپايداري گذر خواهد کرد و دست کم در دوره‌اي کوتاه پس از رشته اصلي ، به متغير قيفاووسي تبديل خواهد شد.
دسته مهمي از ستارگان که تپشهاي منظم از خود نشان مي‌دهند، به متغيرهاي قيفاووسي معروفند. اين ستارگان ، نقش حساس و قاطعي در تعيين اندازه گيري فواصل در ستاره شناسي کوچک از مرتبه چند هزار سال نوري و نخستين مرحله اندازه گيري يک فاصله واقعا بزرگ که مربوط به کهکشان M31 است. اگر قيفاووسيها وجود نمي‌داشتند، قطعا راه ديگري براي پل زدن پيدا شده بود، اما دقت آن نمي‌توانست با دقت روش متغيرهاي قيفاووسي برابري کند.
منحنيهاي نور
ترسيم نورانيت يک متغير قيفاووسي در طول چرخه کامل تغييرات آن ، منحني نور ناميده مي‌شود. در مدت هزاران سالي که ستاره در فاز قيفاووسي مي‌ماند، منحني نور بارها تکرار مي‌شود و شکل آن تقريبا در تمام چرخه‌ها يکسان است. در منحني نور ، معمولا يک افزايش سريع نورانيت به طرف ماکزيمم و سپس کاهش تدريجي آن را به طرف مينيمم مي‌بينيم، ولي در تعدادي از قيفاووسيها ، منحنيهاي نور تقريبا بطور کامل متقاون هستند.
منحنيهاي سرعت
به موازات تغيير نورانيت قيفاووسي ، سرعت شعاعي آن نيز در طول چرخه و درست با همان دوره تناوب تغيير مي‌کند. هنگامي که ستاره اندازه تقريبا متوسطي دارد، سرعتش حداکثر است و هنگامي که اندازه ستاره ماکزيمم يا مينيمم است سرعت به صفر مي‌رسد (نسبت به مرکز ستاره ، که ممکن است سرعت ثابتي نسبت به خورشيد داشته باشد). اين مطلب را مي‌توان از چگونگي تپيدن ستاره در طول يک چرخه درک کرد. هنگامي که ستاره منقبض مي‌شود، انتقال به طرف قرمز زياد آن حاکي از اين است که قسمت اعظم سطح ستاره که از زمين ديده مي‌شود، در حال دور شدن است.
با رسيدن ستاره به اندازه مينيمم ، انتقال به طرف قرمز در آن ديده نمي‌شود، زيرا در چنين نقطه‌اي ، حرکت جو ستاره نسبت به مرکز آن متوقف مي‌شود. در اين موقع ستاره به نورانيت مينيمم نزديک مي‌شود، زيرا اندازه آن نيز مينيمم است. پس از اين حالت ، ستاره انبساط خود را آغاز مي‌کند و انتقال به طرف آبي از خود نشان مي‌دهد. سرانجام گرانش انبساط را متوقف مي‌سازد، و اين در حالتي است که ستاره به اندازه و نورانيت ماکزيمم رسيده است. دوباره ، در اين نقطه ، سرعت ستاره نسبت به مرکز آن صفر مي‌شود و ديگر انتقالي حاکي از سرعت شعاعي ستاره به چشم نمي‌خورد. به موازات انقباض مجدد ستاره ، انتقال به طرف قرمز و کاهش نورانيت ظاهر شده و چرخه تکرار مي‌شود.
دوره تناوب و درخشندگي
معلوم شده است که دوره تناوب متغيرهاي قيفاووسي در گستره‌اي از حدود يک روز تا 150 روز است. تعداد قيفاووسيهاي بلند دوره بسيار کم است. درخشندگيهاي قيفاووسيها نيز گستره وسيعي ، از قدر مطلق 7- يا 8- در نورانيترين حالت تا 1- در کم نورترين حالت ، دارد. در طول چرخه تغييرات ، درخشندگي با عامل 2 يا 3 تغيير مي‌کند؛ يعني ستاره مي‌تواند در حالت ماکزيمم ، 100% يا بيشتر ، نورانيتر از حالت مينيمم باشد. در برخي از قيفاووسيها تغيير دامنه نورانيت تنها حدئود 20% است، اما مقدار رايج تغيير دامنه از مرتبه 50% است. اختلاف قدر ، که دامنه ناميده مي‌شود، مي‌تواند گستره‌اي از حدود 0.2 تا 2.0 قدر داشته باشد. (يادآوري اين نکته سودمند است که اختلاف 0.75 در قدر متناظر با دو برابر شدن نورانيت است).
رابطه دوره تناوب درخشندگي و تابندگي ذاتي آنها
در سال 1914 ، اخترشناسي به نام هنريتا ليويت که در رصدخانه کالج هاروارد کار مي‌کرد، به اکتشاف مهمي درباره متغيرهاي قيفاووسي نائل شد. او مشغول بررسي صفحه‌هاي عکاسي بود که از ابرهاي ماژلان ، دو کهکشان همسايه راه شيري که در آسمان نيمکره جنوبي ديده مي‌شوند، گرفته شده بودند. خانم ليويت ، در اين کهکشانها چند صد ستاره متغير کشف کرد و تعداد زيادي صفحه عکاسي را ، که در زمانهاي مختلف از آنها تهيه شده بود، براي تعيين ويژگيها ، منحنيهاي نور ، دوره تناوب و قدر آنها بکار برد. او در روند اين بررسيها ، همبستگي استواري ميان دوره تناوب و درخشندگيهاي متغيرهاي قيفاووسي کشف کرد.
قيفاووسيهاي کوتاه دوره ، همگي کم نور ، ولي در مقايسه ، قيفاووسيهاي بلند دوره نوراني بودند. هنگامي که ليويت داده‌هايي را که يافته بود به صورت نمودار ترسيم کرد، بدست آورد. اين همبستگي ، که رابطه دوره تناوب درخشندگي ناميده مي‌شود، تا آن زمان ناشناخته بود، زيرا مشکلاتي در تعيين فاصله دقيق قيفاووسيهاي کهکشان راه شيري وجود داشت. هيچ يک از قيفاووسيها بدان اندازه نزديک نيستند که بتوان اختلاف منظر آنها را به دقت تعيين کرد؛ از طرف ديگر ، تا آن موقع روشهاي ديگري براي اندازه‌گيري فاصله‌هاي دور دست هنوز تکميل نشده بود. از اين رو ، خانم ليويت يکه تاز اين عرصه بود تا کشف خود را انجام دهد. از آنجا که تمام قيفاووسيهاي ابرهاي ماژلان تقريبا فاصله‌ يکسان با زمين دارند، کار خانم ليويت نيز بي دردسر بود. حتي لازم نبود که فاصله تک تک آنها را بدست آورد تا همبستگي ميان فاصله و دوره تناوب را کشف کند. چرا که با يکسان بودن فاصله‌ها ، تنها با ترسيم نمودار قدر ظاهري و دوره تناوب نيز مي‌شد نتيجه لازم را گرفت.
رابطه دوره تناوب - درخشندگي به مهمترين ابزار در سنجش فاصله‌هاي ستاره‌اي تبديل شده است. اين رابطه ، درجه‌بندي اساسي فواصل کهکشانهاي نزديک را ميسر مي‌سازد و مبناي درجه‌بندي مقياس فاصله نا اجرام بسيار دور دست را تشکيل مي‌دهند. اين رابطه را مي‌توان در هر جا که متغير قيفاووسي يافت مي‌شود بکار برد، زيرا تنها چيزهايي که بايد اندازه‌گيري شود، دوره تناوب قيفاووسي و قدر ظاهري آن است. درجه‌بندي رابطه دوره تناوب - درخشندگي ، در آغاز ، بسيار مشکل بود و به روشهاي مختلف و غير مستقيم انجام مي‌شود. در سال 1952 ، اخترشناسان دريافتند که تمام درجه بنديهايي که تا آن زمان انجام گرفته، نادرست است. پس از آن ، در سالهاي دهه 1950 ، با روشي بسيار دذقيق ، يعني تطبيق با رشته اصلي ، تمام محاسبات از نو صورت گرفت. متغيرهاي قيفاووسي خوشه‌هاي باز در بخش نزديک کهکشان ما براي تنظيم رابطه قدر مطلق - دوره تناوب بکار گرفته شدند، زيرا فاصله‌هاي آنها به کمک تنظيم رشته اصلي براي خوشه ، به دقت قابل تعيين بود.
با چنين درجه‌بندي ، رابطه دوره تناوب - درخشندگي حاصل شد. در اين نمودار ، زمان تناوب بر حسب قدر مطلق ترسيم شده است. اگر در هر کجاي جهان ، يک متغير قيفاووسي بيابيم و دوره تناوب و ميانگين قدر آن را تعيين کنيم، يافتن فاصله آن مستقيما از روي نمودار به آساني امکان پذير است. صرفا ، از روي دوره تناوب مي‌توان قدر مطلق قيفاووسي را از نمودار بدست آورد و سپس با انجام مقايسه‌اي ميان قدر ظاهري اندازه‌گيري شده و قدر مطلق ، فاصله را يافت. براي مثال ، يک متغير قيفاووسي در کهکشاني ديگر داراي دوره تناوب 10 روز و قدر ظاهري آبي 21.5 است. از روي نمودار مي‌دانيم که قدر مطلق آن مي‌بايد 3.5- باشد.
اين بدان معناست که تفاوت ميان قدر مطلق و قدر ظاهري اين قيفاووسي برابر است با 25 = 3.5 + 21.5. اختلاف ميان اين دو قدر با عامل 25 به معني اختلاف ميان درخشندگي با عامل 10 ميليارد (1010) است. با ياد آوري اينکه قدرمطلق يک جسم به عنوان قدرظاهري آن در فاصله 10 پارسکي تعريف مي‌شود، مي‌توان گفت که اگر اين قيفاووسي 10 پارسک دورتر بود، 10 ميليرد بار کم نورتر ديده مي‌شد. نورانيت يک جسم با عکس مربع فاصله آن تغيير مي‌کند. از اين رو ، فاصله قيفاووسي مي‌بايد به اندازه 510 بار بيشتر از 10 پارسک ، يعني 610 پارسک باشد. اين فاصله ، يعني يک ميليون پارسک ، دورترين فاصله‌اي است که در آن مي‌توان متغيرهاي قيفاووسي را بزرگترين تلسکوپهاي روي زمين بخوبي مطالعه کرد.
ستاره ميرا
در مدت وقوع يک تپش، شعاع قيفاووسي حدودا 10 درصد تغيير مي‌کند، اين مقدار ، به حد قابل ملاحظه‌اي کمتر از حوزه نوسان انواع مشخص ديگري از ستارگان متغير است. مثلا ستاره ميرا که تپشهاي نامنظمي دارد، حدود 20 درصد تغيير مي‌کند. نور مرئي که بوسيله ميرا گسيل مي‌شود، در خلال يک چرخه آن بطور فوق العاده‌اي تغيير مي‌کند. ستاره ميرا در درخشنده‌ترين وضعيت خود ، به صورت يک ستاره قرمز از قدر دوم ظاهر مي‌شود؛ اما در کم نورترين وضعيت خود ، شگفت آور بود، ستاره‌اي که بطور منظم ، هر يازده ماه يکبار ظاهر و مجددا ناپديد مي‌‌‌شد! شناخته شده بود، نشان مي‌دهد آنها با چه دقتي آسمانها را نظاره مي‌کردند.

بيش از چهارصد سال پيش هنگامي که يک منجم آماتور هلندي به نام« ديويد فابريسيوس» در حال جستجوي عطارد بود، متوجه ستاره پرنوري شد. او رصد خود را از۳ تا ۲۱ ...

نگاهي به روش هاي تعيين فاصله ستارگان . . . تماشاي تک تک ستارگان در شب ما را ترغيب مي کند که بدانيم اين ستاره هاي غول پيکر که به سبب فاصله زيادشان، از ...

ستارگان اجرامي هستند آسماني که داراي منبع انرژي بوده (به سه صورت انرژي گرانشي ، حرارتي و هسته اي) و اين انرژي را با تابش خود بصورت امواج الکترومغناطيس ...

در فاصله اي حدود ۲۰۰۰۰۰ سال نوري از کهکشان ما دو کهکشان کوچک به نام ابر ماژلاني وجود دارند. اين دو کهکشان با جرياني از گاز به هم الحاق مي يابند. از سو ...

کهکشان آندرومدا يکي از نزديکترين کهکشان ها به کهکشان راه شيري است. اين کهکشان همچنين تنها کهکشاني است که با چشم غير مسلح در نيمکره شمالي زمين ديده مي ...

دانلود نسخه PDF - متغيرهاي قيفاووسي