ستارگان :
ستارگان گویهای بزرگی از گاز بسیار گرم هستند که بواسطه نورشان میدرخشند.
در سطح دمای آنها هزاران درجه است و در داخل دمایشان بسیار بیشتر است. در این دماها ماده نمیتواند به صورتهای جامد یا مایع وجود داشته باشد. گازهایی که ستارگان را تشکیل میدهند بسیار غلیظتر از گازهایی هستند که معمولا بر سطح زمین وجود دارند. چگالی فوق العاده زیاد آنها در نتیجه فشارهای عظیمی است که در درون آنها وجود دارد. ستارگان در فضا حرکت میکنند، اما حرکت آنها به آسانی مشهود نیست. در یک سال هیچ تغییری را در وضعیت نسبی آنها نمیتوان ردیابی کرد، حتی در هزار سال نیز حرکت قابل ملاحظهای در آنها مشهود نمیافتد.
این ثبات ظاهری در نتیجه فاصله عظیمی است که میان ما و آنها وجود دارد. با این فواصل چندین هزار سال طول خواهد کشید تا تغییر قابل ملاحظهای در نقش ستارگان پدید آید. این ثبات ظاهری مکان ستارگان موجب شده است که نام متداول (ثوابت) به آنها اطلاق شود. اختر فیزیکدانان بر این باورند که در بعضی کهکشانها ، از جمله کهکشان راه شیری ، ستارگان نوزاد بسیاری در حال تولد هستند، افزون بر آن که پژوهشگران اظهار میدارند تکامل ، تخریب و محصول نهایی یک ستاره ، به جرم آن بستگی دارد. در واقع سرنوشت نهایی ستاره که تا چه مرحلهای از پیشرفت خواهد رسید با جرم ستاره ارتباط مستقیم دارد.
بطور کلی ستارگان دارای مراحل مختلف جنینی ، کودکی و جوانی و پیری هستند. پس از اکتشاف برابری جرم و انرژی توسط انیشتین ، دانشمندان تشخیص دادند، که کلیه ستارگان باید تغییر و تحول یابند. هر ستاره هنگامی که نور (انرژی) پخش میکند، مقداری از ماده خویش را مصرف میکند. ستارگان همیشگی نیستند، روزی به دنیا آمدهاند و روزی هم از دنیا خواهند رفت.
ستارگان کره های سوزانی از گاز می باشند که بر خلاف سیارات خود منبع نورند.انرژی ستارگان ناشی از واکنشهای هستهای است. ماده اصلی تشکیل دهنده بیشتر ستارگان هیدروژن است. هیدروژن موجود در ستارگان طی فرآیند همجوشی هستهای به هلیوم تبدیل میشود و در حین این واکنش گرما و نور بسیار زیادی تابش مییابد.هر ستاره دارای دوره عمر میباشد که بسته به نوع ستاره متفاوت است. ستارگان حجیم با نور بیشتر و حرارت زیاد عمر کوتاهتری نسبت به ستارگان کم نور و کوچک دارند. پایان عمر هر ستاره بستگی به میزان ذخیره هیدروژن در آن دارد. زمانی که هیدروژن درون ستارهای پایان یابد هلیوم تبدیل به سوخت اصلی میشود و میسوزد. سوختن هلیوم سبب ایجاد گرمای بسیار زیادی میشود که تا آن زمان در ستاره پیش نیامده بودهاست. این گرمای زیاد سبب انبساط ستاره میشود و حجم آن را چند برابر میکند. مثلاً اگر زمانی خورشید شروع به سوزاندن هلیوم کند آنقدر انبساط مییابد که زمین در حجم زیاد آن محو میشود! این انبساط تا سر حد مریخ ادامه پیدا کرده و سپس متوقف میشود. مرحلهٔ بعدی بستگی به نوع ستاره دارد. ستارگان عظیم پس از این مرحله آنقدر انبساط یافتهاند که دیگر نمیتواند جاذبهای روی سطوح بیرونی خود داشته باشند. پس از آن این ستارگان منفجر شده و تبدیل به نواختر میگردند. هرچه ستاره بزرگتر میزان نواختر بزرگتر. غولها تبدیل به ابرنواختر میگردند. پس از آن این ستارهها بسته به نوع نواختر ادامه عمر میدهند. نواختران معمولی تبدیل به کوتوله شده و عمری طولانی را آغاز میکنند. اما ابر نواختران در خود فرو میریزند و ستارگان بسیار کوچک و حجیمی به نام ستارگان نوترونی بوجود میآورند.این ستارگان عمر طولانی دیگری در پیش خواهند داشت. بعد از آن کوتولهها یا کوتولههای سفید تبدیل به کوتوله سیاه شده و تا آخرجهان زندگی خواهد کرد.
مقیاس قدری :
همه ستارگان به شش طبقه روشنایی که قدر نامیده میشود، تقسیم شدهاند. روشنترین ستارگان دارای قدر اول و کم نورترین ستارگان که توسط چشم غیر مسلح قابل روءیت بودند به عنوان ستارگان قدر ششم و بقیه ستارگان دارای قدرهای بین 16 - 1 هستند. قدر یک ستاره عبارت است از: سنجش لگاریتمی از روشنایی ستارگان ، اگر قدر یک ستاره را با m نمایش دهیم، داریم:
(قدر ظاهری) logL + Cte = m 2.5-
که مقدار ثابت Cte همان صفر مقیاس قدری است.
روشنایی ستاره :
مقدار انرژی تابیده شده از ستاره به واحد سطح زمین را روشنایی یک ستاره مینامند. مقدار ثابت (صفر مقدار قدری) را طوری انتخاب میکنند که قدر ستاره α چنگ رومی (Vega) برابر صفر شود. علامت منفی در فرمول نشان میدهد که قدر روشنایی ستاره بالا باشد، دارای قدر پایین خواهد بود.
رنگ ستارگان :
هر وسیلهای که برای آشکارسازی نور بکار میرود دارای حساسیت طیفی است. مثل چشم انسان که اولین وسیلهای است برای آشکارسازی نور و حساسیت چشم برای نورهای مختلف یکسان نیست. هر وسیله دیگری هم که برای اندازه گیری نور بکار میرود مثل فیلمهای عکاسی برای نورهای با طول موجهای متفاوت ، دارای حساسیت یکسان نیست. پس روشنایی یک جسم بستگی به نوع وسیله اندازه گیری شده دارد. بر این اساس قدرهای مختلفی داریم، که یکی از آنها قدر دیدگانی و دیگری قدر عکسبرداری میباشد.
اندازه گیری دمای ستارگان :
در مورد ستارگان امکان اندازه گیری دمای جنبشی (دمایی که توسط دماسنج اندازه گیری میشود) وجود ندارد. زیرا نمیتوانیم ترمومتر را در قسمتهای مختلف ستاره قرار داده و این دما را اندازه گیری کنیم. از طرفی لایههای مختلف ستاره دارای دماهای مساوی هستند و هر چه از لایههای خارجی به طرف لایههای داخلی حرکت کنیم دما افزایش مییابد. بنابراین تعریف دمای منحصر به فردی که مربوط به هر لایه از ستاره باشد غیر ممکن است.
اندازه گیری فراوانی عناصر در ستارگان :
در حالت کلی مشاهده خطوط طیفی مربوط به یک عنصر در طیف یک ستاره دلیل بر وجود آن عنصر در اتمسفر این ستاره است و برعکس این ممکن نیست. یعنی عدم حضور خطوط طیفی یک عنصر در طیف یک ستاره دلالت بر عدم وجود آن عنصر در اتمسفر ستاره را ندارد، زیرا علاوه بر حضور یک عنصر لازم است، شرایط فیزیکی (دما و فشار) برای تشکیل خطوط طیفی آن عنصر برقرار باشد، تا بتوانیم خطوط طیفی آن عنصر را مشاهده کنیم. با توجه به اینکه شدت خطوط جذبی بستگی به فراوانی آن عنصر دارد، بنابراین میتوانیم از روی شدت خطوط طیفی ، فراوانی عناصر را در ستارگان تعیین کنیم.
منابع انرژی ستارگان :
برای هر ستارهای سه منبع انرژی را میتوان نام برد که عبارتند از:
انرژی پتانسیل گرانشی :
میتوان فرض کرد که خورشید یا ستارگان در حال تراکم تدریجی هستند و بدین وسیله انرژی پتانسیل گرانشی خود را بصورت انرژی الکترومغناطیسی به محیط اطراف تابش میکنند.
انرژی حرارتی :
میتوان فرض کرد که ستارگان و خورشید اجرام بسیار داغ آفریده شدهاند و با تابش خود به محیط اطراف در حال سرد شدن هستند.
انرژی هستهای :
می توان فرض کرد که در ستارگان هستههای سبکتر همجوشی کرده و انرژی آزاد شده در این همجوشی منبع انرژی ستارگان را تأمین میکند، یا میتوان فرض کرد که در ستارگان هستههای سنگینتر از طریق واپاشی به هستههای سبکتر تبدیل شده و انرژی آزاد شده از این واپاشیها انرژی ستارگان را تأمین میکند.
مرگ ستارگان :
سه طریق برای مرگ ستارگان وجود دارد. ستارگانی که جرم آنها کمتر از 1.4 برابر جرم خورشید است. این ستارگان در نهایت به کوتولههای سفید تبدیل میشوند. ستارگانی که جرم آنها بیشتر از 1.4 برابر جرم خورشید است، در نهایت به ستارگان نوترونی و به سیاه چالهها تبدیل خواهند شد. دیر یا زود سوخت هسته ای ستارگان به پایان رسیده و در این صورت ستاره با تراکم خود انرژی گرانشی غالب آمده و این تراکم (رمبش) تا تبدیل شدن الکترونهای آزاد ستاره به الکترونهای دژنره ادامه پیدا میکند، که در این صورت ستاره به یک ستاره کوتوله سفید تبدیل شده است. برخی از ستارگان از طریق انفجارهای ابرنواختری به ستارگان نوترونی تبدیل میشوند. ستارگانی که بیشتر از 1.4 و کمتر از سه برابر جرم خورشید دارند، به ستاره نوترونی تبدیل شده و آنهایی بیشتر از سه برابر جرم خورشید دارند، عاقبت به سیاه چاله تبدیل میشوند. سیاه چاله آخرین مرحله مرگ ستاره میباشد.
