نتایج تحقیقات جالب درباره رنگ اصلی ستاره‌ها

«تابناک با تو» - ستاره‌ها در اندازه ها، اشکال و حتی رنگ‌های مختلف وجود دارند. رنگ ستاره می‌تواند اطلاعات مختلفی را درباره آن آشکار کند.

ستاره‌ها از اجرام آسمانی جذاب محسوب شده که دارای نور و انرژی گرمایی هستند. آن‌ها کیلومتر‌ها دورتر از ما قرار دارند، اما همچنان می‌توانیم از چشمک زدنشان در آسمان لذت ببریم. ستاره‌ها در اندازه ها، اشکال و حتی رنگ‌های مختلف وجود دارند. رنگ ستاره می‌تواند اطلاعات مختلفی را درباره آن آشکار کند.

رنگ ستاره تا حد زیادی تحت تاثیر دمای آن قرار دارد، اگرچه چند عامل تاثیرگذار دیگر نیز وجود دارند که از آن جمله می‌توان به طول موج، عناصر اتمسفری، فاصله تا زمین و سن ستاره اشاره کرد.

چرا ستاره‌ها رنگ‌های متفاوتی دارند؟

صد‌ها سال است که دانشمندان بسیاری مجذوب کهکشان راه شیری شده اند. افراد بسیاری بر این باور بودند که ستاره‌هایی که در آسمان می‌بینیم، سفید هستند، زیرا این رنگی است که بیشتر به چشم ما می‌آید.

اما ستاره‌ها می‌توانند به رنگ‌های مختلف باشند که موارد زیر از آن جمله اند:

- قرمز

- نارنجی

- زرد

- سفید

- آبی

دانشمندان می‌توانند با استفاده از تجهیزات حساس مورد استفاده در تلسکوپ، رنگ یک ستاره را مشاهده و تعیین کنند. این به عنوان آنالیز طیفی شناخته می‌شود که دانشمندان را قادر می‌سازد تا رنگ ستاره و عناصری که از آن‌ها ساخته شده است را تعیین کنند.

عامل اصلی تعیین کننده رنگ یک ستاره دمای آن است. عوامل دیگری نیز با رنگ ستاره در ارتباط هستند که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

- نور

- طول موج

- سن

- عناصر تشکیل دهنده

- فاصله از زمین

دما و تاثیر آن بر رنگ یک ستاره

ستاره‌ها دارای دما‌های متفاوتی هستند. رنگ یک ستاره می‌تواند با استفاده از قانون وین (Wien’s Law) تعیین شود که به تابش جسم سیاه می‌پردازد. این به رابطه بین دمای یک جسم و توانایی آن در انتشار تابش الکترومغناطیسی اشاره دارد. یک جسم سیاه می‌تواند تشعشعاتی را که با آن در تماس است را به جای بازتابش، جذب کند.

ما می‌توانیم گرم یا سرد بودن یک ستاره را بر اساس رنگ آن تعیین کنیم. ستاره‌هایی با دمای سردتر انرژی را در فروسرخ ساطع می‌کنند و رنگ‌های قرمز را در طیف رنگی ایجاد می‌کنند.

این در شرایطی است که ستاره‌هایی با دمای داغ‌تر، انرژی را در فرابنفش ساطع کرده و رنگ‌های آبی و سفید را در طیف رنگی ایجاد می‌کنند.

از سردترین دما تا داغ‌ترین، رنگ‌های مختلف ستاره‌ها به صورت قرمز، نارنجی، زرد، سفید و آبی ظاهر می‌شوند.

سامانه طبقه بندی کنونی از حروف O، B، A، F، G، K، M برای مرتب کردن ستاره‌ها از داغ‌ترین به سردترین استفاده می‌کند. به طور کلی، هفت کلاس طیفی وجود دارد:

کلاس O (آبی): این‌ها ستاره‌هایی بسیار داغ با دمای سطحی بالای ۳۰۰۰۰ کلوین هستند.

کلاس B (گرادیان بین آبی و سفید): در این گروه، دمای سطح ستاره‌ها بین ۳۰۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ کلوین است.

کلاس A (سفید): دمای سطحی بین ۱۰۰۰۰ تا ۷۵۰۰ کلوین است.

کلاس F (گرادیان بین سفید و زرد): دمای سطحی این ستاره‌ها بین ۷۵۰۰ تا ۶۰۰۰ کلوین است.

کلاس G (زرد): دمای سطحی بین ۶۰۰۰ تا ۵۰۰۰ کلوین است. این کلاس شامل خورشید ما می‌شود.

کلاس K (نارنجی): این گروه از ستاره‌ها دارای دمای سطحی بین ۵۰۰۰ تا ۳۵۰۰ کلوین هستند.

کلاس M (قرمز): با دمای سطحی کمتر از ۳۵۰۰ کلوین، ستاره‌های این کلاس سردترین هستند.

در ادامه با برخی عوامل دیگر که می‌توانند بر رنگ ستاره‌ها تاثیرگذار باشند، بیشتر آشنا می‌شویم.

طول موج و تاثیر آن بر رنگ یک ستاره

انواع مختلف نور دارای طول موج‌های متفاوتی هستند. همانطور که ستاره‌ها و سیاره‌ها مورد مطالعه قرار گرفتند، دانشمندان دریافتند که نور با توجه به طول موج آن در سایه‌های مختلف رنگ دیده می‌شود.

طول موج یک ستاره می‌تواند بر اساس دمای آن تغییر کند و می‌دانیم که دمای یک ستاره بر رنگ آن تاثیر می‌گذارد.

داغ‌ترین ستاره‌ها دارای رنگ آبی و طول موج کوتاه نور هستند، در شرایطی که سردترین ستاره‌ها به رنگ قرمز با طول موج بلند هستند.

توجه به این نکته مهم است که ستاره‌ها نه تنها نوری با یک طول موج، بلکه دامنه‌ای از نور با طول موج‌های مختلف ساطع می‌کنند. طول موجی که یک ستاره بیشترین نور خود را ارسال می‌کند، حداکثر طول موج آن در منحنی پلانک خواهد بود و این رنگ واقعی ستاره را تعیین می‌کند.

عناصر موجود در اتمسفر و تاثیر آن بر رنگ یک ستاره

ستاره‌ها دارای عناصر مختلفی در اتمسفر خود هستند و این می‌تواند بر رنگ ستاره‌ای که مشاهده می‌کنیم، تاثیرگذار باشد. وقتی این عناصر گرم می‌شوند می‌توانند طول موج نور را تغییر دهند. این ممکن است توضیح دهد که چرا ستاره‌ها رنگ‌های متفاوتی دارند.

این عناصر شامل عناصر اصلی تشکیل دهنده ستاره مانند هیدروژن و هلیوم و همچنین موارد نادرتر موجود در آن می‌شوند.

سن و تاثیر آن بر رنگ یک ستاره

رنگ یک ستاره می‌تواند به بررسی سن و طول عمر آن کمک کند. ستاره‌های جوان‌تر در مقایسه با ستاره‌های پیرتر رنگ‌های متفاوتی از خود ساطع می‌کنند.

طبقه بندی ستاره‌ای می‌تواند به تعیین سن یک ستاره، چه جوان، میانسال، یا نزدیک به مرگ و همچنین طول عمر آن کمک کند. انواع مختلفی از طبقه بندی‌های ستاره‌ای وجود دارند که می‌تواند برای تعیین این مورد استفاده شوند از جمله نمودار هرتسپرونگ-راسل (Hertzsprung-Russell diagram).

همانطور که سن ستاره‌ها افزایش می‌یابد، آن‌ها عناصر مختلفی تولید می‌کنند که در دما‌های مختلف می‌سوزند و بر رنگ آن‌ها تاثیر می‌گذارد.

یک ستاره جوان آبی رنگ خواهد بود و در نتیجه سوختن با شدت زیاد و سریع‌تر هیدروژن و تشکیل هلیوم، بسیار داغ‌تر است. ستاره‌های آبی با توجه به این که مواد شیمیایی خود را با سرعت بیشتری می‌سوزانند، عمر طولانی ندارند.

ستاره‌های قرمز بسیار پیرتر از ستاره‌های آبی هستند. از آنجایی که قرمز رنگ هستند، بسیار خنک‌تر هستند و هیدروژن را با سرعت بسیار کمتری می‌سوزانند، از این رو، در مقایسه با ستاره‌های آبی عمر طولانی‌تری خواهند داشت.

طول عمر ستاره‌های آبی ۱۰ میلیون سال است، در شرایطی که ستاره‌های قرمز انتظار می‌رود تا ۱۰۰ میلیارد سال عمر کنند.

خورشید ما که زرد کم رنگ است، بین این دو طیف قرار گرفته و در حال حاضر در نیمه راه عمر ۱۰ میلیارد ساله خود قرار دارد.

طول عمر ستاره‌های سفید یک میلیارد سال و ستاره‌های نارنجی بین ۱۰ تا ۱۰۰ میلیارد سال تخمین زده می‌شود.

فاصله از سیاره زمین و تاثیر آن بر رنگ یک ستاره

عامل دیگری که می‌تواند بر رنگ یک ستاره تاثیرگذار باشد، فاصله آن از سیاره زمین است. هنگامی که یک ستاره از سیاره زمین دورتر می‌شود، طول موج آن افزایش خواهد یافت و رنگ قرمز را در طیف رنگی منعکس می‌کند. این شرایط به نام انتقال به قرمز (Redshift) شناخته می‌شود.

انتقال به آبی (Blueshift) برعکس شرایط پیشین است. زمانی که ستاره به سیاره زمین نزدیک‌تر می‌شود، در سمت آبی طیف قرار گرفته و طول موج آن کوتاه‌تر می‌شود.

منبع: عصرایران