(1)کوتوله ی سفید به زبان ساده!
کوتوله های سفید، که تعدادشان در کهکشان ما نسبتاً زیاد است، آخرین مرحله تکامل بسیاری از ستاره ها هستند. ستاره هایی که جرمشان تقریبا" معادل جرم خورشید (2/1 جرم خورشید) و یا کمتر از آن است به احتمال زیاد همگی به کوتوله سفید تبدیل می شوند. این اصطلاح برای توصیف مرحله ای از تکامل ستاره ای به کار می رود که ستاره پس از تبدیل شدن به غول سرخ، در آن مرحله از انقباض باز می ایستد. در مرحله کوتوله سفید، ماده ستاره ای فشرده می شود و به جسمی کم نور، به اندازه ای بسیار کوچک، به بزرگی زمین، تبدیل می شود. از آنجا که ستاره دیگر هیچ منبعی برای تولید انرژی ندارد، سرد می شود. پس یک کوتوله ی سفید، ستاره ای است که دیگر سوخت هسته ای اش تمام شده و در نتیجه بسیار فشرده و کوچک می شود. چنین ستارگانی بسیار داغ هستند ولی آهسته آهسته دمای خود را از دست می دهند.
تاریخچه:
در سال 1862، نخستین بار یک ستاره شناس آمریکایی به نام الوان کلارک در حال آزمایش تلسکوپ5/18 اینچی خود، همدم شعرای یمانی را دید و اما این همدم که به نام شعرای یمانی- B خوانده می شود خود یک معما است. در طیف سنجی مشخص شد که سطح آن از خورشید ما گرمتر است اما ستاره ای بسیار تیره تر از خورشید ما می باشد. این موضوع نشانگر آن است که قطر همدم باید کم و در حدود 2 درصد خورشید یعنی دو برابر زمین باشد. این مقدار از نظر نجومی مقدار بسیار کوچکی است، لذا این ستاره داغ و کوچک نام کوتوله سفید را به خود گرفت. اکنون مشخص شده است که کوتوله های سفید، باقیمانده ستاره هایی مانند خورشید در هنگام مرگ هستند بنابراین مرگ خورشید ما با تولد یک کوتوله سفید همراه است.
جرم به اندازهی خورشید ولی حجم 2 درصد آن!
هنوز هم معمای کوتوله های سفید پایان نیافته است. شعرای یمانی – B با وجود کوچکی، همان اندازه ی وزن خورشید را دارد. جای گرفتن این همه جرم در حجمی باین کوچکی، باید جسمی آنچنان چگال و فشرده را تشکیل دهد که نظیر آن روی زمین وجود ندارد. در حقیقت یک فنجان از مواد تشکیل دهنده یک کوتوله سفید صد ها تن وزن دارد!!! جالب اینجاست که ستاره ی درخشان صورت فلکی کلب اصغر(سگ کوچک) یعنی شعرای شامی نیز یک همدم کوتوله سفید کم فروغ دارد که مشاهده آن نسبت به همدم شعرای یمانی کمی مشکل تر است.شعرای یمانی – B هر 50 سال یک بار به دور ستاره شعرای یمانی می چرخد. البته تفکیک همدم شعرای یمانی از درون تلسکوپ های آماتوری تقریباً ناممکن است چراکه این دو ستاره بسیار به هم نزدیک هستند و شدت درخشش شعرای یمانی (در حدود 10000 بار شدید تر از نور همدم) مانع از تفکیک همدم خود می شود. حتی در سال 2025 که آنها بیشترین فاصله را از هم خواهند داشت برای تفکیک آنها به یک تلسکوپ 10 اینچ و با شرایط رصدی مناسب نیاز است تا این همدم کم نور را از ستاره درخشان شعرای یمانی تفکیک کرد.
درخشندگی کوتوله ی سفید:
از روی فاصله و نورانیت ظاهری اندازه گیری شده کوتوله های سفید، محاسبه درخشندگی حقیقی آن ها امکان پذیر است. کوتوله های سفید ستاره های بسیار کم نوری هستند، برای مثال می توان به منظومه شعرای یمانی و همدم کوتوله ی سفیدش اشاره کرد. شعرای یمانی یک ستاره معمولی است و نورانی ترین ستاره آسمان است. اما همدم کوتوله سفید آن 10 قدر کم نورتر است و آن را جز با تلسکوپ در شرایط مناسب نمی توان دید. درخشندگی کوتوله های سفید گستره وسیعی از قدر مطلق حدود 10+ تا حدود 20+ دارد.
رنگ کوتوله های سفید:
رنگ تقریبا" 1000 کوتوله ی سفید اندازه گیری شده است. این رنگها گستره ای از آبی سیر تا زرد را نشان می دهند. گستره ی دما های مربوط به این رنگها از حدود 100000 درجه کلوین تا 5000 درجه کلوین است که آبیترین تا سرخترین اجسامی را که گمان می رود کوتوله سفید باشند در بر می گیرد.
طیف کوتوله های سفید:
طیف کوتوله های سفید بسیار متفاوت از ستاره های معمولی است. در بیشتر طیف ها خطوط طیفی اندکی وجود دارد. تنها خطوطی که به صورت برجسته و واضح دیده می شوند خطوط هیدروژن است. با این حال در طیف بعضی از کوتوله های سفید، نمود های غیر عادی به چشم می خورد. به طور مثال، کوتوله های سفیدی وجود دارند که در طیف آنها اثری از خطوط مربوط به هیچ عنصری دیده نمی شود.!!! طیف برخی از کوتوله های سفید فقط خطوط هلیوم را نشان می دهد، بی آنکه خطوط هیدروژندر آن قابل مشاهده باشد. در طیف برخی دیگر خطوط عناصر سنگین مانند کلسیوم و آهن وجود دارد.
جرم کوتوله های سفید:
این مقادیر، مقادیر نمونه برای کوتوله های سفید هستند و دلایل خوبی در دست است که قبول کنیم هیچ کوتوله سفید نمی تواند بسیار پرجرم تر از خورشید باشد. محاسبات نشان می دهد که جرم و اندازه کوتوله های سفید با هم ارتباط عجیبی دارند. معلوم شده هرچه جرم کوتوله سفید بیشتر باشد، اندازه آن کوچکتر است. علاوه بر آن محاسبات نشان می دهد اگر جرم ستاره ای بیشتر از 2/1 جرم خورشید باشد، نمی تواند سیستم پایداری را تشکیل دهد، زیرا در این صورت باید شعاع منفی داشته باشد که البته این بی معنا است. ستاره های پرجرمتر به طریقی متفاوت تز از آنکه مستقیما" به کوتوله سفید تبدیل شوند، می میرند. این گونه ستاره ها ممکن است در پایان عمرشان به ستارهنوترونی و یا شاید سیاهچاله تبدیل شوند.
چگالی کوتوله های سفید:
کوتوله های سفید اجسامی هستند بسیار کوچک که شعاع آنها بسیار نزدیک به یک صدم شعاع خورشید در حدود شعاع زمین است. چون جرم کوتوله های سفید تقریبا" معادل جرم خورشید است در نتیجه چگالی آنها می باید در حدود 1003 برابر آب یا حدود 1 میلیون برابر چگالی خورشید باشد. کوتوله ی سفید (white dwarf) نسبت به خورشید بسیار کوچک است، ولی باندازه ی خورشید جرم دارد! یعنی یک فنجان از کوتوله سفید می باید 100 تن وزن داشته باشد. مقدار جاذبه ی سطحی در سطح کوتوله های سفید نیز به حد باور نکردنی زیاد است و به حدود 100میلیارد برابر ثقل زمین است. بنابراین هر جسمی که به منظور کاوش در سطح یکی از کوتوله های سفید فرود آید، بی درنگ بر اثر گرانش بسیار زیاد، له می شود!
بر گرفته از سایت: