ستاره قطبی از معروفترین ستارگانی است که از سالها بیش راهنمای دریانوردان هوانوردان ومسافران بوده است و چه بسا مسافرانی که در دشت و جنگل راه خود را گم کرده بودند، با استفاده از این ستاره که نشان دهنده شمال است توانستند به سلامت به خانه هایشان برگردند. جدی یکی از ستارگان صورت فلکی دب اصغر است که در تمام سال در افق رویت است، جدی در انتهای صورت فلکی قرار گرفته است و تشخیص آن بسیار ساده است. جدی معروفترین و پر نورترین ستاره این صورت فلکی است و با نامهای ستاره قطبی و α (آلفا) معروف است.
جدی در یک خوشه ستاره ای کم تراکم قرار گرفته است که به همراه 6 ستاره دیگر در پهنای 6 سال نوری گسترده شدند، فاصله جدی از ما برابر 276 سال نوری است. در مورد جدی افسانه هایی وجود دارد که او بصورت دختر کوچکی ظاهر می شود و مسافران و شکارچیان را راهنمایی می کرد.
یکی از این افسانه ها ، افسانه جالی است مربوط به بومیان آمریکا در مورد دب اصغر ، گروهی شکارچی راه خود را گم کرده بودند که با اجابت دعایشان دختری ظاهر شده و آنها را به سلامت به خانه هایشان راهنمایی کرده بود. دختر کوچک روج جدی بود و ستارگان دیگر صورت فلکی شکارچیان هستند که بعد از مرگ در کنار جدی قرار گرفتند که برای همیشه نزدیک با او باشند.
به علت حرکت تقدیمی محور زمین ، ستاره قطبی ، یعنی ستاره ای که بر روی راستای محور چزخشی زمین در آسمان بیکران احتمالا قرار می گیرند تغییر می کند و در زمانهای طولانی و با کندی ممکن است ستاره ای دیگر ، ستاره قطبی بر می گردد و اگر بخواهیم که همین ستاره ای که امروز ستاره قطبی ماست بار دیگر ستاره قطبی ما بشود باید در حدود 26000 سال صبر کنیم! البته در طول عمر کوتاه ما انسانها با توجه به حرکت تقدیمی بسیار کند محور زمین ، ستاره قطبی ما عوض نمی شود و نباید چندان نگران این موضوع شویم، ولی سومریها در چهار هزار سال پیش دقیقا همین ستاره قطبی را نداشته اند.
جدی و جهت یابی
ستاره جدی در موارد فوق مورد استفاده قرار می گیرد: تعیین شمال جغرافیایی ، تعیین عرض جغرافیایی. ناظر شمال جغرافیایی را می توان با کشیدن خطی قائم از جدی بر افق پیدا کرد، که محلی که خط قائم افق را قطع می کند شمال جغرافیایی است.
جدی و ستارگان قیفاووسی
جدی پر نورترین ستاره صورت فلکی است و جزو صدها ستاره ای است که به نام ستارگان صورت فلکی شناخته شوند، قدر جدی است. ستاره شناسان جدی را به عنوان نزدیکترین و پر نورترین ستاره قیفاوسی به شمار می آورند. ستاره قطبی مانند سایر ستارگان قیفاووسی منبسط و تغییرات نوری ستاهر قطبی در 50 سال گذشته از 10.0 به 2.0 نزول پیدا کرده است که این تغییرات با فرضیه تکامل یک ستاره قابل تغییر است، در این صورت ستاره قطبی دوران تکاملش را سپری خواهد کرد و تپشهای ستاره قطبی به پایان خواهد رسید. ممکن است چند صد هزار سال طول بکشد و سرانجام از یک ستاره داغ به یک غول سرخ سردی تبدیل خواهد شد و دوران پر تلاطم خود را پشت سر خواهد گذاشت.
نام ستاره قطبی
نام ستاره قطبی از این واقعیت بدست آمده است که اگر محور زمین را ادامه بدهیم در نقطه ای نزدیک به این ستاره آسمان را قطع خواهد کرد و محلی که محور زمین آسمان را قطع می کند قطب شمال سماوی گفته می شود. ستاره قطبی به دلیل نزدیکی به قطب شمال سماوی محدودیت و سختیهایی برای رصد و مطالعه بیشتر این ستاره دارد.
پرنور ترین ستاره صورت فلکی خرس کوچک با قدر ۲ وازرده طیفی F8 که در حال حاضر سمت شمال جغرافیایی زمین را با دقت خوبی نشان می دهد.این ستاره تقریبا " در امتداد محور چرخش زمین است وتنها کمتر از یک درجه با آن فاصله دارد.فاصله آن با خورشید 820 سال نوری است .متغییری ازنوع قیفاووسی بوده ودارای همدمی از قدر 8 است که البته به دلیل تفاوت روشنایی به سختی مشاهده می شود.ستاره همدم از رده طیفی F3 می باشد. چند هزار سال دیگر این ستاره معنای قطبی بودن خود را ازدست می دهد چرا که محور چرخشی زمین بدلیل رقص محوری جابجا می شود.
ستاره قطبی یک متغیر قیفاووسی شناخته شده است. اما تغییراتی دوره ای در درخشندگی آن طی 100 سال اخیر به صورت پیوسته کاهش یافته است. در حدود اوایل قرن بیستم، درخشندگی این ستاره طی 4 روز% 10 کم و زیاد می شد.
تنها طی 10 سال گذشته، این تغییر به %2 کاهش یافت و اخترشناسان را متقاعد کرد که این کاهش پیوسته در تغییر درخشندگی ستاره، درحال پایان یافتن است. این اعتقاد تا پیش از مشاهدات اخیر بود که در پی آن تغییری فزاینده به میزان %4 در درخشندگی ستاره کشف شد. ستاره قطبی ستاره ای عجیب از نوع قیفاووسی است و اکنون اخترشناسان به دنبال یافتن علت تغییرات دوباره در نور آن هستند.
ستاره شمال که حول محور قطب شمال زمین قرار گرفته است از دوران باستان ، راهنمای بشر برای یافتن مختصات محل خود بوده است.هم چنین در ادبیات ، شعر و مذهب نیز از این ستاره یاد شده است.در تعاریف نجومی ، ستاره قطبی ، متغیری قیفاووسی با تغیرات درخشندگی منظم است ، هرچند تنها قیفاووسی شناخته شده است که طی دهه های اخیر ، درخشندگی اش کاهش یافته است.اما برای حتی بیشتر پیچیده کردن این موضوع ، این ابر غول نوع 1 (در حدود 5-4 جرم خورشیدی و 30 شعاع خورشیدی) گویا دوباره به دوران جوانی بازگشته است! و ارتعاشات آن افزایش یافته اند.
این کشف به دنبال مشاهدات دکترHans Bruntt از دانشگاه سیدنی و همکاری بین المللی او حاصل شد. Alan Penny محقق دانشگاه سنت اندروز انگلستان ، یافته های گروه خود از این کشف را هفته گذشته در کنفرانس."Cool Stars 15" ارائه کرد . در واقع اخترشناسان توجه خود را بر روی ستاره قطبی جمع کرده اند با امید اینکه به جایی دست پیدا کنند که تغییرات این ستاره به طور کامل متوقف شود ، تنها برای یافتن اینکه این تغییرات افزایش یافته اند.
Penny می گوید : " تنها با استفاده از 2 تلسکوپ فضایی کوچک و تلسکوپی در آریزونا ، ما توانستیم تغییر ایجاد شده در این ستاره را به دقت کشف و دنبال کنیم." وی از دوربین فضایی SMEI که معمولا برای مشاهدات خورشیدی – زمینی از بادهای خورشیدی به کار برده می شود برای بررسی دقیق متغیرهای قیفاووسی استفاده کرد.در همان موقع، نیز با استفاده از تلسکوپی کوچک که وابسته به تلسکوپ فضایی فروسرخ و بازنشسته ناسا با نام بود پیرامون ستاره قطبی مطالعاتی انجام داد. با مقایسه داده های داده های این دو تلسکوپ و مشاهده رفتار غیرعادی ستاره قطبی می توان نتیجه گرفت که ارتعاشات و تغییراتی در نورانیت این ستاره رخ داده است.
با یاری پروفسور Penny و Bruntt (دانشگاه ایالتی تنسی) که در حال استفاده از تلسکوپ اتوماتیک طیف نمودی واقع در آریزونا بود ، متوجه تغییراتی در سرعت پلاسمایی سطح ستاره قطبی شد.این اندازه گیری ها نشان داد که تغییرات درخشندگی به اثرات انقباض و انبساط ستاره مربوط بوده است.
مشاهدات اخیر ، هیجان انگیز و گیج کننده هستند ، با وجود اینکه تغییرات مشاهده شده در متغیرهای قیفاووسی به طور کامل فهمیده نشده اند ، درخشندگی بیشتر آنها تغییری نمی کند چه رسد به ایجاد تغییری دوباره در نورانیت آن! گویا تغییر ایجاد شده در این ستاره توسط مدل های استاندارد تحول ستاره ای پیش بینی نشده است.بنابراین تیم اختر شناسان در صدد گرد آوردن این مشاهدات با نظریه ای هستند که تحول ستاره قطبی را توجیه کند.
ستاره قطبی یک منظومه سه تایی
جدی یا ستاره قطبی (polaris) یکی از مشهورترین ستاره های آسمان است.
اما آیا می دانستید هنگامی که برای جهت یابی در شب از آن استفاده می کنید درواقع از ۳ ستاره کمک می گیرید نه از یک ستاره! اگر مشتاق رصد منظومه های چندتایی آسمان هستید ستاره شمال انتخاب خوبی است.در یک تلسکوپ کوچک شما می توانید ستاره اصلی و یکی از همدم ها را مشاهده کنید.اما برای مشاهده ستاره سوم باید ابزار رصدی بسیار قدرتمندی را به دور از آشفتگیهایی جوی زمین داشته باشید. طبق معمول کسی تا به حال آن را ندیده جز تلسکوپ فضایی هابل.
حالا هر ۳ ستاره دیده شده اند و این موضوع برای اخترشناسان اهمیت بسیاری دارد زیرا ستاره قطبی در رده متغیرهای قیفاووسی قرار دارد که از آنجا که درخشندگی واقعی این ستارگان را می توان از دوره تغییرات نورشان تخمین زد، اخترشناسان به فاصله دقیقشان از ما پی می برند. به همین دلیل آنها برای اختر شناسان خط کش های فاصله سنجی در کیهان اند. با استفاده از دو ستاره دیگر می توان جرم دقیق ستاره قطبی را سنجید.
سنجش جرم ستاره ها یکی از دشوارترین مسائل اخترفیزیک ستاره ای است و یکی از بهتری و دقیق ترین راه های آن بررسی ستاره های دوتایی و چند تایی است. زیرا با بررسی مشخصه های مداری آنها می توان به مجموع گرانش منظومه پی برد و باروشهای تکمیلی جرم هر کدام از همدم ها را تعیین کرد. از آنجا که ستاره قطبی در فاصله۴۳۰ سال نوری از زمین نزدیک ترین متغیر قیفاووسی به ماست می تواند داده های بسیاری را درباره ساختار و ماهیت قیفاووسی ها به دست دهد که آن نیز در شناخت دقیقتر فواصل کیهانی به ما کمک می کند.
جدایی زاویه ای همدم تازه پیدا شده از ستاره قطبی فقط ۲ ثانیه قوس است (معادل قطر ظاهری یک سکه کوچک در فاصله۱۰ کیلومتری است). فاصله واقعی آنها از هم ۳/۲ میلیارد کیلومتر تخمین زده شد(در منظومه شمسی معادل جایی در میان مدار اورانوس و نپتون تا خورشید). علاوه بر نزدیکی همدم جدیدی علت دیگری که تفکیک آن را از ستاره قطبی دشوار می کند اختلاف شدید نورانیت آن دو است، به طوری که ستاره قطبی ابر غولی با درخشش ۲۰۰۰ برابر خورشید و همدم کوچک ستاره ای عادی در رشته اصلی ستارگان و تقریبا هم نور با خورشید است. تصویر تلسکوپ هابل همدم کم نور را به دشواری تفکیک کرده است.
هدف بعدی گروه اخترشناسانی از مرکز اخترفیزیک هاروارد، اسمیت سونی، که روی این موضوع کار می کنند، دنبال کردن حرکت مداری همدم کم نور برای سنجش دقیق تر جرم مجموعه است.
در این شب ها وقتی برای رصد به پشت بام می روید همدم دوم ستاره قطبی را در فهرست رصدهای تلسکوپی خود قراردهید و همدم سوم آن را نیز در رویاهای خود تجسم کنید.یک فنجان چای داغ هم یادتان نرود
ایجاد تغییرات دوباره در ستاره قطبی
ستاره قطبی یک متغیر قیفاووسی شناخته شده است. اما تغییراتی دوره ای در درخشندگی آن طی 100 سال اخیر به صورت پیوسته کاهش یافته است. در حدود اوایل قرن بیستم، درخشندگی این ستاره طی 4 روز% 10 کم و زیاد می شد.
تنها طی 10 سال گذشته، این تغییر به %2 کاهش یافت و اخترشناسان را متقاعد کرد که این کاهش پیوسته در تغییر درخشندگی ستاره، درحال پایان یافتن است. این اعتقاد تا پیش از مشاهدات اخیر بود که در پی آن تغییری فزاینده به میزان %4 در درخشندگی ستاره کشف شد. ستاره قطبی ستاره ای عجیب از نوع قیفاووسی است و اکنون اخترشناسان به دنبال یافتن علت تغییرات دوباره در نور آن هستند.
تصویر1: تصویری خیالی از ستاره قطبی و دو همدم آن.
ستاره شمال که حول محور قطب شمال زمین قرار گرفته است از دوران باستان ، راهنمای بشر برای یافتن مختصات محل خود بوده است.هم چنین در ادبیات ، شعر و مذهب نیز از این ستاره یاد شده است.در تعاریف نجومی ، ستاره قطبی ، متغیری قیفاووسی با تغیرات درخشندگی منظم است ، هرچند تنها قیفاووسی شناخته شده است که طی دهه های اخیر ، درخشندگی اش کاهش یافته است.اما برای حتی بیشتر پیچیده کردن این موضوع ، این ابر غول نوع 1 (در حدود 5-4 جرم خورشیدی و 30 شعاع خورشیدی) گویا دوباره به دوران جوانی بازگشته است! و ارتعاشات آن افزایش یافته اند.
این کشف به دنبال مشاهدات دکترHans Bruntt از دانشگاه سیدنی و همکاری بین المللی او حاصل شد. Alan Penny محقق دانشگاه سنت اندروز انگلستان ، یافته های گروه خود از این کشف را هفته گذشته در کنفرانس."Cool Stars 15" ارائه کرد . در واقع اخترشناسان توجه خود را بر روی ستاره قطبی جمع کرده اند با امید اینکه به جایی دست پیدا کنند که تغییرات این ستاره به طور کامل متوقف شود، تنها برای یافتن اینکه این تغییرات افزایش یافته اند.
Penny می گوید : " تنها با استفاده از 2 تلسکوپ فضایی کوچک و تلسکوپی در آریزونا ، ما توانستیم تغییر ایجاد شده در این ستاره را به دقت کشف و دنبال کنیم." وی از دوربین فضایی SMEI که معمولا برای مشاهدات خورشیدی – زمینی از بادهای خورشیدی به کار برده می شود برای بررسی دقیق متغیرهای قیفاووسی استفاده کرد.در همان موقع، نیز با استفاده از تلسکوپی کوچک که وابسته به تلسکوپ فضایی فروسرخ و بازنشسته ناسا با نام بود پیرامون ستاره قطبی مطالعاتی انجام داد. با مقایسه داده های داده های این دو تلسکوپ و مشاهده رفتار غیرعادی ستاره قطبی می توان نتیجه گرفت که ارتعاشات و تغییراتی در نورانیت این ستاره رخ داده است
تصویر 2 : کاهش 100 ساله تغییر نور ستاره قطبی در گستره 4 روز و افزایش آن از سال 2000.
با یاری پروفسور Penny و Bruntt (دانشگاه ایالتی تنسی) که در حال استفاده از تلسکوپ اتوماتیک طیف نمودی واقع در آریزونا بود ، متوجه تغییراتی در سرعت پلاسمایی سطح ستاره قطبی شد.این اندازه گیری ها نشان داد که تغییرات درخشندگی به اثرات انقباض و انبساط ستاره مربوط بوده است.
مشاهدات اخیر ، هیجان انگیز و گیج کننده هستند ، با وجود اینکه تغییرات مشاهده شده در متغیرهای قیفاووسی به طور کامل فهمیده نشده اند ، درخشندگی بیشتر آنها تغییری نمی کند چه رسد به ایجاد تغییری دوباره در نورانیت آن! گویا تغییر ایجاد شده در این ستاره توسط مدل های استاندارد تحول ستاره ای پیش بینی نشده است.بنابراین تیم اختر شناسان در صدد گرد آوردن این مشاهدات با نظریه ای هستند که تحول ستاره قطبی را توجیه کند.
13