ستارگان متغیر تپنده
برخی ستارگان به صورت ریتمیک منبسط و منقبض میشوند و در چرخههای منظم روشنتر و کمنورتر میگردند؛ مشهورترین آنها، یعنی ستارگان قیفاووسی، با دورههایی میتپند که درخشندگی واقعی آنها را آشکار میسازد و بدین ترتیب فواصل کیهانی را اندازهگیری میکنند.
Definition
ستارگان متغیر تپنده، ستارگانی هستند که روشنایی آنها به صورت دورهای تغییر میکند، زیرا لایههای بیرونی آنها منبسط و منقبض میشوند. این تغییرات ناشی از ناپایداریها در ساختار داخلی آنها است و نه به دلیل گرفتگی یا عوامل خارجی.
Scope
این موضوع شامل طبقهبندیهای اصلی ستارگان تپنده از جمله قیفاووسیها، RR شلیاقیها، و متغیرهای کوتوله و با دوره طولانی، نوار ناپایداری در نمودار هرتسپرونگ-راسل، مکانیسم کاپا که تپشها را هدایت میکند، رابطه دوره-درخشندگی که قیفاووسیها را به شمعهای استاندارد تبدیل میکند، و زمینه گستردهتر اخترزمینشناسی که از نوسانات برای بررسی فضای داخلی ستارگان استفاده میکند، میشود.
Core questions
- چرا برخی ستارگان میتپند؟
- نوار ناپایداری چیست؟
- چگونه رابطه دوره-درخشندگی، قیفاووسیها را به شاخصهای فاصله تبدیل میکند؟
- چگونه نوسانات، درون یک ستاره را آشکار میکنند؟
Key concepts
- نوار ناپایداری
- مکانیسم کاپا
- متغیر قیفاووسی
- ستاره RR شلیاقی
- رابطه دوره-درخشندگی
- تپش شعاعی
- اخترزمینشناسی
Key theories
- مکانیسم کاپا و نوار ناپایداری
- در ناحیهای که هلیوم تا حدی یونیزه شده در هنگام فشردهسازی کدرتر میشود، گرما را به دام میاندازد و لایه را به بیرون هل میدهد، مانند یک شیر عمل میکند که تپشهای خودپایدار را هدایت میکند؛ ستارگان در نوار ناپایداری حاصله در نمودار هرتسپرونگ-راسل میتپند.
- رابطه دوره-درخشندگی قیفاووسی
- لِویت دریافت که هرچه یک قیفاووسی درخشانتر باشد، دوره تپش آن طولانیتر است؛ این رابطه دوره-درخشندگی اجازه میدهد تا درخشندگی ذاتی از دوره به راحتی اندازهگیری شده خوانده شود و قیفاووسیها را به شمعهای استاندارد اولیه برای اندازهگیری فواصل تبدیل میکند.
Mechanisms
در برخی ستارگان، لایهای از هلیوم تا حدی یونیزه شده، هنگام فشرده شدن، تابش بیشتری را جذب میکند و انرژی را ذخیره مینماید که با بازگشت لایه آزاد میشود و انبساط و انقباض دورهای پوشش ستاره را حفظ میکند. دوره تپش به چگالی متوسط ستاره و در نتیجه به درخشندگی آن بستگی دارد، در حالی که طیف دقیق نوسانات در بسیاری از ستارگان، ساختار داخلی آنها را رمزگشایی میکند.
Clinical relevance
متغیرهای تپنده شاخصهای اساسی فاصله هستند: قیفاووسیها و RR شلیاقیها نردبان فاصله کیهانی و ثابت هابل را کالیبره میکنند، در حالی که اخترزمینشناسی ستارگان تپنده، از جمله خورشید، ساختار داخلی، سن و جرم آنها را اندازهگیری میکند، مدلهای ستارهای را بهبود میبخشد و ستارگان میزبان سیارات فراخورشیدی را مشخص میکند.
History
لِویت در سال ۱۹۱۲ رابطه دوره-درخشندگی قیفاووسی را کشف کرد، ادینگتون پیشنهاد کرد که تپشها توسط مکانیسم موتور حرارتی هدایت میشوند، و شناسایی مکانیسم کاپا در مناطق یونیزاسیون در اواسط قرن بیستم توضیح داد که چرا تپندهها یک نوار ناپایداری کاملاً تعریف شده را اشغال میکنند.
Key figures
- Henrietta Swan Leavitt
- Arthur Eddington
- John P. Cox
- Cecilia Payne-Gaposchkin
Related topics
Seminal works
- leavitt1912
- cox1980
Frequently asked questions
- چرا دوره یک قیفاووسی درخشندگی آن را به ما میگوید؟
- دوره تپش توسط مدت زمانی که یک موج برای عبور از ستاره نیاز دارد، تعیین میشود که به اندازه و چگالی آن بستگی دارد؛ قیفاووسیهای درخشانتر بزرگتر و کمچگالیتر هستند، بنابراین آهستهتر میتپند و این رابطه محکم بین دوره و درخشندگی را ایجاد میکند.
- اخترزمینشناسی چیست؟
- این مطالعه نوسانات طبیعی ستارگان است، مشابه اینکه چگونه لرزهنگاری از زمینلرزهها برای بررسی زمین استفاده میکند؛ فرکانسهای تپشهای یک ستاره به ساختار داخلی آن بستگی دارد، بنابراین اندازهگیری آنها ویژگیهایی مانند اندازه، سن و چرخش داخلی را آشکار میکند.