اینم از عکسای این هفته وبلاگمون. نظر بدید بد نیست .

در سطح کره ای که هم مرکز نقطه یکتایی سیاهچاله است، تجمع می کنند. در فاصله معینی از سیاهچاله که بسته به جرم ستاره رمبیده دارد، جاذبه آنچنان زیاد است که نور نمی تواند فرار کند به این فاصله افق حادثه گفته می شود.
 

ساختار سیاهچاله ها:                                          

با حل استاتیک غیر چرخشی با تقارن کروی برای معادلات میدان اینشتین این نکته مشخص می شود که سیاهچاله ها که از یک سمت به صورت چاه عمل می کنند، در سطح دیگری به صورت چشمه عمل می کند. یعنی می تواند دو سطح مختلف فضا زمان را از جهان های گوناگون یا دو نقطه بسیار دور از جهان خودمان را به هم متصل کند. که به این حالت کرم چاله یا پل اینشتین رزن گفته می شود.
 

سیاهچاله ها چگونه به وجود می آیند؟

هر چه ستاره های نوترونی بزرگتر باشد کشش جاذبه ای داخلی آن نیز بیشتر خواهد بود. در سال 1939 او پنهایمه فکر کرد که نوترون ها نمی توانند در برابر همه چیز مقاومت کنند. به نظر او اگر یک چیز در حال از هم پاشیدن بزرگتر از 3/2 برابر اندازه خورشید بود، آنگاه نه تنها الکترون ها بلکه نوترون های آن نیز در هم می شکست.

همچنین باید بدانیم که وقتی نوترونها در هم شکستند دیگر هیچ چیز مطلقا وجود ندارد که از ، در هم پاشیدن ستاره جلوگیری کند. اگر شما خود را روی سطح یک توده در حال از هم پاشیدن تصور کنید، آنگاه شما با فرو ریختن آن جسم به مرکز آن نزدیکتر و نزدیکتر خواهید شد. و بنابراین نیروی جاذبه بیشتر و بیشتری را حس خواهید کرد. تا هنگامی که ستاره به مرحله کوتوله سفید برسد، شما بیش از 1.016 تن وزن پیدا خواهید کرد.

وقتی که ستاره به در هم پاشیدن ادامه داد و از مرحله ستاره نوترونی هم گذشت و به طور کامل از هم پاشید، وزن شما از 15000 میلیون تن بیشتر و بیشتر خواهد شد. اگر سیاهچاله به اندازه کافی به ما نزدیک بود، می توانستیم نیروی جاذبه بر آن را حس کنیم. اما وقتی یک سیاه چاله در میان ستاره ها خیلی دورتر از ما قرار دارد، آیا می توانیم وجود آنرا اثبات کنیم؟ برای این منظور اخترشناسان دو راه آشکار شدن حدس می زنند.

• اول از روی جرم سحابی برای مثال اگر آنها جرمهای تمام ستارگان موجود در یک خوشه ستاره ای مرئی به طور قابل ملاحظه ای کمتر از جرم خوشه وجود داشته باشد، مرکز کهکشان ها به عنوان مکانهایی تلقی می شوند که در آنها سیاهچاله ها وجود دارند. زیرا چگالی مواد در آنجا زیاد است.

• راه دوم نیز این بوده که اگر چه hc سیاهچاله ها هیچ تشعشعی خارج نمی شود اما چیزهایی که در سیاهچاله ها سقوط می کنند به هنگام سقوط اشعه ایکس از خود منتشر می کنند و هر چیز کوچکی که در سیاهچاله ها سقوط کند تنها مقدار کمی اشعه ایکس از خود منتشر می کند. این مقدار برای کشف آن در فاصله میلیون ها میلیون کیلومتری کافی نخواهد بود.

در سال 1971 یک دانشمند انگلیسی به نام استفن هاوکینگ عنوان کرد که این واقعه به وجود آمدن سیاهچاله ها هنگامی که جهان نخستین انفجار بزرگ خود را آغاز کرد اتفاق افتاده است. هنگامی که تمامی مواد تشکیل دهنده جهان منفجر شد، مقداری از این مواد آن چنان به هم فشرده شدند که تبدیل به سیاهچاله گشتند. وزن برخی از این سیاهچاله ها ممکن است به اندازه وزن یک سیاره کوچک و یا از آن کمتر باشد. و وی آنها را سیاهچاله کوچک نامید.
 

نتایج تحقیقات هاوکینگ:                                           

هاوکینگ

• سیاهچاله ها می توانند وزن از دست بدهند

• مقداری از انرژی جاذبه ای آنها در خارج ازمحدوده شعاع شوارتز شیلد ستاره به ذرات ماده تبدیل می شود.

• ممکن است این ذرات به فضای بیرون بگریزند از این طریق مقداری از مواد تشکیل دهنده سیاهچاله های بزرگ که به اندازه یک ستاره وزن دارند، برای تبخیر همه مواد تشکیل دهنده اش میلیون ها میلیون سال وقت لازم است. درحالی که در این مدت خیلی بیشتر از این مقدار ماده به آن اضافه می شود. بنابر این هیچگاه از طریق تبخیر وزن آن کاسته نمی شود.

• هر چه سیاهچاله کوچکتر باشد سرعت تبخیر آن بیشتر است یک سیاهچاله کوچک واقعی باید بیشتر از مقدار ماده ای که به خود جذب می کند وزن از دست بدهد. بنابر این سیاهچاله کوچک باید بوسیله تبخیر کوچکتر و کوچکتر شود و بالاخره هنگامی که دیگر خیلی خیلی کوچک شد یک مرتبه تبخیر آن حالت انفجاری بخود گرفته و تشعشعاتی حتی با انرژی بیشتر از اشعه ایکس منتشر کند. اشعه منتشر شده از این طریق اشعه گاما خواهد بود

• سیاهچاله های کوچکی که 15 میلیون سال پیش هنگام نخستین انفجار بزرگ جهان ایجاد شده اند، اکنون ممکن است در حال ناپدید شدن باشند. هاوکینگ اندازه اولیه آنها و نوع اشعه گامایی را که هنگام انفجار تولید می کنند، حساب کرد.

مجهولات سیاهچاله ها:                                        

اگر ستاره شناسان بتوانند نوع پرتوهایی که هاوکینگ پیش بینی کرده است، شناسایی کنند، مدرک خوبی برای تایید تشکیل و وجود سیاهچاله بدست خواهد آمد. اما تاکنون پرتوهای پیش بینی شده کشف نشده اند. با این حال هر لحظه ممکن است این پرتو ها شناسایی شوند.

دلیل تابش اشعه ایکس از حفره سیاه این است که جرمی که توسط طوفانهای ستاره ای خود ستاره ، از سطح آن می گریزند، در فاصله مناسبی که به حفره سیاه رسیدند، توسط حفره شکار می شوند. و در مداری به دور حفره شروع به چرخش کرده و به این ترتیب شکل یک دیسک عظیم را تشکیل می دهند.

با توجه به این نکته که لایه های داخلی تر دیسک سریع تر از لایه های خارجی می چرخند، در اثر اصطکاک لایه های مختلف دیسک گرم شده و شروع به تابش اشعه ایکس می کنند. به این دیسک ، دیسک تجمعی گفته می شود. این حالت برای اولین بار در ستاره دوتایی ( دجاجه1-X ) مشاهده شده است. احتمالا قطر خود حفره سیاه (قطر افق حادثه) 30 کیلومتر است و برای تمامی ستاره های دو تایی سیاهچاله ساختمان به همین شکل است.

با تشکر از شکوفه خانم دوست گلم

جالبه که بدونید این عکسها مربوط به ایران خودمونه.عجب آسمونی داره ایران.

مقدمه

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 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.

نقش و الگوی آنها در حال حاضر کم و بیش دقیقا همان است که در هزار سال پیش بود. 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.

نحوه تشکیل ستاره

گوی آتشین مورد نظر در نظریه انفجار بزرگ ، حاوی هیدروژن و هلیوم بود، که در اثر انفجار بصورت گازها و گرد و غباری در فضا بصورت پلاسمای فضایی متشکل از ذرات بسیاری از جمله الکترونها ، پروتونها ، نوترونها و نیز مقداری یونهای هلیوم به بیرون تراوش می‌کند. با گذشت زمان و تراکم ماده دربرخی سحابیها شکل می‌گیرند. این مواد متراکم رشد کرده و توده‌های عظیم گازی را بوجود می‌آورند که تحت عنوان پیش ستاره‌ها معروفند و با گذشت زمان به ستاره مبدل می‌شوند. بسیاری از این توده‌ها در اثر نیروی گرانش و گریز از مرکز بزرگ و کوچک می‌شوند، که اگر نیروی گرانش غالب باشد، رمبش و فرو ریزش ستاره مطرح می‌شود و اگر نیروی گریز از مرکز غالب شود، احتمال تلاشی ستاره و شکل گیری اقمار و سیارات می‌رود.

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 داراب 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:

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.

طیف ستارگان

هنگام مطالعه طیف ستارگان (یا همان بررسی کیفی ستارگان) مشاهده می‌شود که اختلاف فاحشی بین ستارگان وجود دارد. از آنجایی که وجود هر خط سیاه در طیف ستاره بیانگر وجود یک عنصر شیمیایی ویژه در اتمسفر آن ستاره است، شاید به نظر می‌رسد که علت اختلاف در طیف ستارگان بخاطر اختلاف در مواد شیمیایی سازنده ستارگان باشد. ولی در نهایت چنین نیست، بلکه علت اختلاف طیف ستارگان دمای ستارگان می‌باشد. چون ستارگان دارای دماهای متفاوتی هستند، طیف آنها نیز متفاوت است.

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.

جرم ستارگان

اطلاعات مربوط به جرم ستارگان از مسائل بسیار مهم به شمار می‌رود. تنها راهی که برای تخمین جرم یک ستاره در دست داریم آن است که حرکت جسم دیگری را که بر گرد آن دوران می‌کند مورد مطالعه قرار دهیم. ولی فاصله عظیمی که ما را از ستارگان جدا می‌کند، مانع آن است که بتوانیم سیارات متعلق به همه آنها را ببینیم و حرکت آنها را مورد مطالعه قرار دهیم. عده زیادی ستاره موجود است که جفت جفت زندگی می‌کنند و آنها را منظومه‌های مزدوج یا دو ستاره‌ای می‌نامند. در چنین حالات بایستی حرکت نسبی هر یک از دو ستاره مزدوج مستقیما مطالعه شود، تا از روی دوره گردش آنها جرم نسبی هر یک بدست آید. در حضور ارتباط میان جرم و نورانیت ستارگان ، نخستین بار بوسیله سرآرتورادینگتون اظهار شد که نورانیت ستاره‌ها تابع معینی از جرم آنها است، و این نورانیت با زیاد شدن جرم به سرعت ترقی می‌کند.

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.

فونیکس بر خلاف ماموریت های قبلی همچون روح و فرصت به جای حرکت در میان دشت ها یا دره ها ، در جای خود ثابت می ماند . در این ماموریت فونیکس با حفاری به عمق سنگ ها و یخ های قطب شمال مریخ نفوذ می کند تا به طور مستقیم آنها را بررسی کند . این بررسی به دانشمندان کمک خواهد کرد تا تاریخچه آب در این سیاره را بهتر بشناسند ، دانشمندان امیدوارند به کمک این ماموریت به آثاری از حیات میکروبی باقیمانده از گذشته دست پیدا کنند و یا احتمال ذوب شدن یخ ها در دوره های مشخص را بدست بیاورند .

راکت دلتا که فونیکس را تا مریخ حمل خواهد کرد در سکوی پرتاب 17A در پایگاه فضایی کندی در جنوب فلوریدا آماده می شود ، همزمان با این کار فونیکس از مرکز فضایی کلورادو به نزدیکی پایگاه فضایی کندی انتقال میابد تا در یک "clean room" مورد بازبینی نهایی قرار می گیرد و آماده پیوستن به راکت اصلی شود  (در مرکز فضایی کلورادو فونیکس را در یک محیط بیابانی شبیه به مریخ تحت آزمایش قرار داده بودند ) .

پس از این مرحله فونیکس به پایگاه فضایی کندی انتقال می یابد و در آنجا آخرین تست قبل از پرواز بر روی آن انجام می شود ، برای مثال صفحه های خورشیدی ، چتر نجات ، رادار پرواز و سپر حرارتی برای آخرین بار کنترل می شوند .

قرار گرفتن فونیکس در کپسول مخصوص در فضاپیما نیز در سه مرحله انجام می شود . ابتدا آن را در یک محفظه حفاظت شده قرار می دهند و سپس آن را تا محل فضا پیما حمل می کنند و در آخرین مرحله ، فضا پیما را بالا برده و در جای مخصوص قرار می دهند .

هم اکنون فونیکس به راکت اصلی خود متصل و آماده است تا چند روز دیگر به سمت سیاره سرخ پرتاب شود و تمامی عملیات بالا  تا سه هفته قبل از پرتاب به پایان رسیده است .

پس از پرتاب این فضاپیما بیش از نه ماه در راه خواهد بود تا به مقصد برسد ، پس از رسیدن فونیکس به مریخ نوبت به فرود بر سطح مریخ می رسد که یکی از حساس ترین مراحل کار است . در هنگام فرود چتر نجات و موتور هیدروزین  هردو وظیفه دارند تا با کاهش و کنترل سرعت ، فضاپیما را به سلامت بر روی سطح سیاره فرود آورند . پس از برخورد فضاپیما با جو مریخ ، همزمان با کاهش ارتفاع چتر نجات و موتور هیدروزین تعبیه شده سرعت را از حدود 125 مایل بر ساعت به 5 مایل بر ساعت کاهش می دهند تا فضاپیما بتواند دقیقا در نقطه مورد نظر در قطب شمال مریخ به آرامی بنشیند .

هنگامی که فونیکس به سلامت بر روی مریخ فرود آمد 30 دقیق صبر می کند تا گرد و غبار بوجود آمده در اثر فرود محو شود سپس دو صفحه خورشیدی مدور خود را باز می کند و بعد از آن دیگر ابزار های خود نظیر بازوی روباتیک ، دکل کوچک هواشناسی و دوربین خود را فعال خواهد کرد .

هنگامی که این مریخ نشین صفحات خورشیدی خود را باز کند 5.5 متر پهنا و 1.5 متر طول خواهد داشت ، بازوی روباتیک آن 2.3 متر طول دارد و به مریخ نشین این امکان را می دهد تا محیط اطرافش را به راحتی بررسی کند این بازو قادر است یخ های مریخ را تا چند اینچ حفاری کند و از لایه سطحی یخ ها عبور کرده به یخ ها ی عمیق تر و مدفون شده در زیر سطح سیاره دست یابد و همچینن قادر است  مقداری از خاک سطح مریخ را به عنوان نمونه وارد آزمایشگاه کوچکی کند که در بدنه مریخ نشین طراحی شده . در این آزمایشگاه بوسیله حرارت به این نمونه ها می توان به  مواردی مثل آب و همچنین  کربن ها ی سازنده ی  بلوک های حیات دست یافت . دکل کوچک هواشناسی ققنوس نیز می تواند به بررسی جو سیاره بپردازد و میزان آب و غبار موجود در اتمسفر محل فرود را مورد بررسی دهد . و در طی دوره ی 3 ماهه  فعالیت مریخ نشین وضعیت جو سیاره در بهار و تابستان مریخی نیز تحلیل خواهد شد . 

این پروژه توسط گروهی از دانشگاه آریزونا به سرپرستی پیتر اسمیت هدایت خواهد شد.