سلام الله علیک یا فاطمه الزهراء

ستاره‌ فراغول‌ چیست و چه ویژگی‌هایی دارد

ستاره فراغول چیست

ستاره فراغول (Hypergiant star)

ستاره‌ فراغول‌ چیست: فراغول (Hypergiant star) ستاره‌ پُرجِرم و بسیار تابنده‌ای است که شعاع آن معمولا بیش از ۱۰۰۰ برابر شعاع خورشید است. جرم برخی از فراغول‌ها ۱۵۰ برابر جرم خورشید است و برخی از آن‌ها میلیون‌ها برابر از خورشید تابنده‌ترند. همانطور که گفتیم، فراغول‌ها از نظر حجمی نیز ستاره‌های بزرگی هستند و قطر آن‌ها حدود هزار برابر قطر خورشید  یا بیش از آن است. دیگر ویژگی مهم فراغول‌ها ناپایداری آن‌هاست یعنی شرایط حاکم بر آن‌ها چندان دوام ندارد و دما و تابندگی آن‌ها پیوسته تغییر می‌کند. ستاره فراغول‌ از ابتدا چنین بزرگ نبوده است. برخی ستاره‌ها پس از میلیون‌ها سال زندگی و تغییر از وضعی به وضع دیگر، رفته‌رفته بسیار بزرگ‌تر می‌شوند و جرم آن‌ها نیز افزایش می‌یابد. طی این فرآیند، برخی از آن‌ها به ستاره‌های غول (Giant star)، برخی به ستاره‌های ابرغول (Supergiant star) و برخی دیگر به ستاره‌های بسیار بزرگ یا اصطلاحا فراغول (Hypergiant star) تبدیل می‌شوند.

توضیح تصویر ابتدای مقاله: تصویری گرافیکی از ستاره فراغول وی‌وای سگ بزرگ (VY Canis Majoris)

برای آشنایی بیشتر با فراغول‌ها لازم است ابتدا مفهومی به نام «محدوده ادینگتون» را مرور کنیم.

مطی مرتبط: طیف الکترومغناطیسی چیست

محدوده ادینگتون چیست

محدوده ادینگتون یعنی: حداکثر تابندگی یک ستاره طوری که بین فشار تابشی حاصل از سوختن ستاره (که جهتش رو به بیرون است) و نیروی گرانش ستاره (که جهتش رو به درون است) تعادل ایجاد شود.

فراغول‌ها اغلب بسیار به این محدوده نزدیک هستند اما گاهی حتی از آن عبور می‌کنند و اگر چنین شود، ستاره بخشی از گازهای لایه خارجی خود را بیرون می‌پاشد که این پدیده به‌شکل انفجارهای پرنور مشاهده می‌شود. طی این فرآیند، ستاره در بازه‌های زمانی خاص سوسو می‌زند و به عبارتی میزان تابندگی آن تغییر می‌کند. منظور از ناپایداری فراغول‌ها نیز همین پدیده است.

مطلب مرتبط: ستاره چیست و چگونه تشکیل می‌شود؟

انواع ستاره‌های فراغول

فراغول‌ها در نمودار هرتسبرونگ-راسل درست در بالای نمودار جای دارند. فراغول‌ها را می‌توان به چند نوع تقسیم کرد.

ستاره‌ متغیر با نور آبی (LBV) چیست

ستاره‌های متغیر تابنده آبی یا LBV (مخفف Luminous Blue Variables) بسیار داغ و به‌همین سبب آبی هستند. اما رنگ این ستاره‌ها نیز ممکن است طی دوره کوتاه زندگی‌شان تغییر کند. این ستاره‌های فراغول بسیار کم‌یابند و گاهی ابرغول‌های آبی را نیز جزو همین دسته محسوب می‌کنند. ستاره اتا کارینا از همین دسته است (تصویر ۱).

ستاره‌ فراغول‌ آبی چیست

ستاره‌شناسان شماری از فراغول‌های آبی کهکشان راه شیری را مطالعه و سپس چند احتمال مطرح کرده‌اند. فراغول‌های آبی (blue hypergiant)، یا ستاره‌هایی بسیار پرجرم در مرحله تکامل نامعمول هستند و یا از ترکیب دو یا چند ستاره در یکی از مراحل اولیه تکامل‌شان پدید آمده‌اند.

در نمودار هرتسبرونگ-راسل، فراغول‌های آبی بین ابرغول‌های آبی و ستاره‌های LBV جای می‌گیرند. آن‌ها معمولا بخشی از فاز تکامل عادی ستاره‌هایی هستند که جرم‌شان بیش از ۳۰ برابر جرم خورشید است.

ستاره‌ فراغول‌ سرخ چیست

فراغول‌های سرخ (red hypergiant) بزرگ‌ترین ستاره‌هایی هستند که بشر تاکنون در عالم کشف کرده است. آن‌ها بسیار بزرگ هستند یعنی علاوه بر جرم فراوان‌شان، اندازه بسیار بزرگی هم دارند و آخرین مراحل زندگی‌شان را می‌گذرانند. در دسته‌بندی طیفی ستاره‌ها، فراغول‌های سرخ جزو ستاره‌های نوع M محسوب می‌شوند. ستاره‌هایی که هنگام تولد، جرم‌شان بیش از ۴۰ برابر جرم خورشید است نهایتا به فراغول سرخ تبدیل می‌شوند.

ستاره‌ فراغول‌ زرد چیست

فراغول‌های زرد (yellow hypergiant) تا به‌حال کم‌یاب‌ترین ستاره‌های کهکشان ما و احتمالا کم‌یاب‌ترین ستاره‌های عالم هستند و علت اصلیش این است که زندگی‌شان بسیار کوتاه است و معمولا بیش از چند هزار سال زندگی نمی‌کنند که این زمان در مقیاس نجومی زمان بسیار کوتاهی است.

فراغول‌های زرد حدودا در بالای نمودار هرتسبرونگ-راسل و در میانه آن جای دارند طوری که ستاره‌های نوع A، F، G و K را شامل می‌شوند. آن‌ها درست بر فراز ناحیه‌ای از نمودار هستند که به آن نوار ناپایداری (instability strip) می‌گویند، ناحیه‌ای که ستاره‌های نسبتا کم‌شمار و بسیار ناپایداری دارد. بالای آن ناحیه دیگری موسوم به خلاء تکاملی زرد (Yellow Evolutionary Void) تعریف شده است. ستاره‌های این ناحیه نیز بسیار ناپایدارند و مقادیر فراوانی از جرم خود را بیرون می‌پاشند.

برخی از فراغول‌های زرد شاید در حال تبدیل شدن از سرخ به آبی هستند و یکی از فازهای کوتاه دوره تکاملی خود را می‌گذرانند. برخی دیگر نیز شاید ستاره‌های بسیار داغی هستند اما شبه‌فتوسفر بسیار خنک‌تری دارند و به‌همین سبب زرد دیده می‌شوند.

مطلب مرتبط: رنگ ستاره‌ها و ارتباط آن با دمای سطح ستاره

نام و ویژگی برخی از ستاره‌های فراغول

فراغول‌های ستاره‌های کمیابی هستند اما اخترشناسان تاکنون شماری از آن‌ها را کشف کرده‌اند. در ادامه برخی از ستاره‌های فراغول معرفی می‌شوند.

ستاره اتا کارینا: فراغول متغیر با نور آبی

ستاره اتا کارینا (Eta Carinae) از معروف‌ترین فراغول‌هایی است که بشر کشف کرده است. فاصله ستاره اتا کارینا از زمین ۷۵۰۰ سال نوری است و مشخصه‌های لازم برای این‌که فراغول محسوب شود را داراست. طبق برآوردها جرم اتا کارینا ۱۲۰ تا ۱۳۰ برابر جرم خورشید است. احتمالا جرم اصلی این ستاره پیش‌تر ۱۵۰ برابر جرم خورشید و نتیجتا یکی از پرجرم‌ترین اجرام آسمانی عالم اطراف ما بوده است.

اتا کارینا ستاره بسیار تابنده‌ای است. این ستاره یک میلیون تا ۵ میلیون بار تابنده‌تر از خورشید است. اتا کارنیا در سال ۱۶۷۷ کشف شد و از آن زمان تاکنون انفجارهای متناوبی در آن کشف شده که سبب شده است بسیار درخشان‌تر شد. علتش همانطور که اشاره شد، عبور آن از محدوده ادینگتون است که سبب شده است حجم عظیمی از مواد از سطح آن به فضای بیرون فوران کند.

ستاره‌ فراغول‌ چیست

تصویر ۱. ستاره فراغول اتا کارینا: این عکس را تلسکوپ هابل در سال ۱۹۹۵ ثبت کرده است. اتا کارینا نقطه‌ درخشان در مرکز تصویر است. دو ابر بزرگ در دو سوی ستاره، بازمانده‌های انفجار بزرگی هستند که حدود ۱۶۰ سال پیش رخ داده است.

مطلب مرتبط: ویژگی‌های ستاره نسر واقع (کرکس نشسته) – Vega

در سال ۱۸۴۳ اخترشناسان تصور کردند که اتا کارینا در اثر انفجار ابرنواختر از هم پاشیده است. این ستاره برای مدتی پس از شباهنگ دومین ستاره درخشان آسمان اطراف ما تلقی می‌شد. اما با رصدهای بعدی مشخص شد که اتا کارینا آن انفجار سخت را پشت سر نهاده است. لذا احتمال دادند که شاید آن انفجار نه یک ابرنواختر بلکه فوران عظیم مواد ستاره به بیرون بوده است. چنین رویدادی را ابرنواخترنما (Supernova imposter) می‌نامند و این پدیده نخستین بار همان سال مشاهده شد.

مطلب مرتبط: ستاره ابرغول زرد چیست و چه ویژگی‌هایی دارد

ستاره وی‌وای سگ بزرگ: فراغول سرخ

وی‌وای سگ بزرگ (VY Canis Majoris)، فراغول سرخ و از بزرگ‌‌ترین ستاره‌های کهکشان راه شیری است که حدود ۴۰۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد. جرم این ستاره حدود ۱۰ تا ۲۵ برابر جرم خورشید و شعاع آن ۱۴۲۵ بار از شعاع خورشید بیشتر است. وی‌وای سگ بزرگ، فراغول سرخ است و این یعنی اواخر زندگی خود را می‌گذراند. این ستاره احتمالا در ۱۰۰,۰۰۰ سال آینده طی انفجار ابرنواختر منفجر خواهدشد و هسته آن در خود فروخواهد شکست. وی‌وای سگ بزرگ جرم فراوانی دارد و لذا ممکن است پس از انفجار ابرنواختر به سیاه‌چاله تبدیل شود.

ستاره وی‌وای سگ بزرگ: فراغول سرخ

تصویر ۲. ستاره وی‌وای سگ بزرگ: فراغول سرخ