خورشید در تعادل

در مقاله قبلی مراحل واکنشهای همجوشی هسته ای درون خورشید را دیدیم.

در هر ثانیه در مرکز خورشید 5 میلیون تن ماده به انرژی تبدیل می شود، در نتیجه خورشید لحظه به لحظه سبکتر می گردد. در طول عمر 5ر4 میلیارد ساله ی خورشید، مقدار زیادی جرم در خورشید به انرژی تبدیل شده است: جرمی معادل 100 برابر جرم زمین! این مقدار 3000/1 (یک - سه هزارم) جرم خورشید است بنابراین تأثیر زیادی بر آن ندارد!

می دانیم که 4 میلیارد سال طول کشیده تا حیات هوشمند به نقطه ای که اکنون هستیم برسد. خوشبختانه یک ستاره مثل خورشید در تعادل پایدار است، یک مکانیسم ساده  از پایان حیات ناگهانی آن (و همچنین زمین) جلوگیری می کند. این یک خاصیت عمومی را بازگو می کند که اگر گاز را فشرده کنیم دمای آن افزایش می یابد، در حالیکه اگر گاز را منبسط کنیم، سرد می شود. سرعت واکنشهای همجوشی در خورشید و دیگر ستارگان (در هسته ی داغ خورشید)، بستگی به دما دارد، بدین صورت که یک افزایش در دما باعث افزایش میزان واکنشها می شود. وقتی دمای هسته به هر دلیلی افزایش می یابد، افزایش تولید انرژی در هسته، فشار را افزایش می دهد. و هسته منبسط می شود، سرانجام دما کاهش می یابد و سرعت واکنش کم می شود. از طرف دیگر کاهش دما باعث کاهش سرعت واکنش و بنابراین فشار می شود. سپس هسته منقبض می شود، دما افزایش می یابد و دوباره به حالت تعادل باز می گردد. این خود- تنظیمی، همانند یک ترموستات عمل می کند و تا وقتی که واکنش ها ادامه داشته باشند کار خواهد کرد. در مورد خورشید این زمان 10 میلیارد سال است نتایج این محاسبات ساده خیلی دور از محاسبات پیچیده ای است که شامل جزئیات زیادی می باشد.

بنابراین می بینیم که خورشید ما در نیمه ی راه زندگی خوشی است که برای 5 میلیارد سال دیگر در کنار ما باقی می ماند. پس با این اطمینان، من و شما امشب راحت تر خواهیم خوابید.

اگر چه عمر ستارگان مختلف فرق می کند، نتیجه ی بنیادین زیر همیشه وجود دارد:

ستارگانِ پرجرم تر از خورشید، عمر کمتری می کنند:

اگر چه ستاره هایی با جرمهای بیشتر از خورشید، سوخت هیدروژن بیشتری دارند، ولی دمای مرکزی آنها خیلی بیشتر است، بنابراین آن را سریعتر می سوزانند و زمان کمتری زندگی می کنند. ستاره ای با جرم 10 برابر جرم خورشید، فقط ده ها میلیون سال زندگی می کند: در برابر عمر کیهان یک چشم بر هم زدن است! در حالی که ستارگان کم جرم، مثل خورشید یا حتی با جرمی کمتر از نصف جرم خورشید برای دهها میلیارد سال ادامه ی حیات می دهند.

ترجمه:

ا.م.گمینی

منبع:

D.R.Altschuler, Children of the stars, 2002, pp 20-25