ستارگان متغير و رصد آنها
به طور کلی به ستارگانی که به هر دليل درخشندگيشان تغيير می کنند، ستارگان متغير گفته می شود.درخشندگی اين ستارگان در دوره های کسری از ثانيه تا چند سال بسته به نوع متغير تغيير می کند. مطالعه علمی اين شاخه از نجوم از اواسط قرن نوزدهم شروع شده و به دليل اهميت آن در کسب اطلاعاتی درباره خواص ستارگان مثل درخشندگی،شعاع،دما،جرم،ترکيبات و... حائز اهميت است.
زمانی تصور می شد که ستارگان متغير، پديده هايی نادر هستند ولی امروزه صدها هزار متغير کشف و بررسی شده است. اين شاخه به دليل گستردگی کاری آن يک حوزه فعاليت برای منجمان آماتور محسوب می شود و در سراسر دنيا موسساتی برای جمع آوری اطلاعاتی درباره ی اين ستارگان شگفت انگيز تأسيس شده است.
در مطالعه هر علمی طبقه بندی يکی از اصول اوليه به شمار می رود. علم مطالعه ستارگان متغير هم از اين امر مستثنی نيست. منجمان با طبقه بندی متغيرها به بررسی خواص و ويژگی های آنها می پردازند. به طور کلی متغيرها به دو نوع متغيرهای« ذاتی» و « غير ذاتی» تقسيم بندی می شوند. متغيرهای ذاتی به آنهايی گفته می شودکه تغيير درخشندگی در اثر تغيير فيزيکی ستاره به وجود آيد. اين متغيرها به دو دسته معروف «تپشی» و «فورانی» تقسيم می شوند.

متغيرهای تپشی : اين دسته از متغيرها شامل ستارگانی هستند که در اثر انبساط و انقباض لايه های سطحی شان دچار تغيير درخشندگی می شوند. تپشها ممکن است شعاعی يا غير شعاعی باشند. تپشهای شعاعی شکل کروی ستاره را ثابت نگه می دارد.درحاليکه تپش غيرشعاعی باعث بيضوی شدن ستاره می شود. اين دسته از متغيرها برحسب دوره تناوب تغييرات،دما و مرحله تحولشان به رده های مختلف و متعددی تقسيم می شوند که به بررسی چند رده مهم آن می پردازيم :
دلتا - قيفاووسی : اين متغيرها نام خود را از سردسته شان دلتا-قيفاووس گرفته اند. متغيرهای دلتا-قيفاووسی، ستارگان جوانی هستند که در مرحله ناپايداری نمودار هرتسپرانگ-راسل به سر می برند. دوره تناوب آنها تا روز و رده طيفی شان F ، G يا K می باشد. افزايش درخشندگی اين متغيرها،سريعتر از کاهش درخشندگيشان رخ می دهد. به عنوان مثال دلتا-قيفاووس در مدت ١/۵روز به بيشينه درخشندگی خود می رسد در حالی که در مدت۴ روز به کمينه خود می رسد. در سال١۹١۲، « هنريتا ليويت» از دانشگاه هاروارد با بررسی۲۵ستاره متغير قيفاووسی در ابر ماژلانی کوچک متوجه نتيجه جالبی شد: هر چه دوره تناوب يک متغير قيفاووسی بلندتر باشد، درخشندگی مطلق آن بيشتر است. اين يافته کشف بزرگی در فاصله سنجی ستاره ها و خوشه های ستاره ای محسوب می شود. در اين روش با اندازه گيری دوره تناوب می توان قدر مطلق ستاره را تعيين کرد و با کمک قدر ظاهری اش فاصله ستاره از ما تعيين می شود. در سال١۹١۷«هارلو شپلی» با اين روش فاصله ما را از مرکز کهکشان به دست آورد.
W- سنبله ای : اين متغيرها جزء ستارگان پير کهکشان ما هستند و به همين دليل در خوشه های کروی و در عرضهای کهکشانی بالا يافت می شوند. دوره تناوب آنها۰/۸تا ۳۵ روز و تغييرات قدرشان بين۰/۳تا١/۲است. اين ستارگان هم از رابطه دوره تناوب-درخشندگی مشابه ای پيروی می کنند ولی برای يک دوره تناوب مشخص۰/۷تا١/۲ قدر ضعيفتر از همتايان قيفاووسی خود هستند.
RR- شلياقی: اين متغيرها جزء ستارگان پير، سفيد ،داغ و کم جرم هستند.منحنی نوريشان شبيه قيفاووسی ها می باشد ولی دوره تناوب آنها کوتاهتر و بين۰/۰۵تا ١/۲روز است. اين متغيرها مستقل از دوره تناوبشان، قدر مطلق ثابتی دارند. دامنه تغييراتشان۰/۳ تا۲ قدر است. جالب اينکه گاهی اوقات می توان تغييرات آنها را در يک شب مطالعه کرد.
RV- ثوری: متغيرهای اين رده ابرغول هايی هستند که دچار تپش ستاره ای شده اند. در بيشينه درخشندگی از رده طيفی F-G هستند در حاليکه در کمينه درخشندگی دمايشان کمتر و از رده K-M محسوب می شوند. دوره تناوب آنها۳۰ تا١۵۰روز و تغييراتشان تا۳ قدر می باشد.
بلند دوره منظم(ميراگونه) : سر دسته اين متغيرها، متغير اوميکرون- قيطس( ميرا ) است. دوره تناوب اين رده۸۰ تا ١۰۰۰روز و تغييرات قدرشان بيش از 5/2 می باشد. در واقع آنها ابر غول هايی از رده طيفي M هستند. تپش ها در اين متغير ها هم به صورت شعاعی و هم غير شعاعی می باشد. شايد به دليل همين تپش هاست که برخی از آنها بيضوی هستند.
نيمه منظم: اين متغيرها غولها و ابر غولهای قرمزی هستند که تغييرات درخشندگی متناوبی را از خود نشان نمی دهند. دوره تناوب آنها ۳۰ تا چند هزار روز و تغييراتشان معمولا" کمتر از۲/۵قدر است.
متغيرهای فورانی (کاتاکليسميک Cataclysmic): همانطور که از نامشان پيداست ، اين متغيرها دچار انبساط و انقباض آرام نمی شوند بلکه ماده خود را به طور ناگهانی و به شدت پرتاب می کنند. اين فورانها تغييرات بسيار شديدی را در درخشندگی ستاره به وجود می آورند. در اينجا به بررسی چند رده معروف از اين متغيرها می پردازيم:
ابرنواخترها: اين اجرام نادر در واقع ستارگان پر جرمی هستند که ناگهان دچار انفجار می شوند و تمام انرژی خود را در فضا آزاد می سازند. گاهی اوقات اين تغييردرخشندگی تا۲۰ قدر می باشد. در طول تاريخ ثبت هايی از اين پديده نادر وجود دارد که نمونه مغروف آن ابر نو اختر سال١۰۵۴ ميلادی است که پس از انفجار به قدر ۶/۰- رسيد ودر روز هم قابل مشاهده بود در کهکشان ما حدود چهار صد سال است که ابر نواختری ظاهر نشده است. آخرين ابر نو اختر کهکشان راه شيری ، ابر نو اختر١۶۰۴ بود که به ستاره کپلر معروف شد.
نواخترها: معمولا" نواخترها مربوط به منظومه های دو تابی می شوند که يک همدم کوتوله ی سفيد و ديگری ستاره ای کم جرم از رشته اصلی می باشد. کوتوله ی سفيد با گرانش قوی خود جرم را از ستاره ی همدمش می ربايد، ريزش جرم بر روی کوتوله ی سفيد باعث افزايش گرما و انرژی در آن می شود. در نتيجه کوتوله ی سفيد که قادر نخواهد بود به سوخت و ساز خود ادامه دهد لايه ی بيرونی خود را به فضا پرتاب می کند و دستخوش انفجار می شود . با اين اتفاق درخشندگی ستاره تا چندين قدر افزايش می يابد و به نظر می رسد که ستاره ای نو در پهنه آسمان ظاهر شده است اين اتفاق معمولا"سريع رخ می دهد و نواختر بسته به نوعش در مدت چند ماه تا چند سال به حالت عادی بر می گردد.گاهی اوقات بعضی از نواختر ها چند بار دچار انفجارات سطحی می شوند که به اين اجرام جالب توجه « نواخترهای باز آيند » گفته می شود . يک نمونه آن، T-اکليل شمالی ( ستاره شعله ) است. اين ستاره در سال١۸۶۶ناگهان به قدر +۲رسيد سپس به درخشندگی عادی خود ( قدر١۰) بازگشت. در سال١۹۴۶نيز مجددا"درخشندگيش تا قدر+۳افزايش يافت .
R-اکليل شمالی : اين رده از متغيرها ابر غول های درخشان ، قرمز رنگ و کميابی هستند که در دوره هايی نامنظم دچار فورانها و شراره هايی می شوند. گاه اين افزايش درخشندگی تا ۹قدر نيز گزارش شده است .

همانطور که ذکر شد نوع ديگر متغيرها ، متغير های غير ذاتی هستند. در اين متغيرها بروز تحول و تغيير فيزيکی باعث تغيير درخشندگی ستاره نمی شوند . اين متغيرها نيز به دو دسته تقسيم می شوند :

متغيرهای گرفتی : اگر راستای گردش يک منظومه دوتايی تقريبا"در امتداد ديد ما باشد ، زمانهايی که يکی از ستاره های منظومه در جلوی ديگری قرار بگيرد جلوی نور همدم خود را می گيرد و درخشندگی منظومه کاهش می يابد . اين اتفاق به طور متناوب توسط هر يک از ستاره های منظومه اتفاق می افتد و يک متغير را به وجود می آورد. دوره تناوب اين نوع متغير نشاندهنده دوره تناوب گردش منظومه دوتايی است و می تواند از چند دقيقه تا چند سال متغير باشد. اختر شناسان با بررسی منحنی نوری اين ستارگان می توانند اطلاعاتی در مورد درخشندگی، شعاع و مدار و ... ستاره های آن به دست آورند. شايد معروفترين نمونه ی اين متغيرها ،b برساووش ( الغول) باشد.
متغير های چرخشی: اين نوع متغيرها به دليل چرخش به دور خود دچار تغيير درخشندگی می شوند. رده ای از آنها در سطح خود لکه های بزرگی دارند که با چرخش ستاره کم و زياد می شود. رده ای ديگر، ستاره هايی بيضوی هستند و در اثر چرخش سطح قابل مشاهدشان تغيير می کند و اين امر باعث تغيير درخشندگی آنها می شود. البته اين تغييرات کم و حدود دهم قدر است.

نامگذاری ستارگان متغير:
کميته ای در انجمن بين المللی نجوم نامگذاری ستارگان متغير را بر عهده دارد. برای نامگذاری از حروف بزرگ انگليسی استفاده می شود. روش نامگذاری به اين صورت است که اولين متغير کشف شده در هر صورت فلکی را با R ، بعدی را S و به همين ترتيب تا Z نامگذاری می کنند. متغيرهای بعدی را با RR ، سپس RS و... RZ ، حالا ازSS و..... SZ استفاده می شود.نامگذاری همين روند را تا ZZ طی می کند. بعد سراغ ابتدای حروف الفبا می روند و ازAA ، شروع می کنند. اين روش تا QZادامه پيدا می کند. در اين روش نامگذاری از حرف J در هيچ ترکيبی استفاده نمی شود. اين نامگذاری در اطلس های ستاره ای به کار می رود. متغيرهایR -اسد ،RV -ثور ، BY -تنين بر اين اساس نامگذاری شده اند.
مبدع اوليه استفاده از حروف لاتين ،Friedrich Argelander، پدر علم مطالعه ستارگان متغير است .او در اواسط قرن نوزدهم نامگذاری را باRشروع کرد. وی اعتقاد داشت که متغير ها اجرامی کمياب هستند بنا بر اين در هر صورت فلکی بيش از۹متغير وجود ندارد. با اين روش در هر صورت فلکی می توان ۳۳۴متغير را نامگذاری کرد. بقيه متغيرها با V334 ،V335و.... نامگذاری می شوند. البته اگر در نامگذاری ستاره ی متغيری از حروف يونانی استفاده شده باشد همان نام برای آن حفظ می شود.
روش ديگری نيز برای معرفی متغير ها به کار می رود. در اين روش که به« توصيف هاروارد » معروف است از مختصات سماوی جرم استفاده می شود. اشکال اين روش اين است که به علت حرکت تقديمی زمين ، مختصات سماوی اجرام تغيير می کند و اين نامگذاری تابع زمان است. به همين دليل اخترشناسان هر سال مختصات ستارگان و اطلس های خود را تصحيح می کنند. به عنوان مثال با اين روش ستاره R -اکليل شمالی با بعد ١۵ساعت و ۴۴ دقيقه و ميل+۲۸( در اعتدال بهاری ١۹۰۰) به صورت ١۵۴۴+۲۸ نامگذاری می شود.

رصد ستارگان متغير:
شايد فکر کنيد که رصد ستارگان متغير و بررسی آنها بدون تلسکوب های بزرگ و نور سنج ها ممکن نيست. اما بدانيدکه در سراسر دنيا ، بسياری از منجمان آماتور با دوربين های دوچشمی معمولی و تلسکوپ های کوچک به رصد ستارگان متغير و جمع آوری داده ها می پردازند . حوزه ی کاری اين بخش از نجوم آنقدر وسيع است که بدون کمک آماتور ها پيشرفت چندانی رخ نمی دهد. در کشورهای زيادی ، موسساتی برای جمع آوری و طبقه بندی رصدهای متغيرها تأسيس شده است. يکی از معروفترين و گسترده ترين آنها انجمن راصدان ستارگان متغير آمريکا (AAVSO) است که قدمت آن به سال١۹١١ باز می گردد.
برای شروع کار ،داشتن يک نقشه ی مناسب و مکان رصد تاريک کافی است. متغيرهايی وجود دارند که می توان آنها را با چشم غير مسلح رصد کرد. b -بر ساووش وd -قيفا ووس نمونه هايی از اين نوع هستند. در مرحله ی بعدی ، داشتن يک دوربين دو چشمی کوچک ( مانند۵۰*١۰ ) و نقشه ی نسبتاً دقيق ( مانندSky atlas 2000.0 ) مناسب است . با اين ابزارها می توانيد کار خود را توسعه دهيد. هرچه آسمان محل رصدتان تاريکتر و بدور از آلودگی نوری باشد می توانيد متغيرهای بيشتریرا رصد کنيد. با قوی شدن ابزارها، تعداد ستاره های قابل مشاهده افزايش می يابد و مسأله ی مهم پيدا کردن متغيرها در ميان ديگر ستارگان است. علاوه بر نقشه ی دقيق ،اين کار به تجربه ی رصدی شما بستگی دارد. استفاده از روش « پرش ستاره ای» کمک موثری خواهد بود. برای موفقيت در اين روش، ابتدا توجه خود رابه ستاره های درخشان ميدان ديد خود معطوف سازيد. پس از مقايسه ستاره ها با نقشه و اطمينان از درست بودن کارها به سراغ ستاره های کم نور تر برويد. اگر بزرگنمايی ابزارتان قابل تغيير است بهتر اينکه ابتدا از بزرگنمايی کم تر استفاده کنيدتا ميدان ديدتان بزرگتر شود. پس از پيدا کردن ستاره های نزديک متغير ، بزرگنمايی را افزايش دهيد تا دقت کارتان بالا برود. مهمترين کار شما در رصد متغيرها، تخمين قدر آنهاست. متداول ترين روش برای اينکار به روش کسری ( جزء به جزء ) معروف است يعنی برای تخمين قدر متغير، درخشندگی آن را با دو يا چند ستاره مقايسه کنيد. ستاره های مقايسه نبايد متغير باشند. بهتر است اين ستاره ها در همان ميدان ديدتان قرار داشته باشند و حد اقل يکی کم نورتر و يکی پر نور تر از متغير باشند. حال با مقايسه ی دقيقتر و در نظر گرفتن اختلاف قدر ستاره های مقايسه و درخشندگی متغير می توانيد قدر ستاره ی متغير را تخمين بزنيد. لازمه ی اين کار دانستن قدر ستاره های مقايسه است که می توانيد آن را از راهنمای اطلس های ستاره ای يا نرم افزار های نجومی استخراج کنيد. معتبر ترين مرجع برای راصدان متغيرها کاتالوگ عمومی ستارگان متغير (GCVS ) است.البته AAVSO نقشه های ستاره ای را منتشر کرده است که در آنها اطلاعات اوليه ی بسياری از متغير ها ، نقشه و قدر ستاره های اطراف متغير موجود است. معمولا" اين نقشه ها در مقياس ها و دقت های مختلف قابل دسترسی می باشد.

در رصد متغيرها با کمی تمرين متوجه می شويد که تشخيص۰/۵ قدر اختلاف چندان مشکل نيست. با ممارست بيشتر می توانيد دقت خود را به۰/۲و شايد هم ۰/١قدر برسانيد. پس از تخمين قدر بايد گزارش خود را تکميل کنيد. نام ستاره ی متغير، مختصات متغير ( توصيف هاروارد ) ، تاريخ و زمان رصد ، قدر تخمينی متغير ، نام و قدر ستاره های مقايسه ، ابزار و مقياس نقشه ی مورد استفاده ، نکات مربوط به شرايط رصدی ( حد قدر دوربين در هنگام رصد ، شرايط آب و هوايی و....) را حتما" در گزارش خود قيد کنيد. برای رصد تغييرات درخشندگی متغير بايد رصد خود را در شبهای ديگر ادامه دهيد. سوال مهم اينجاست که فواصل بين رصدها چقدر بايد باشد ؟ پاسخ به نوع متغيرتان بستگی دارد. برای متغيرهای بلند دوره ، يکبار رصد در هر دو هفته کافی است اما اگر متغير شما يک قيفاووسی است سعی کنيد هر شب آن را رصد کنيد. در مورد متغير های فراوانی هميشه بايد گوش به زنگ باشيد. نتيجه ی پايانی رصدهايتان به دست آوردن منحنی نوری متغير است. برای اينکار قدرهای تخمينی را در نموداری که محور عمودی آن درخشندگی ( بر حسب قدر ) و محور افقی آن زمان است ، وارد کنيد. برای مشخص کردن زمان می توانيد محور را تاريخ گذاری کنيد. معمولا" در رصدهای علمی زمان را بر حسب تاريخ ژوليانی می سنجند.
Joseph Justus Scaliger در سال١۵۸۲به افتخار نام پدرش ، ژوليوس ، اين تاريخ را پيشنهاد کرد. تاريخ ژوليانی تعداد روزهای گذشته از ظهر اول ژانويه۴۷١۳قبل از ميلاد است. تعداد ساعتهای گذشته از روز را هم به صورت کسر روز در تاريخ منظور می کنند. به عنوان مثال ساعت۲۰ ( به وقت گرينويچ ) روز اول مهر ۱۳۸۲مطابق تاريخ ژوليانی معادل ۲۴۵۲۹۰۶/۳۳ است. فايده ی اين تاريخ آن است که به علت مبدأ قديمی آن همواره برای ثبت های نجومی با عددی مثبت مواجه هستيم.
برای بهبود رصد متغيرها به چند نکته توجه کنيد :
در رصد و تخمين قدر متغيرهای قرمز رنگ دقت بيشتری کنيد . در مشاهده مداوم و طولانی ، اين ستاره ها درخشان تر از مقدار واقعی به نظر می رسند. اين اثر بهPurkinjeمعروف است. به همين دليل برای تخمين قدر اين متغيرها از نگاه اجمالی و گذرا استفاده کنيد تا در مقدار قدرشان اغراق صورت نگيرد . يا اينکه دوربين را کمی از حالت فوکوس خارج کنيد . در اين حالت ستاره ها به صورت کره هايی کوچک و کمی محو ديده می شوند و تخمين قدر را راحتتر می سازند.
_ هميشه متغير و ستاره های مقايسه را در مرکز ميدان ديد قرار دهيد. به دليل خطاهای متداول ابزارها ، ستاره ها در کنار ميدان ديد کم نورتر به نظر می رسند.
_ تا حد امکان رصدها را در شرايط يکسان انجام دهيد. وجود ابرهای رقيق، ارتفاع کم متغير و نور ماه می توانند در افزايش خطای تخمين قدر موثر باشند.
اين نکته ی مهم را فراموش نکنيد که موفقيت در نجوم نيازمند صبر و پشتکار فراوان است.
[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]