خورشید تا چند سال در مرحله‎ی غول سرخی باقی می‌ماند؟

پاسخ اختصاصی به کانوت:

کارشناس ارشد اخترفیزیک٬ پژوهشگر فیزیک خورشید و منجم آماتور باسابقه

The Sun in Hydrogen Alpha Light on 02-07-2013

خورشید، درست مثل همه‌­ی ستاره­‌های دیگر، روند تحولی خاص خود را دارد؛ در حدود ۴/۵ میلیارد سال قبل به­‎وجود آمده و به‌­تدریج به تعادل و پایداری رسیده است، و ­اکنون به‌صورت یک ستاره­‌ی معمولی در حال نور افشانی است.

آینده­‌ی خورشید

سرنوشت بعدی یک ستاره را عمدتاً جرم (مقدار ماده­‌ی تشکیل دهنده­) و نوع فرآیند تولید انرژی (یا ترکیب شیمیایی آن) تعیین می­‌کند. گفته می­‌شود خورشید که هم­‌اکنون در حال تبدیل هیدروژن به هلیوم است، حداقل تا ۴ میلیارد سال آینده به همین روند ادامه می­‌دهد، بدون این­که تغییر مهم و عظیمی در آن رخ دهد. البته تغییرات تدریجی و آرام در این مدت اتفاق می­‌افتد. مثلاً خورشید شناسان پیش­‌بینی می­‌کنند تا ۴ میلیارد سال دیگر درخشندگی خورشید تا ۵۰ درصد و قطر آن تا ۲۵ درصد بیشتر از مقدار فعلی می­‌شود.

خورشیدِ غول­‌سرخ

بعد از این مرحله است که ماجرا هیجان­‌انگیز می­‌شود! سوخت هیدروژنیِ مرکز خورشید تمام می­‌شود و درون آن به­‌تدریج به سردی می­‌گراید. در این حالت فشار تابشی رو به بیرون، که عامل مهمی برای پایداری ستاره در برابر فشار گرانشی رو به داخلِ آن بود، تضعیف می­‌شود و تعادل، به نفع گرانش از بین می­‌رود. سپس مرکز ستاره در اثر فشار بسیار زیاد ناشی از وزن لایه­‌های بالاتر، به شدت فشرده و گرم می­‌شود، تا جایی که دوباره فشار و دمای بالای مورد نیاز برای شروع فرآیند هم­جوشی هیدروژن، در لایه­‌های پیرامون توده­‌ی مرکزیِ هلیومی فراهم می­‌شود. در اثر این فرآیند دوباره انرژی بسیار زیادی در نواحی مرکزی خورشید تولید می­‌شود که تمایل دارد هرچه سریع­‌تر خود را به بیرون از خورشید برساند. بنابراین لایه­‌های بیرونی­‌تر خورشید که عمدتاً از هیدروژن ساخته شده­‌اند، در اثر فشار تابشی نواحی درونی، به سرعت (البته در مقیاس زمان­‌های نجومی) منبسط می­‌شوند. نتیجه این­که ستاره­‌ای خواهیم داشت که اندازه­‌ی آن بسیار بزرگ و دمای آن به‌­دلیل انبساط، کم­تر از مقدار متوسط است و به رنگ قرمز می­‌درخشد؛ یعنی یک غول سرخ.

Evolution_of_a_sun-like_star

برنامه­‌ی زمانی تغییرات خورشید در مرحله­‌ی غول­‌سرخی

ورود خورشید به فاز غول‌­سرخی از ۱۰ میلیارد سالگی آغاز می­‌شود. اندازه­‌ی آن در مدت ۵۰۰ میلیون سال به تقریباً دو برابر و سپس در مدت­‌زمانی مشابه، تا دویست برابر مقدار کنونی می­‌رسد. در این حالت به­ این دلیل که اندازه و مساحت سطح ستاره­‌ی غول خیلی بزرگ است، درخشندگی تا ۱۰۰۰ برابر مقدار کنونی افزایش می­‌یابد. مرحله­‌ی پایانی این تحول تنها در ۱۰۰ میلیون سال اتفاق می­‌افتد و دمای سطحی خورشید به حدود ۳۵۰۰ کلوین می‌­رسد. خورشید بعد از این بازه­‌ی یک میلیارد ساله، در حالی که در فاز غول­‌سرخی قرار دارد، به مدت ۱۲۰ میلیون سال دیگر زنده و فعال است. در این مدت ذخیره­‌ی هیدروژن خورشید به­‌کلی تمام می­‌شود و مرحله­‌ی هلیوم سوزی آغاز می­‌شود. بعد از پایان ذخیره­‌ی هلیوم، اتفاقات مشابهی روی می­‌دهد. برای حدود ۲۰ میلیون سال خورشید نسبتاً پایدار است اما بعد از آن ناپایداری­‌های عظیمی رخ می­‌دهد. دما و تابندگی خورشید در هر صدهزار سال به­‌صورت تپش‌های دوره­‌ای افزایش می­‌یابد و این افزایش تا چند صد سال طول می­‌کشد. پیش­‌بینی می­‌شود خورشید تا چهار مرتبه از این نوع تپش­‌ها را تجربه می­‌کند و سپس با از دست دادن لایه­‌های بیرونی، وارد مرحله­‌ی دیگری از سیر تحولی خود می­‌شود. همه­‌ی این فرآیندها را می­‌توان به فاز غول­‌سرخی ستاره­‌ای مانند خورشید نسبت داد.

  • farnoosh

    سلام
    با تشکر ازآقای الطافی و پاسخشون،همچنین با آرزوی توفیق روزافزون برای ایشان و همه ی دست اندرکاران کانوت.

تمام حقوق این سایت برای © 2018 پرسش و پاسخ محفوظ است. خدمتی از کانون نگارش و ترجمه کانوت
قدرت گرفته از وردپرس فارسی