آیا میتوان یک ستاره را وزن نمود؟

یونس بخشی

به راستی اخترشناسان چگونه میتوانند یک ستاره را که تریلیون ها مایل از ما دور قرار دارد، وزن نمایند؟ در اکثر موارد نمی توانند چنین کاری را انجام دهند، اما با استفاده از مدل های رایانه ای ساختار ستاره ها میتوانند بسیار دقیق تخمین بزنند.
یک روش جدید توسط یک دانشمند فیزیک نجومی بنام دیوید کیپینگ نشان میدهد که در موارد خاص ما میتوانیم یک ستاره را مستقیمأ وزن کنیم. اگر ستاره یک سیاره داشته باشد و آن سیاره هم قمری بدور خود داشته باشد و هر دو از برابر صفحه ستاره مادر عبور کنند، در آنصورت ما می توانیم اندازه و مدار آنها را اندازه گیری نموده و اطلاعات زیادی در مورد ستاره بدست بیاریم.

کیپینگ می گوید: " اکثرأ از من می پرسند که چگونه اخترشناسان ستاره ها را وزن میکنند. برای این روش ما یک تکنیک جدید را در ابزار کاری خود اضافه نموده ایم".
اخترشناسان بیش از 90 سیاره را در زمانی که از برابر ستاره مادر عبور میکردند کشف نموده اند. با اندازه گیری آن مقدار از نور ستاره که توسط سیاره مسدود شده، میتوانیم محاسبه کنیم که این سیاره نسبت به ستاره مادر چقدر بزرگ است. اما اخترشناسان نمی توانند بطور دقیق بدانند که آن سیاره چقدر بزرگ است، مگر اینکه اندازه دقیق ستاره را بدانند. مدل های کامپیوتری تخمین های بسیار دقیقی را بدست میدهند، اما در علم اندازه گیری های واقعی بهتر است.
دکتر کیپینگ دریافته، اگر یک سیاره در حال عبور چنان قمر بزرگی داشته باشد که بتوانیم آن را ببینیم ( بتواند نور ستاره را مسدود کند)، در آنصورت این منظومه سیاره – قمر- ستاره میتواند طوری اندازه گیری شود که به ما اجازه دهد تا بزرگی و حجم هر سه را محاسبه کنیم.

کیپینگ می گوید: " اساسأ ما مدار سیاره بدور ستاره و مدار قمر بدور سیاره را اندازه گیری می کنیم. سپس از طریق قوانین حرکت کپلر میتوانیم جرم ستاره را محاسبه کنیم".
این پروسه آنچنان هم ساده نیست و نیازمند چندین گام متوالی می باشد. با اندازه گیری چگونگی مسدود شدن نور ستاره در زمان عبور سیاره و قمر آن، اخترشناسان سه عدد یا مسئله کلیدی را یاد میگیرند: 1) دوره گردش مداری قمر و سیاره. 2) اندازه مدار نسبت به ستاره. 3) اندازه سیاره و قمر نسبت به ستاره.
با وارد نمودن این اعداد به قانون سوم کپلر میتوان چگالی ستاره و سیاره را بدست آورد. چنانچه میدانید چگالی در واقع جرمی مشخص در یک حجم معین است، بنابراین چگالی یک سیاره اندازه و جرم آن سیاره را به ما بدست میدهد. در نهایت، اخترشناسان تکان های ستاره را که در اثر کشش گراشنی سیاره بوجود می آید و بنام سرعت شعاعی یاد میشود، اندازه میگیرند. با ترکیب سرعت یا گردش اندازه گیری شده و جرم مربوطه اخترشناسان میتوانند جرم ستاره را بطور مستقیم محاسبه کنند.
کیپینگ می گوید: " اگر در یک مورد قمری وجود نداشته باشد، در آنصورت کل این عمل غیر ممکن می باشد. نبود قمر به معنی این است که ما نمی توانیم چگالی سیاره را دقیق محاسبه کنیم، بنابرین کل پروسه با مانع روبرو می شود."

کیپینگ تا حال این روش را در عمل پیاده نکرده، زیرا هیچ ستاره ی که دارای سیاره و سیاره آن قمر داشته باشد، کشف نشده. اما تلسکوپ فضایی کپلر ناسا میتواند چندین منظومه نامبرده را کشف کند و بعد از کشف میتوان روش آقای کیپینگ را برای وزن نمودن ستاره ها بکار برد.