بزرگترین ستاره جهان که تاکنون توسط اخترشناسان و تلسکوپهای مدرن شناسایی شده، یک ابرغول سرخ استثنایی به نام استیونسون ۲-۱۸ (Stephenson 2-18) است. شعاع این ستاره هیولاوار حدود ۲۱۵۰ برابر خورشید و حجم آن نزدیک به ۱۰ میلیارد برابر خورشید ما برآورد میشود؛ بهطوریکه اگر در مرکز منظومه شمسی ما قرار گیرد، مدار سیاره زحل را نیز به طور کامل در بر خواهد گرفت.
انسان همواره هنگامی که در یک شب تاریک و پرستاره به آسمان چشم میدوزد، در برابر شکوه و عظمت بیانتهای کیهان احساس شگفتی و ناچیزی میکند. خورشید ما به عنوان قلب تپنده منظومه شمسی، کرهای سوزان است که حدود ۱.۳ میلیون سیاره زمین در آن جای میگیرد؛ اما در مقیاسهای کهکشانی، خورشید تنها یک ستاره کوتوله زرد رنگ متوسط و معمولی به شمار میرود. فراتر از مرزهای منظومه شمسی، اجرام کیهانی چنان ابعاد سهمگینی دارند که درک اندازه واقعی آنها ذهن هر انسانی را به چالش میکشد.
بر اساس دادههای ارائهشده توسط سازمان فضایی ناسا (NASA) و نشریه علمی معتبر ScienceDaily، کشف و اندازهگیری ابعاد غولهای کیهانی به واسطه تلسکوپهای فضایی و تکنیکهای تداخلسنجی نوری در سالهای اخیر دستخوش تحول عظیمی شده است. درست همانطور که کاوش در عمیقترین نقطه اقیانوس و شگفتیهای گودال ماریانا رازهای زمین را برملا میکند، کندوکاو در قلمرو ستارگان نیز وسعت آفرینش را به تصویر میکشد. در این مقاله هیجانانگیز از مجله هفت گنج، سفری شگفتانگیز به اعماق کهکشان راه شیری خواهیم داشت تا با مشخصات باورنکردنی، فیزیک پیدایش و سرنوشت پایانی بزرگترین هیولای درخشان عالم آشنا شویم.
استیونسون ۲-۱۸ کجاست و چگونه کشف شد؟
ستاره استیونسون ۲-۱۸ (که با نامهای علمی RSGC2-18 یا Stephenson 2-DFK 1 نیز شناخته میشود) در فاصلهای معادل حدود ۲۰ هزار سال نوری از سیاره زمین، در صورت فلکی «سپر» (Scutum) جا خوش کرده است. این غول سرخ در دل یک خوشه ستارهای باز و بسیار متراکم به نام «استیونسون ۲» قرار دارد که در سال ۱۹۹۰ میلادی توسط اخترشناس نامدار آمریکایی، چارلز بروس استیونسون، کشف شد.
خوشه استیونسون ۲ یکی از غنیترین و پرانرژیترین نواحی کهکشان راه شیری برای میزبانی از ابرغولهای سرخ است. به دلیل وجود مقادیر متراکم گاز و غبار میانستارهای در صفحه کهکشان، این ستاره در نور مرئی تا حد زیادی محو و تاریک به نظر میرسد؛ اما زمانی که تلسکوپهای فروسرخ پیشرفته به رصد این منطقه پرداختند، نور خیرهکننده و شعاع غیرقابلباور استیونسون ۲-۱۸ جامعه نجومی جهان را شگفتزده کرد.
مقایسه ابعاد باورنکردنی: تجسم استیونسون ۲-۱۸ در برابر خورشید و زمین
برای اینکه عظمت واقعی بزرگترین ستاره جهان را تجسم کنید، مقایسههای تصویری زیر را مرور کنیم:
- شعاع خورشید: حدود ۶۹۶ هزار کیلومتر است.
- شعاع استیونسون ۲-۱۸: تقریباً ۲۱۵۰ برابر شعاع خورشید، یعنی نزدیک به ۱.۵ میلیارد کیلومتر (معادل ۱۰ واحد نجومی)!
- حجم: حجم این ستاره تقریباً ۱۰ میلیارد برابر حجم خورشید است. به بیان سادهتر، اگر استیونسون ۲-۱۸ یک جعبه خالی بزرگ بود، میشد ۱۰ میلیارد کره به اندازه خورشید یا حدود ۱۳ کادریلیون (۱۳ میلیون میلیارد) سیاره زمین را درون آن جای داد!
- اگر جای خورشید بود: اگر این غول سرخ را در مرکز منظومه شمسی به جای خورشید قرار میدادیم، سطح بیرونی آن نه تنها سیارات عطارد، زهره، زمین و مریخ را در خود ذوب و تبخیر میکرد، بلکه کمربند سیارکها، سیاره غولپیکر مشتری و مدار سیاره زحل را هم به طور کامل میبلعید! فضاپیماهای ما برای رسیدن به سطح این ستاره باید تا نزدیکی مدار اورانوس پیش میرفتند.
آزمون شگفتانگیز سرعت نور در مدار استیونسون ۲-۱۸
نور سریعترین پدیده در تمام جهان فیزیکی است که با سرعت سرسامآور ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه حرکت میکند. نور میتواند در کمتر از ۱.۳ ثانیه فاصله زمین تا ماه را طی کند و در هر ثانیه ۷.۵ بار دور خط استوای کره زمین بچرخد. اما در برابر استیونسون ۲-۱۸، حتی سرعت نور هم کند به نظر میرسد!
یک پرتو نور برای اینکه یک دور کامل به دور خط استوای خورشید ما بگردد، تنها به ۱۴.۵ ثانیه زمان نیاز دارد. اما همین پرتو نور برای چرخیدن دور استیونسون ۲-۱۸ باید حدود ۸.۷ ساعت با تمام سرعت بیوقفه بتازد! این مقایسه به تنهایی گستردگی مبهوتکننده این کره گازی سوزان را به زیبایی آشکار میسازد.
رقبای تاریخی برای عنوان بزرگترین ستاره کیهان
در طول دهههای گذشته، عنوان «بزرگترین ستاره جهان» میان چندین غول کیهانی دستبهدست شده است. هر بار با ارتقای دقت ماهوارههای اخترسنجی (بهویژه ماهواره گایا متعلق به آژانس فضایی اروپا)، ابعاد و فاصلهسنجی ستارگان تصحیح شده است. مشهورترین رقبای این ستاره عبارتند از:
۱. یو وای اسکوتی (UY Scuti)
تا پیش از بازبینی دادههای نجومی در سال ۲۰۲۰، یو وای اسکوتی با شعاع تخمینی ۱۷۰۸ برابر خورشید به عنوان پادشاه ستارگان شناخته میشد. اما اندازهگیریهای جدیدتر ماهواره گایا نشان داد که فاصله این ستاره از زمین کمتر از حدسهای قبلی بوده و شعاع واقعی آن در حدود ۹۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر خورشید برآورد میشود؛ هرچند هنوز یکی از باشکوهترین ابرغولهای سرخ کهکشان ماست.
۲. بتلجوز یا ابطالجوزا (Betelgeuse)
شاید آشناترین غول سرخ برای اهالی زمین، ستاره سرخرنگ شانه صورت فلکی شکارچی یعنی بتلجوز باشد. بتلجوز با شعاعی حدود ۷۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر خورشید، در فاصله نسبتاً نزدیک ۶۵۰ سال نوری قرار دارد. تغییرات روشنایی شدید این ستاره در سالهای اخیر دانشمندان را مشتاق کرده تا شاهد انفجار ابرنواختری آن در آینده نزدیک باشند.
۳. وی وای سگ بزرگ (VY Canis Majoris)
این ستاره متغیر نیز سالها در صدر جداول نجومی قرار داشت و شعاع آن بین ۱۴۰۰ تا ۲۰۰۰ برابر خورشید حدس زده میشد. با بهبود محاسبات تلفات جرمی ناشی از فورانهای گازی، شعاع پایدار آن حدود ۱۴۲۰ برابر خورشید تعدیل شد.
۴. وسترهلند ۱-۲۶ (Westerlund 1-26)
یک ابرغول سرخ دیگر با شعاعی در حدود ۱۵۰۰ برابر خورشید که در خوشهای پر از ستارگان غولآسا در فاصله ۱۵ هزار سال نوری واقع شده است.
برای درک بهتر رفتار اجرام آسمانی متحرک، مرور مقاله ستاره دنبالهدار چیست و منشا آن در سامانه خورشیدی مکمل بسیار جذابی برای علاقهمندان به علم نجوم خواهد بود.
جدول مقایسه جامع: بزرگترین ستارگان شناختهشده کهکشان
جدول دادههای اخترفیزیکی زیر، جایگاه استیونسون ۲-۱۸ را در میان قدرتمندترین ستارگان جهان هستی نشان میدهد:
| نام ستاره | شعاع (برابر خورشید) | فاصله از زمین (سال نوری) | صورت فلکی | درخشندگی (برابر خورشید) |
|---|---|---|---|---|
| استیونسون ۲-۱۸ (پادشاه فعلی) | ۲۱۵۰ R☉ | حدود ۲۰,۰۰۰ | سپر (Scutum) | حدود ۴۴۰,۰۰۰ L☉ |
| وسترهلند ۱-۲۶ | ۱۵۳۰ R☉ | حدود ۱۵,۰۰۰ | آتشدان (Ara) | حدود ۳۸۰,۰۰۰ L☉ |
| وی وای سگ بزرگ (VY CMa) | ۱۴۲۰ R☉ | حدود ۳,۹۰۰ | سگ بزرگ (Canis Major) | حدود ۲۷۰,۰۰۰ L☉ |
| ایاچ عقرب (AH Scorpii) | ۱۴۱۱ R☉ | حدود ۷,۴۰۰ | عقرب (Scorpius) | حدود ۳۳۰,۰۰۰ L☉ |
| انامال دجاجه (NML Cygni) | ۱۱۸۰ R☉ | حدود ۵,۳۰۰ | ماکیان (Cygnus) | حدود ۲۳۰,۰۰۰ L☉ |
| یو وای اسکوتی (UY Scuti) | ۹۴۰ تا ۱۷۰۸ R☉ | حدود ۵,۱۰۰ | سپر (Scutum) | حدود ۱۲۰,۰۰۰ L☉ |
| بتلجوز / ابطالجوزا | ۷۶۴ R☉ | حدود ۶۵۰ | شکارچی (Orion) | حدود ۱۰۰,۰۰۰ L☉ |
| خورشید (جهت مقایسه) | ۱ R☉ | ۰ (فاصله ۸ دقیقه نوری) | مرکز منظومه شمسی | ۱ L☉ |
فیزیک ابرغولهای سرخ؛ چرا این ستارهها تا این حد متورم میشوند؟
چگونه یک ستاره میتواند تا این حد غولپیکر شود؟ پاسخ این معما در فیزیک هستهای و روند پیری ستارگان نهفته است. در دوران جوانی ستاره، همجوشی هستهای هیدروژن و تبدیل آن به هلیوم در مرکز ستاره انرژی عظیمی تولید میکند. فشار ناشی از این تابش به سمت بیرون، با نیروی گرانش شدید ستاره که همه چیز را به سمت داخل میکشد، در حالت تعادل پایدار (تعادل هیدرواستاتیکی) قرار دارد.
اما زمانی که سوخت هیدروژنی هسته به پایان میرسد، هسته ستاره منقبض، متراکم و به شدت داغ میشود تا فرآیند همجوشی هلیوم به کربن و اکسیژن را آغاز کند. این حرارت سرسامآور لایههای بیرونی گاز را به شدت گرم کرده و آنها را به سمت فضا پرتاب میکند. در نتیجه، لایههای خارجی ستاره مانند یک بادکنک کیهانی به میزان صدها برابر منبسط میشوند. با این انبساط، دمای سطح ستاره افت کرده (به حدود ۳۰۰۰ درجه کلوین میرسد) و رنگ آن به سرخی میگراید؛ بدین ترتیب یک ابرغول سرخ متولد میشود.
سرنوشت پایانی استیونسون ۲-۱۸؛ فاجعهای تماشایی در کیهان
ستارگان هرچه بزرگتر و پرجرمتر باشند، با سرعت بسیار سرسامآورتری سوخت هستهای خود را میسوزانند و عمر بسیار کوتاهتری دارند. در حالی که خورشید ما عمری معادل ۱۰ میلیارد سال دارد، ابرغولهایی نظیر استیونسون ۲-۱۸ معمولاً در عرض چند ده میلیون سال به پایان خط میرسند.
هنگامی که هسته استیونسون ۲-۱۸ شروع به تولید عنصر آهن کند، همجوشی متوقف میشود؛ زیرا همجوشی آهن انرژی تولید نکرده بلکه انرژی مصرف میکند. در کسری از ثانیه، گرانش پیروز شده و کل ستاره بر روی خود فرو میریزد. این رمبش فاجعهبار گرانشی، منجر به وقوع یکی از مهیبترین رویدادهای کیهانی به نام فرانواختر (Hypernova) خواهد شد.
این انفجار نوری تولید میکند که میتواند برای هفتهها کل یک کهکشان را روشن کند و پرتوهای گامای کشندهای را در فضا پراکنده سازد. در نهایت، هسته فشرده این غول افسانهای زیر بار گرانش خرد شده و هیولایی دیگر از دل آن متولد خواهد شد: یک سیاهچاله پرجرم که برای میلیاردها سال به عنوان یادگاری از این ستاره در دل کهکشان باقی خواهد ماند. مطالعه تاریخ کیهان و مقایسه آن با دورههای زمینشناسی نظیر بررسی گونهها و موجودات منقرضشده در تاریخ زمین نشان میدهد که تغییر و دگرگونی قانون بی چون و چرای تمام کائنات است.
پرسشهای متداول درباره بزرگترین ستاره جهان
آیا ممکن است ستارهای بزرگتر از استیونسون ۲-۱۸ کشف شود؟
بر اساس حد نظری هامفریز-دیویدسون (Humphreys-Davidson limit) در فیزیک نجومی، ستارهها نمیتوانند به طور نامحدود رشد کنند؛ زیرا ناپایداری تابشی لایههای سطحی را متلاشی میکند. استیونسون ۲-۱۸ دقیقاً در لبه این مرز فیزیکی قرار دارد؛ با این حال ممکن است با رصدهای فروسرخ تلسکوپ فضایی جیمز وب در مناطق دوردست کهکشان، ابرغولهای سرخی با ابعاد مشابه یا اندکی بزرگتر نیز کشف شوند.
آیا خطر انفجار این ستاره سیاره زمین را تهدید میکند؟
خیر؛ استیونسون ۲-۱۸ در فاصله ۲۰ هزار سال نوری از ما قرار دارد. برای اینکه پرتوهای گامای یک ابرنواختر به لایه اوزون زمین آسیب برسانند، ستاره باید در فاصلهای کمتر از ۵۰ تا ۱۰۰ سال نوری از ما واقع شده باشد. بنابراین، انفجار آن تنها یک منظره علمی باشکوه برای تلسکوپهای زمینی خواهد بود.
چرا استیونسون ۲-۱۸ با چشم غیرمسلح در آسمان شب دیده نمیشود؟
به دلیل فاصله بسیار زیاد و قرار گرفتن در پشت ابرها و غبارهای کیهانی صفحه کهکشان راه شیری، نور مرئی آن تا حد زیادی مسدود میشود و تنها با ابزارهای نوری و طیفسنجهای فروسرخ قدرتمند قابل ردیابی است.
نکات پایانی و جمعبندی کاربردی
کشف و مطالعه بزرگترین ستاره جهان یعنی استیونسون ۲-۱۸، پنجرهای شگفتانگیز به سوی عظمت پایانناپذیر کیهان میگشاید. این ستاره غولآسا به ما یادآوری میکند که خورشید گرمابخش ما و سیاره زمین با تمام تمدنها، تاریخ و دغدغههایش، تنها ذرهای خرد در اقیانوسی بیکران از میلیاردها ستاره و کهکشان شگفتانگیز هستند.
شناخت این پدیدهها نه تنها حس کنجکاوی و اشتیاق علمی ما را سیراب میکند، بلکه بینشی عمیق از جایگاه انسان در پهنه نظام هستی و زیباییهای بیپایان آفرینش به ما میبخشد.
