بڑے ستاروں کے لئے تارکیی ارتقاء

بڑے فرقے ایک فرق کے ساتھ ، اپنی زندگی کے پہلے حصے میں سورج کی طرح تیار ہوتے ہیں۔ جوہری رد عمل انتہائی درجہ حرارت سے حساس ہوتا ہے ، لہذا دباؤ اور درجہ حرارت میں معمولی اضافہ بھی جوہری جلانے کی شرح میں بڑے پیمانے پر بڑھ جاتا ہے۔ زمین کی رات کے آسمان کا روشن ستارہ سیریس ، سورج سے تقریبا than 23 گنا زیادہ چمکدار ہے ، لیکن یہ اس سے دوگنا بڑے پیمانے پر ہے۔ واقعی بڑے پیمانے پر ستارے ، جو 20 شمسی عوام اور اس سے زیادہ کے ہیں ، شمسی روشنی سے 160،000 گنا زیادہ جل سکتے ہیں۔ سادہ ریاضی آپ کو بتاتا ہے کہ اگر آپ سورج کے مقابلے میں کسی ستارے کے ایندھن کی کھپت (توانائی کی پیداوار) کو سیکڑوں یا ہزاروں عنصر سے بڑھا دیتے ہیں ، لیکن صرف اس کی مقدار میں معمولی مقدار میں اضافہ کرتے ہیں تو وہ سیکڑوں بار ایندھن سے چلے گا۔ سورج سے تیز اور بالکل ایسا ہی ہوتا ہے۔ سورج دس ارب سال سے زیادہ عرصے تک مرکزی سلسلے پر قائم رہے گا۔ مرکزی ترتیب کے بالائی آخر میں جنات زیادہ سے زیادہ پچاس ملین سال تک اس پر قائم رہتے ہیں اور کچھ پچاس لاکھ سے بھی کم عرصے تک رہتے ہیں۔ (اس کے برعکس ، مرکزی سلسلے کے نچلے حصے میں دھیمے سرخ خلیوں نے اپنا ایندھن اتنی آہستہ آہستہ جلادیا ہے کہ ان میں سے کچھ توقع کی جاتی ہے کہ وہ کھربوں سال تک مرکزی تسلسل پر قائم رہے ! ہمارا مرکزی علم چھوڑنے کے بعد کتنے چھوٹے چھوٹے ستارے تیار ہوتے ہیں اس کے بارے میں ہمارا علم ترتیب پوری طرح سے حساب کتاب سے حاصل ہوتی ہے ، کیونکہ کائنات کا اتنا قدیم نہیں ہے کہ ان میں سے کسی کے لئے بھی اصل ترتیب چھوڑ دی گئی ہو۔) تاہم ، وقتی شمارے کے علاوہ ، بڑے ستارے سورج کی طرح اس مقام تک ارتقا کرتے ہیں جب تک کہ سورج ہیلیم فلیش سے گزرتا ہے۔ بڑے ستارے اتنے گرم ہوجاتے ہیں کہ ہیلیم فیوژن کے درجہ حرارت تک پہنچ سکتے ہیں اس سے پہلے کہ کور الیکٹران ہتھیاروں کا رخ شروع کردیں۔ اس طرح ، بڑے ستاروں میں ہیلیئم جلانا معمول کے معاملے میں ہوتا ہے جو ہیلیم کے جلتے ہی پھیلتا اور ٹھنڈا ہوسکتا ہے ، لہذا وہ بھاگنے والے “فلیش” کا تجربہ نہیں کرتے جو سورج کرے گا۔ سورج کے برعکس ، وہ ہلکی سی مقدار میں آسانی سے نیچے کی طرف بڑھتے ہیں کیونکہ وہ “ہیلیم مین تسلسل” اسٹار (کاربن کور ، ہیلیم جلانے والا شیل ، ہائیڈروجن جلانے والا شیل) کے ڈبل شیل انتظام کو قبول کرتے ہیں۔ وہ اچانک شکار نہیں ہوتے ہیں ، سورج کی طرح اپنے رداس اور روشنی میں 98 collapse گر جاتا ہے۔ پھر ، چیزیں پیچیدہ ہونے لگتی ہیں۔
ان کے ارتقاء کے اس مرحلے پر ، سورج جیسے چھوٹے ستارے صرف اس وقت تک پھیل جاتے ہیں جب تک کہ ان کا بیرونی ماحول وسیع نہیں ہوتا ہے ، اور جو کچھ پیچھے رہ جاتا ہے وہ ایک سفید بونا ہے جس میں زیادہ تر کاربن اور آکسیجن ہوتا ہے۔ (اس طرح کے بونے کو اکثر CO اسٹار کہا جاتا ہے۔) سورج اتنا زیادہ نہیں ہے کہ کاربن فیوژن کو بھڑکائے گا۔ لیکن بڑے ستارے ہیں ، اور اپنے ہیلیم کو بھڑکانے کے صرف چند ملین سال بعد ، اور جب وہ ابھی تک اپنے سرخ دیوقامت مرحلے میں ٹھیک ہیں ، تو وہ اپنے کاربن کو بھڑکاتے ہیں اور ٹرپل شیل انتظام میں ڈھل جاتے ہیں۔ کاربن آکسیجن ، نیین ، اور میگنیشیم کے مرکب میں فیوز ہوجاتا ہے ، لہذا کوئی سوچ سکتا ہے کہ کسی بڑے ستارے کا اختتامی نقطہ سورج کی طرح ایک خوبصورت سیارے والا نیبولا ہوسکتا ہے ، سوائے ایک او این ایم سفید بونے (آکسیجن – نیون-میگنیشیم) روشنی کے علاوہ۔ یہ کاربن آکسیجن بونے کی بجائے اور درحقیقت ، او این ایم سفید بونے وجود کے بارے میں جانا جاتا ہے – لیکن یہ بہت کم ہوتے ہیں۔ ایٹمی طبیعیات کی تفصیلات اس طرح ہیں کہ اگر کوئی ستارہ کاربن (تقریبا پانچ شمسی عوام) کو فیوز کرنے کے لئے کافی حد تک ہے ، تو یہ کسی بھی جوہری ایندھن (تقریبا nine نو شمسی عوام) کو فیوز کرنے کے لئے کافی حد تک وسیع ہے۔ اس طرح ، صرف کبھی کبھار ستارہ جس کا پیس پانچ نو شمسی عوام کے نسبتا narrow تنگ وقفے میں ہوتا ہے وہ او این ایم سفید بونے کی حیثیت سے ختم ہوسکتا ہے۔ 2   کاربن فیوز کرنے والے ستاروں کی اکثریت ایک دوسرے کے بعد ایک عنصر کو فیوز کرتے ہوئے صرف افواہ مچاتی ہے۔		2 – اس بات کا پتہ لگانا کہ آیا ایک سفید بونا سی او ہے یا او این ایم بدنام زمانہ مشکل ہے ، کیونکہ ان میں سے زیادہ تر صرف کسی بھی معاملے میں اپنے اسپیکٹرا میں ہائیڈروجن یا ہیلیم ظاہر کرتے ہیں۔ مسئلہ یہ ہے کہ ، ایک سفید بونے کی سطح پر زبردست کشش ثقل اسے کیو بال کی طرح ہموار بناتا ہے۔ اس کے بڑے دیودار دن سے بچا ہوا غیرمتحرک ایندھن کا کوئی قطرہ بونے کی سطح پر اس طرح پھسل سکتا ہے جیسے کسی گیند پر کسی تیل کے چپچل کی طرح ، اور اسے صرف چند فٹ گہرائی پر “سمندر” سے ڈھانپ سکتا ہے۔ اس طرح ، جو کچھ ہم زمین سے دیکھ سکتے ہیں وہ ہے۔ ہائیڈروجن یا ہیلیم۔ خوش قسمتی سے ، تقریبا 20٪ مشہور بونے میں سطح کی پرتیں اتنی پتلی ہوتی ہیں کہ سبسٹراٹ بہرحال دیکھا جاسکتا ہے۔
جب ایک بڑا ستارہ (بڑے پیمانے پر 9 شمسی) ہیلیم فیوژن سے گذرتا ہے تو ، اس کا اندرونی حص nuclearہ مختلف ایٹمی ایندھنوں کی جلتی جلتی سیریز سے گزرتا ہے ، ہر ایک اپنے خول میں جلتا ہے۔ 10،000 سال سے بھی کم عرصے میں ، سورج کی طرح ڈبل شیل انتظامات سے اسٹار کا رخ ایک پیاز کی طرح گھومنے والے ملٹی شیل ڈھانچے میں پڑنا پڑے گا۔ تفصیلات ہماری بحث کے لئے اہم نہیں ہیں ، لیکن بڑے اسٹار کا داخلہ آخر کے قریب کی طرح دکھتا ہے اس کا خلاصہ ( ٹیبل I دیکھیں )۔ ٹیبل I – بڑے اسٹار کا خول ڈھانچہ             شیل (یا پرت)مین عنصریہ کیا کر رہا ہےسطحہائیڈروجنکچھ نہیںپہلا شیلہائیڈروجنہیلیم جل رہا ہےدوسرا شیلہیلیمکاربن میں جل رہا ہےتیسرا شیلکاربنآکسیجن ، نیین ، میگنیشیم جل رہا ہےچوتھا شیلنیینآکسیجن ، میگنیشیم جل رہا ہےپانچویں شیلآکسیجنسلفر جلانے ، سلکانچھٹا شیلمیگنیشیمسلفر جلانے ، سلکانساتویں شیلسلکانلوہے کو جلانالازمیلوہاکچھ نہیں ستارے کا ہر خول اپنے اوپر والے پتھر سے کہیں زیادہ تیزی سے جلتا ہے ، اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ یہ زیادہ درجہ حرارت پر جل رہا ہے۔ پھر بھی ، چونکہ نیوکلیئر کے بڑے پیمانے پر اضافے کے ساتھ جوہری فیوژن سے حاصل ہونے والی توانائی کی پیداوار کم ہوتی جارہی ہے ، اس طرح کے خول آہستہ آہستہ کم اور کم توانائی مہیا کرتے ہیں جب تک کہ جب بڑے پیمانے پر ریڈ سپرجنٹ لوہے تک پہنچ جاتا ہے تو ، وہ پوری طرح سے توانائی پیدا کرنا چھوڑ دیتے ہیں۔ اس مقام پر سپرجینٹ کے ل The مسئلہ بنیادی درجہ حرارت اور دباؤ نہیں ہے ، کیونکہ یہ سورج اور کاربن فیوژن کے ساتھ تھا۔ مسئلہ یہ ہے کہ ریڈ سوپرجینٹ آئرن کو فیوز نہیں کرسکتا کیونکہ لوہے کو فیوز نہیں کیا جاسکتا۔		3 – اطالوی زبان سے “تھوڑا غیر جانبدار ایک” کے  ل T لیا گیا ،  نیوٹرینوس سبٹومیٹک ذرات ہیں جن کی مقدار شاید الیکٹران کے دو ملین سے بھی کم ہے ، جس کا مطلب ہے کہ ذرا سا توانائی بھی اس کی رفتار کو آگے بڑھانے کے لئے کافی ہے روشنی.  جوہری رد عمل کے ذریعہ یہ بہت ساری تعداد میں تیار کیے جاتے ہیں: جس وقت میں آپ کو یہ جملہ پڑھنے کو ملا ہے ، اس وقت قریب قریب 10  12  نیوٹرینو آپ کے جسم سے گزرے ہیں ، بشکریہ سورج۔   نیوٹرینو بجلی سے غیرجانبدار ہیں۔  ان کی رفتار اور سائز کے ساتھ مل کر ، اس کا مطلب یہ ہے کہ ان کی تیز طاقت غیر معمولی ہے۔  ایک کھرب میں سے ایک سے بھی کم جو زمین پر اثرانداز ہوتے ہیں وہ رک گیا ہے: باقی سارے سیارے سے پوری طرح گذرتے ہیں گویا وہ وہاں موجود نہیں ہے ، اور چلتے رہتے ہیں۔   نیوٹرینو وسیع پیمانے پر ڈٹیکٹر اور حساس آلات استعمال کرکے اور کبھی کبھار “ہڑتال” کا انتظار کرتے ہوئے ان کا پتہ لگایا جاتا ہے۔
میں نے پہلے نوٹ کیا ہے کہ دو راستے ہیںجوہری توانائی حاصل کرنے کے ل:: ہلکے عناصر کو بھاری چیزوں میں گھلانے کے ذریعے ، یا بھاری عناصر کو ہلکے پھلکوں میں بٹھا کر دوسرے الفاظ میں ، کسی بھی طرح سے آپ عناصر کی متواتر جدول کے مرکز کی طرف جاتے ہیں۔ عقل مند آپ کو بتاتا ہے کہ ان رجحانات کو کہیں ملنا ہے ، اور وہ کرتے ہیں: آہستہ آہستہ۔ جوہری توانائی کی دنیا میں ، لوہا سب سے کم وادی کے نچلے حصے میں ہے۔ وادی سے باہر چڑھنے اور اسے کسی دوسرے عنصر میں تبدیل کرنے کے ل to آپ کو ہمیشہ لوہے کے مرکز میں توانائی شامل کرنا ہوگی۔ اصولی طور پر ، آئرن کے نیچے موجود کوئی بھی عنصر (آئرن عنصر # 26) کو توانائی آزاد کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے ، اور اس سے اوپر موجود کوئی بھی عنصر توانائی کو آزاد کرنے کے لئے مختلف ہوسکتا ہے۔ لیکن لوہا خود توانائی کو آزاد نہیں کرسکتا: یہ ایک سلیگ ڈھیر کے جوہری توانائی کے برابر ہے۔ دائیں طرف کا نقشہ “جوہری وادی” کا گراف ہے جو یہ ظاہر کرتا ہے کہ جوہری توانائی تمام عناصر سے ممکنہ طور پر دستیاب ہے۔ نیچے کی طرف بڑھنے سے توانائی رہتی ہے۔ اوپر کی طرف بڑھنے کے لئے اس میں توانائی کا اضافہ ہونا ضروری ہے۔ اس طرح ، ایک سرخ سپرجینٹ اسٹار کے مرکز میں آئرن کا بنیادی حصہ لائن کا اختتام ہوتا ہے۔ توازن برقرار رکھنے کے لئے جوہری توانائی کے ذرائع کے بغیر ، تمام بنیادی معاہدہ کر سکتے ہیں۔ ساتویں شیل میں سلکان فیوژن کو دوسرے فیوژن کے عمل کے مقابلے میں بہت کم توانائی ملتی ہے ، لہذا سلیکن شیل کو اس کے اوپر کی تہوں کی تائید کے ل extremely بہت تیزی سے جلانا ہوگا۔ اس کے علاوہ ، سرخ سپرجینٹ کے غیر یقینی ایندھن کے اخراجات (اس مرحلے کے ذریعہ ، یہ آسانی سے 150،000 سے 500،000 گنا سورج کی طرح برائٹ ہوسکتا ہے) اس وجہ سے لوہے کے بنیادی حصے کو تیز رفتار شرح سے بڑھایا جاتا ہے۔ سلیکن جلانے کے بعد صرف ایک دن یا اس کے بعد (!) ، لوہے کا کور الیکٹران سے زوال پذیر حالت میں ڈھلنا شروع ہوتا ہے اور ایک سرخ سپرجینٹ اسٹار کے مرکز میں مؤثر طریقے سے انتہائی تیزی سے بڑھتا ہوا سفید بونا ستارہ بن جاتا ہے۔ بہت ہی تھوڑی دیر کے لئے ، اس کے اوپر جوہری جلتا جاری ہے ، لیکن اس ستارے کے اتنے بڑے ستارے کے ل iron ، کور میں جلے ہوئے آئرن “راکھ” سے ایک گیند میں سورج کی طرح 1.4 گنا بڑے ہونے سے پہلے زیادہ وقت باقی نہیں بچا ہے۔ . جیسا کہ 1931 میں چندر شیکھر نے پیش گوئی کی تھی ، اس طرح انحطاط کا لوہا اتنا بڑا ہے جتنا ایک سفید بونا ہوسکتا ہے۔
یہ چندر شیکھر کی حد تک جا پہنچا ہے۔ ایک پلک جھپکتے ہی ، سیارے کے سیارے کے سائز سے لے کر صرف 12 میل کے فاصلے پر ایک دائرہ تک لوہا کا پورا بنیادی حصہ گر جاتا ہے۔ اس خاتمے کے حیرت انگیز دباؤ کے تحت ، لوہا نیوکلیائی کو اتنے قریب سے توڑ دیا جاتا ہے کہ وہ لفظی طور پر وجود سے کچل جاتے ہیں اور اس کی بجائے اس کو تبدیل کرنے والے پروٹون اور نیوٹران کے سوپ میں بدل جاتے ہیں۔ اس طرح کی کثافتوں پر کوانٹم میکینکس کے قواعد الیکٹرانوں کو پروٹان (جو پروٹانوں کو نیوٹران میں تبدیل کرتے ہیں) کے ساتھ فیوز ہونے پر مجبور کرتے ہیں ، اور ایک مشتعل لمحے میں ، نیوٹران تقریبا almost باقی رہ جاتے ہیں۔ سرخ دیو ہیکل کا مرکز اچانک 1.4 شمسی عوام کے نیوٹران ، بہت کم پروٹان ، اور کثافت اربوں ٹن کثافت فی مکعب انچ کے ساتھ ایک عجیب و غریب ، زبردست “نیوکلئس” میں گھس جاتا ہے۔ برقی مقناطیسی قوتیں جنہوں نے ایک بار سفید بونے میں برقی عنقریب مادے کو تھام لیا تھا ، وہ ختم ہوگئے ، کیوں کہ اب کوئی الیکٹران نہیں ہے۔ چونکہ نیوٹران ایٹم نیوکلیئ کی کثافت کو کچل دیتے ہیں ، تاہم ، مضبوط جوہری طاقت کا استعمال ہو جاتا ہے۔ مضبوط نیوکلیئر طاقت الیکٹومیگینکٹک قوت کے مقابلے میں ذرات کو قریب سے قریب تر نہیں ہونا چاہتی ہے ، اور مضبوط ایٹمی قوت ، اچھی ، مضبوط ہے۔ جب یہ آخر کار خود کو استعمال کرتا ہے تو ، گرتے ہوئے نیوٹران مادے کی وجہ سے شاید چھ میل کے دائرے میں تقریبا inst فوری طور پر رک جانا پڑتا ہے۔ دریں اثنا ، نیوٹران مادے کے پیچھے ، معمولی چیز تہہ سے بالکل اوپر کی سطح پر اترتی جارہی ہے جس کی وجہ کشش ثقل کی تیزرفتاری اتنی غیر معمولی ہے کہ مرکز تک پہنچنے میں ایک سیکنڈ کے چند دسویں حصے میں ، یہ پہلے ہی 25،000 میل فی سیکنڈ کی رفتار سے آگے بڑھ رہا ہے ۔ گندھک ، سلکان ، اور آکسیجن کا ایک بڑے پیمانے پر جو زمین سے ایک چوتھائی ملین گنا زیادہ وسیع ہے اور 15 فیصد روشنی کی تیز رفتار کو نیوٹران کور میں منتقل کرتا ہے – اور اس سے ربڑ کی طرح ٹھوس اسٹیل کے بلک کو مارنے والی گیند کی طرح پیچھے ہٹتا ہے۔ سر صدمے کی ایک زبردست لہر بیرونی طرف پھیلنا شروع ہوجاتی ہے۔

ایک نیوٹران ماس میں سفید بونے کور کے خاتمے نے ستارے کی پوری زندگی میں جوہری توانائی کی شکل میں جاری ہونے سے ایک سیکنڈ کے عرصے میں کہیں زیادہ کشش ثقل توانائی جاری کردی ہے ، اور ہم ایک بہت بڑے ستارے کے بارے میں بات کر رہے ہیں۔ (جیسا کہ میں نے شمسی نوعیت کے ستاروں کے ہیلیم فلیش پر گفتگو کرتے وقت اشارہ کیا ، یہ حیرت زدہ ہے کہ کشش ثقل کے خاتمے میں کتنی توانائی ہے ، اگر اس کا خاتمہ کافی زیادہ اور گہرا ہو۔) نیوٹران کور میں ، لیکن یہ وہاں نہیں رہتا ہے۔ تقریبا created تیزی سے جیسے ہی یہ تخلیق کیا گیا تھا ، توانائی سبٹومیٹک ذرات کے ذریعہ نشر ہوتی ہے جسے نیوٹرینو کہا جاتا ہے ۔ ³  نیوٹرینو کیا ہیں اور ان کے ساتھ کیا سلوک ہوتا ہے اس کی تفصیل اس مضمون کے دائرہ کار سے باہر ہے ، لہذا یہ کہنا کافی ہے کہ جب بھی ستارے کے اندر ایک پروٹون اور الیکٹران کو ایک نیوٹران ملایا جاتا ہے تو وہ فیوژن تقریبا ten دس نیوٹرینو پیدا کرتا ہے۔ یہ بہت اہم ہے کیوں کہ عام گرے ہوئے ستارے (یعنی سفید بونے) روشنی کو خارج کر کے ٹھنڈا ہوجاتے ہیں ، جبکہ منہدم نیوٹران کور زیادہ تر نیوٹرینوز کے اخراج سے ٹھنڈا ہوجاتا ہے۔ اور فرق یہ ہے کہ ، اس کی حرارت کو دور کرنے میں ایک سفید بونے اربوں سال لگتے ہیں ، لیکن اس میں نیوٹران کور کو صرف 10 سیکنڈ کا وقت لگتا ہے ۔

کور کی کشش ثقل کے خاتمے سے اس طرح کچھ 10 ^{58 ٹورینٹ جاری ہوتا ہے}نیوٹرینو ، ہر ایک 10 ملین وولٹ بجلی گرنے میں الیکٹران کی طرح متحرک توانائی لے کر جاتا ہے۔ یہ سمجھنا تقریبا ناممکن ہے کہ اس سے کتنی توانائی کی نمائندگی ہوتی ہے ، لہذا میں صرف اس بات کی وضاحت کروں گا کہ اگلے سورج سے متعلق سرخ ستارے کا کیا ہوتا ہے:

چترا 1   کیکڑے نیبولا