ستاره شناسی چیست و چه کسانی به آن مشغولند؟

ستاره‌شناسی، یا همان اخترشناسی، دانش مطالعه اجرام آسمانی و پدیده‌های فضایی است. ریشه این واژه به اصطلاح یونانی باستان به معنای "قانون ستارگان" بازمی‌گردد. اما این فقط آغاز ماجراست!

اخترفیزیک، به عنوان شاخه‌ای از ستاره‌شناسی، قدمی فراتر می‌گذارد و با استفاده از قوانین فیزیک، به درک منشا کیهان و اجرام موجود در آن می‌پردازد. این دانش به ما کمک می‌کند تا بفهمیم سیارات، ستارگان، کهکشان‌ها و سایر اجرام فضایی چگونه شکل گرفته‌اند و چگونه تکامل می‌یابند.

دانشمندان و ستاره‌شناسان آماتور با رصد دقیق کیهان و ارائه نظریه‌ها و کاربردهای جدید، تلاش می‌کنند تا پرده از رازهای این دنیای بی‌کران بردارند. آنها به دنبال پاسخ به سوالاتی اساسی مانند "کیهان چگونه آغاز شد؟" و "آیا حیات در سیارات دیگر وجود دارد؟" هستند.

شاخه‌های اصلی ستاره‌شناسی

علم ستاره‌شناسی برای مطالعه دقیق‌تر و جامع‌تر کیهان، به دو شاخه اصلی تقسیم می‌شود:

• اخترشناسی مرئی (Optical Astronomy): این شاخه به مطالعه اجرام آسمانی در طیف مرئی نور می‌پردازد. یعنی همان نوری که چشم انسان قادر به دیدن آن است. تلسکوپ‌های نوری، چه زمینی و چه فضایی مانند تلسکوپ فضایی هابل، ابزارهای اصلی مورد استفاده در این شاخه هستند.
• اخترشناسی غیرمرئی (Non-Optical Astronomy): این شاخه با استفاده از ابزارهای خاص، به مطالعه اجرام آسمانی در طیف‌های غیرمرئی نور مانند امواج رادیویی، فروسرخ، فرابنفش، اشعه ایکس و اشعه گاما می‌پردازد. هر کدام از این طیف‌ها اطلاعات منحصربه‌فردی درباره اجرام آسمانی و فرآیندهای کیهانی در اختیار ما قرار می‌دهند. به عنوان مثال، اخترشناسی رادیویی به مطالعه امواج رادیویی ساطع شده از اجرام دوردست می‌پردازد، در حالی که اخترشناسی اشعه گاما به بررسی پدیده‌های پرانرژی مانند انفجار ابرنواخترها می‌پردازد.

رصدخانه‌های اخترشناسی مرئی، مانند تلسکوپ فضایی هابل، معمولاً در زمین و فضا قرار دارند و برخی از آن‌ها مجهز به ابزارهایی هستند که به طول موج‌های دیگر نور نیز حساس هستند. با این حال، رصدخانه‌هایی نیز وجود دارند که به طور خاص به طیف‌های خاصی از نور اختصاص داده شده‌اند، مانند آرایه‌های اخترشناسی رادیویی. این ابزارها به ستاره‌شناسان اجازه می‌دهند تصویری از جهان ما ایجاد کنند که کل طیف الکترومغناطیسی را در بر می‌گیرد، از سیگنال‌های رادیویی کم‌انرژی گرفته تا اشعه گامای فوق‌العاده پرانرژی.

این شاخه‌ها اطلاعات ارزشمندی در مورد تکامل و فیزیک پدیده‌های پویای کیهانی مانند ستاره‌های نوترونی، سیاهچاله‌ها، انفجارهای پرتو گاما و انفجارهای ابرنواختری ارائه می‌دهند. در نهایت، همکاری بین این شاخه‌های مختلف اخترشناسی به ما در درک بهتر ساختار ستارگان، سیارات و کهکشان‌ها کمک می‌کند.

زیرشاخه‌های تخصصی ستاره‌شناسی

به دلیل تنوع بسیار زیاد اجرام آسمانی و پدیده‌های کیهانی، ستاره‌شناسی به زیرشاخه‌های تخصصی‌تر تقسیم شده است تا امکان مطالعه دقیق‌تر و عمیق‌تر فراهم شود:

• اخترشناسی سیاره‌ای (Planetary Astronomy): این شاخه به مطالعه سیارات، هم در منظومه شمسی خودمان و هم سیارات فراخورشیدی (سیارات خارج از منظومه شمسی)، و همچنین اجرام کوچکتر مانند سیارک‌ها و دنباله‌دارها می‌پردازد. هدف اصلی درک منشا، تکامل و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی این اجرام است.
• اخترشناسی خورشیدی (Solar Astronomy): این شاخه به مطالعه خورشید، ستاره حیات‌بخش ما، اختصاص دارد. دانشمندان این حوزه، که به عنوان فیزیکدانان خورشیدی شناخته می‌شوند، به دنبال درک چگونگی تغییرات خورشید و تاثیر این تغییرات بر زمین هستند. آن‌ها از ابزارهای زمینی و فضایی برای رصد مداوم خورشید استفاده می‌کنند.
• اخترشناسی ستاره‌ای (Stellar Astronomy): این شاخه به مطالعه ستارگان، از تولد تا مرگ، می‌پردازد. ستاره‌شناسان در این حوزه، ستارگان را در طول موج‌های مختلف بررسی کرده و اطلاعات به دست آمده را برای ایجاد مدل‌های فیزیکی از ستارگان به کار می‌برند.
• اخترشناسی کهکشانی (Galactic Astronomy): این شاخه بر روی اجرام و فرآیندهایی که در کهکشان راه شیری ما در حال رخ دادن هستند، تمرکز دارد. کهکشان راه شیری یک سیستم بسیار پیچیده از ستارگان، سحابی‌ها و غبار است. اخترشناسان حرکت و تکامل کهکشان راه شیری را مطالعه می‌کنند تا چگونگی شکل‌گیری کهکشان‌ها را درک کنند.
• اخترشناسی فراکهکشانی (Extragalactic Astronomy): فراتر از کهکشان ما، بی‌شمار کهکشان دیگر وجود دارند که در این شاخه مورد مطالعه قرار می‌گیرند. محققان در این حوزه چگونگی حرکت، شکل‌گیری، تجزیه، ادغام و تغییر کهکشان‌ها در طول زمان را بررسی می‌کنند.
• کیهان‌شناسی (Cosmology): کیهان‌شناسی به مطالعه منشا، تکامل و ساختار کل جهان هستی می‌پردازد. کیهان‌شناسان معمولاً بر روی تصویر بزرگ تمرکز می‌کنند و تلاش می‌کنند تا مدلی از جهان را درست پس از انفجار بزرگ (Big Bang) ارائه دهند.

آشنایی با پیشگامان ستاره‌شناسی

در طول تاریخ، افراد بی‌شماری در زمینه ستاره‌شناسی نوآوری کرده و به توسعه و پیشرفت این علم کمک شایانی نموده‌اند. امروزه بیش از 11000 ستاره‌شناس آموزش دیده در سراسر جهان به مطالعه کیهان اختصاص یافته‌اند. اما مشهورترین ستاره‌شناسان تاریخی کسانی هستند که با اکتشافات مهم خود، به بهبود و گسترش این علم کمک کردند.

• نیکلاس کوپرنیک (1473 - 1543): پزشک و وکیل لهستانی بود. علاقه او به اعداد و مطالعه حرکات اجرام آسمانی، او را به عنوان "پدر مدل خورشید مرکزی" منظومه شمسی مشهور کرد. او با ارائه این مدل، نظریه زمین مرکزی را که قرن‌ها پابرجا بود، به چالش کشید.
• تیکو براهه (1546 - 1601): اشراف‌زاده دانمارکی بود که ابزارهایی برای مطالعه آسمان طراحی و ساخت. این ابزارها تلسکوپ نبودند، بلکه ماشین‌حساب‌هایی بودند که به او امکان می‌داد با دقت بسیار زیاد، موقعیت سیارات و سایر اجرام آسمانی را ثبت کند. او یوهانس کپلر (1571 - 1630) را به عنوان شاگرد استخدام کرد. کپلر به کار براهه ادامه داد و اکتشافات بسیاری نیز انجام داد. او به عنوان کاشف سه قانون حرکت سیارات شناخته می‌شود.
• گالیلئو گالیله (1564 - 1642): اولین کسی بود که از تلسکوپ برای مطالعه آسمان استفاده کرد. او گاهی اوقات (به اشتباه) به عنوان خالق تلسکوپ شناخته می‌شود. این افتخار احتمالاً به هانس لیپرشی، اپتیک‌دان هلندی، تعلق دارد. گالیله مطالعات دقیقی بر روی اجرام آسمانی انجام داد. او اولین کسی بود که به این نتیجه رسید که ماه احتمالاً از نظر ترکیب مشابه سیاره زمین است و سطح خورشید تغییر می‌کند (یعنی حرکت لکه‌های خورشیدی روی سطح خورشید). او همچنین اولین کسی بود که چهار قمر مشتری و فازهای زهره را دید. در نهایت، مشاهدات او از کهکشان راه شیری، به ویژه تشخیص تعداد بی‌شماری از ستارگان، جامعه علمی را تکان داد.
• آیزاک نیوتن (1642 - 1727): یکی از بزرگترین ذهن‌های علمی تمام دوران محسوب می‌شود. او نه تنها قانون گرانش را استنباط کرد، بلکه به نیاز به نوع جدیدی از ریاضیات (حساب دیفرانسیل و انتگرال) برای توصیف آن پی برد. اکتشافات و نظریه‌های او مسیر علم را برای بیش از 200 سال تعیین کرد و واقعاً آغازگر عصر ستاره‌شناسی مدرن بود.
• آلبرت اینشتین (1879 - 1955): به دلیل توسعه نسبیت عام، یک اصلاحیه بر قانون گرانش نیوتن، مشهور است. اما رابطه او بین انرژی و جرم (E=MC2) نیز برای ستاره‌شناسی مهم است، زیرا مبنایی است که ما از طریق آن درک می‌کنیم که چگونه خورشید و سایر ستارگان هیدروژن را به هلیوم تبدیل می‌کنند تا انرژی تولید کنند.
• ادوین هابل (1889 - 1953): کسی است که جهان در حال انبساط را کشف کرد. هابل به دو سوال بزرگ که در آن زمان ذهن ستاره‌شناسان را به خود مشغول کرده بود پاسخ داد. او تعیین کرد که سحابی‌های مارپیچی در واقع کهکشان‌های دیگری هستند و ثابت کرد که جهان فراتر از کهکشان ما گسترش یافته است. هابل سپس این کشف را با نشان دادن اینکه این کهکشان‌های دیگر با سرعتی متناسب با فاصله خود از ما در حال دور شدن هستند، پیگیری کرد.
• استیون هاوکینگ (1942 - 2018): یکی از بزرگترین دانشمندان مدرن بود. تعداد کمی از افراد بیشتر از استیون هاوکینگ در پیشرفت زمینه‌های خود سهیم بوده‌اند. کار او دانش ما را در مورد سیاهچاله‌ها و سایر اجرام آسمانی عجیب و غریب به طور قابل توجهی افزایش داد. همچنین، و شاید مهمتر از آن، هاوکینگ گام‌های مهمی در پیشبرد درک ما از جهان و خلقت آن برداشت.