علم الفلك…الجزء الرابع – مجلة السودان

النجوم هي أجرام سماوية ضخمة تتكون في الغالب من الهيدروجين والهيليوم والتي تنتج الضوء والحرارة من التفاعلات النووية داخلها.
بصرف النظر عن شمسنا ، فإن نقاط الضوء التي نراها في السماء كلها على بعد سنوات ضوئية من الأرض. إنها اللبنات الأساسية للمجرات ، التي يوجد منها بلايين في الكون.

من المستحيل معرفة عدد النجوم الموجودة ، لكن يقدر علماء الفلك أنه في مجرتنا درب التبانة وحدها ، يوجد حوالي ٣٠٠ مليار.

ولادة نجم

تمتد دورة حياة النجم إلى مليارات السنين.
كقاعدة عامة ، كلما زاد حجم النجم ، كلما كان عمره أقصر.

تحدث عمليه تكوين النجوم داخل سحب الغبار والتي تسمى السدم. على مدار آلاف السنين ، تسببت الجاذبية في انهيار اجزاء من المادة الكثيفة داخل السديم .

يمر النجم خلال حياته بعدة مراحل وهي كالآتي

مرحلة تكون السديم
(Star-Forming Nebula)
يبدأ النجم حياته كسديم ( Nebula)
أي سحابة من الغبار والغاز معظمها من الهيدروجين، تجمّعت مكوناتها بفعل الجاذبيّة.

مرحلة النجم الأولي
( Protostar)
تبدأ مرحلة النجم الأولي
عندما تنهار السحابة بفعل الجاذبية، وتتصادم مكوناتها فترتفع درجة حرارتها، وعندما تصل درجة حرارة الغازات وكثافتها إلى درجة مناسبة يبدأ الاندماج النووي لذرّات الهيدروجين لتكوين الهيليوم، وينتج عن التفاعل حرارة وضوء؛ لذلك يكون النجم الأولي مضيئاً.

مرحلة النسق الأساسي
( main sequence stars)
في هذه المرحلة تتوازن القوة الخارجية الناجمة عن الاندماج النووي مع قوة الجاذبية الداخلية فيصل النجم إلى حالة استقرار أو توازن هيدروستاتيكي، وتُشكّل هذه المرحلة أطول مراحل حياة النجم.

مرحلة العملاق الأحمر
(Red giant)
عندما يبدأ وقود الهيدروجين بالنفاذ من لب النجم تستمر الطبقات الخارجية للنجم بالاندفاع نحو الداخل؛ ممّا يرفع درجة حرارة اللبّ بما يكفي لبدء سلسلة جديدة من تفاعلات الاندماج النووي، فتتغلّب القوة الخارجية على قوة الجاذبية الداخلية، وبالتالي يتوسع النجم ويزداد حجمه ويُصبح عملاقاً أحمر.

مرحلة موت النجوم:
يعتمد طول عمر النجم وكيفية موته على حجمه عند بداية تكونه، حيث يُمكن للنجم الصغير أن يعيش مليارات السنين، ومن الأمثلة على ذلك الشمس التي تستمر التفاعلات النووية فيها مدة عشرة مليارات عام، بينما تموت النجوم كبيرة الحجم بسرعة، حيث يعيش بعضها ٤٠٠٠٠ عام فقط؛
وذلك لأنها تحتاج لحدوث التفاعلات النووية بمعدل هائل للمحافظة على توازنها الهيدروستاتيكي، مما يعني نفاذ وقودها الهيدروجيني بسرعة .

يُمكن وصف طريقة موت النجوم المختلفة من حيث الكتلة كالآتي

النجوم متوسطة الحجم:
بعد نفاذ وقود الهيدروجين تماماً في النجوم متوسطة الحجم التي تصل كتلتها إلى أكثر من كتلة الشمس بمرّة ونصف، تبدأ حرارة العملاق الأحمر بالانخفاض، ويُطلق ضوءاً أبيضاً لذلك يُعرف باسم
القزم الأبيض
(White dwarf)
وبعد أن يبرد النجم تماماً يتحول إلى
قزم أسود
( Black dwarf)

و تتحول النجوم الضخمة التي تزيد كتلتها عن كتلة الشمس من( ٣_١.٥ مرات) من مرحلة العملاق الأحمر إلى مرحلة
المستعر الأعظم
(Supernova)
حيث تتعرّض جميع العناصر الثقيلة لانفجار، فيتحوّل النجم إلى
نجم نيوتروني
( Neutron star)
وهو نجم تبلغ كتلته ١.٤ كتلة الشمس، ويتصف النجم النيوتروني بالإضافة إلى سرعة دورانه بأنّه واحداً من أكثر أنواع النجوم كثافةً، ويُطلق على النجم النيوتروني الذي يُطلق موجات الراديو اسم
النجم نابض ( Pulsar).

النجوم العملاقة:
تتحول النجوم العملاقة التي تزيد كتلتها عن ثلاثة أضعاف الشمس من عملاق أحمر إلى مستعر أعظم والذي يتحول بدوره إلى ثقب أسود (Black hole)، وهو جسم ذو جاذبية عالية جداً بحيث لا يُمكن للضوء أن يفلت منه، ولا يُمكن الكشف عن وجود الثقوب السّوداء إلّا من خلال الإشعاعات المنبعثة من الأجسام التي تمتصها.

تصنيفات النجوم

تُصنف النجوم اعتماداً على خصائصها الطيفية إلى سبع درجات يُعبّر عنها باستخدام الأحرف

(O, B, A, F, G, K, M)
ويضم كلّ نوع طيفي عشر فئات فرعية تحمل الأرقام من( ٠-٩)
ويُستخدم هذا التصنيف للدلالة على درجة حرارة النجم؛ فالنجم (O) هو الأسخن وتُشير الحروف التي تليه إلى التدرج في البرودة حيث يكون النجم (M) هو الأبرد، أما الأرقام التي تدل على الفئات الفرعيّة فتتدرّج من (٠) وهو الأكثر سخونةً إلى (٩) وهو الأكثر برودة. وتُحدد درجة حرارة النجم لونه ومقدار سطوعه .

تُصنف النجوم أيضاََ اعتماداً على فئة اللمعان، حيث يعتمد لمعان نجم معين على العديد من العوامل مثل الخصائص الطيفية للنجم، وبُعد النجم، ودرجة الإخماد الفلكي (The amount of extinction) أي تشتت إشعاع النجم الناتج عن وجود بعض المواد في الوسط المحيط به، ويصف لمعان النجم حجم النجم أي تسارع الجاذبية في الكرة الضوئية ( photosphere).
وفيما يتعلّق بالنجوم كبيرة الحجم التي تنتمي لنوع طيفي معين تنخفض الجاذبية السطحية لها مما يُقلل من عرض خطوط امتصاص الأشعة

تتصف النجوم ومن بينها الشمس بأنها ليست ثابتة في مكانها إنما تدور، ويعود السبب في ذلك إلى أن النجوم تكونت من سحابة من الغاز والغبار تدور مغزلياً، وبما أن الزخم الزاوي (Angular momentum) كمية محفوظة، تدور النجوم مغزلياً أيضاً ولكنها تدور بسرعة أكبر من سرعة دوران السحابة التي كونتها؛ وذلك لأن عزم القصور الذاتي (moment of inertia) لها أقل، مما يعني أنّ معدل دورانها يكون أسرع.

تدور الشمس كل ٢٥ يوماً تقريباً عند خط الاستواء، وكل ٣٦ يوماً تقريباً بالقرب من القطبين، وتختلف مدتا الدوران السابقتان بسبب تركيب الشمس المائع على عكس تركيب الأرض الصلب، كما أن الشمس تدور بنفس اتجاه دوران الكواكب حولها، وهو أيضاً اتجاه دوران السّحابة الأصلية التي تكونت منها الشمس، وتميل بعض النجوم في مجرة درب التبانة للدوران باتجاه دوران المجرة ذاته، ومع ذلك فإن النّجوم تدور باتجاهات عشوائية إلى حد ما عند النظر إليها كل على حدة .

……
سنكمل رحلتنا مع النجوم وعلم الفلك في مقالنا القادم
والى ذلك الوقت تذكروا أنه لا يوازي روعة الاستمتاع بتأمل نجوم السماء أي شئ.
و المميز في سماء الليل هو أنها شاشة عرض ضخمة تتغير بصورة مستمرة بحيث يمكن أن نرى شيئا جديدا كل يوم وهذه الأيام يمكنكم مراقبه القمر ايضاً .

.
.

يتبع .