النجوم والكواكب النجوم في السماء المجموعات النجمية

النجوم والكواكب النجوم في السماء المجموعات النجمية

النجم هو كرة ضخمة من البلازما، تنتج الطاقة من داخلها و ترسلها إلى الفضاء الخارجي عن طريق موجة كهرومغناطيسية، رياح شمسية و نيترينو. أقرب نجم إلى الأرض هو الشمس ، التي هي مصدره الأكبر للطاقة.

في المعنى الشائع هو كل جسم سماوي غير القمر يرى في السماء أثناء الليل، و يشمل ذلك أيضا (النجوم الجوالة)، أي الكواكب (التي لا تشع بذاتها)؛ أما في الفلك فيدل النجم على كرة غازية مضيئة وذات درجة حرارة عالية. وتسمى النجوم أيضا في المعنى الفلكي بالنجوم الثوابت، لأنه افترض في القدم أنها كواكب ثابتة في السماء على النقيض من "النجوم الجوالة".

مراحل ولادة وفناء النجوم

صورة تمثل مجرة درب التبانة

إن النجوم تمر بمراحل قبل أن تضمحل أو تنفجر. ونعلم بأن نحو 70% من الغلاف الغازي للشمس مكون من غاز الهيدروجين و30% من غاز الهليوم، أما في باطن الشمس فالعكس ملحوظ حيث نجد إن النسب معكوسة. وقد أفترض العلماء أن الهيدروجين بالباطن يتعرض لضغط عال جدا يسبب أنفصال الإلكترونات عن النواة مما يجعل الهيدروجين مكوناً من نواة فقط، وتتحول نواة الهيدروجين إلى نواة هليوم بما يسمى بالإندماج النووي (nuclear fusion)، وتنقل الطاقة الفائضة والناتجة عن التحويل (الإندماج النووي)، إلى السطح بطريقتين إحداهما تدوم ملايين من السنوات والأخرى أسرع منها، وإن الطاقة الناتجة عن التحويل هي مورد الطاقة الشمسية من الإضاءة والحرارة، وتواصل الشمس في أستهلاك الهيدروجين إلى أن يستنفد المخزون علماً أن باطن الشمس يعتمد على مخزون السطح في عملية التحويل (الإندماج النووي)، فبانعدام المخزون تبدأ الشمس بالتمدد خاضعة تحت سيطرة جاذبيتها وتكبر حتى تحرق عطارد والزهرة والأرض حتى تصل المريخ ثم تصبح بيضاء ويتدرج ضوئها إلى أن تخمد وتضمحل إلى الأبد، هذه هي مراحل ولادة وفناء النجوم (حسب قول علماء الفلك)، ولكن كل نجم أصغر أو بمثل الشمس في حجمه له نفس التطورات إلا أن النجوم الكبيرة أو العظيمة الحجوم تنفجر بما يسمى مستعر أعظم (supernova)، وتختلف نواتج الإنفجار فربما يبقى النجم وربما تتشكل فجوة سوداء (ثقب أسود)، أو يتشكل نجم آخر جديد (قزم أبيض).

تحديد العمر بواسطة الدوران

سرعة دوران النجم تحدد عمره. لقد عثر علماء الفلك على أمكانية جديدة لتحديد عمر النجوم عن طريق مراقبة سرعة دورانها حول نفسها. وتتناقص هذه السرعة أثناء حياة النجم بصورة مميزة، وذلك عندما يفقد بعضا من كتلته بواسطة الإشعاع الذي يبثه في الفضاء، و بالتالي يمكن ربطها بعمر و لون النجم. بما أن هذه العملية لا تقتضي على النقيض من أخريات ملاحظة بعد النجم الذي لا يمكن تحديده بدقة، ويستطيع الباحثون تقدير عمر النجم بخطأ لا يتجاوز قدره ١٥%. ويناسب هذا القياس بصورة خاصة النجوم المفردة التي لا تظهر في عناقيد نجمية.

تاريخ مراقبة النجوم

اقدم رسم بياني مدقق للنجوم بدأ في مصر القديمة في 1534 ق.م. علماء الفلك المسلمين صنفوا العديد من النجوم باسماء عربية والتي لا تزال تستخدم إلى اليوم، وابتكروا العديد من الادوات الفلكية لحساب مواقع النجوم. وفي القرن الحادي عشر ، فالعالم الفلكي أبو الريحان البيروني وصف مجرة درب التبانة بأنها كماً وافر من الشظايا التي لها خصائص سديم، كما وفر خطوط عرض بعض النجوم خلال خسوف قمري في 1019.[1]

تطور النجوم

الشمس نجم وهي واحد من مئة ألف مليون نجم التي تتألف منها مجرتنا،إن النجوم تتطور بادئة نجوما بيضاءساطعة، ومنتهية نجوما حمراءباهتة.

حياة النجوم

يتكون النجم عندما تأخذ كمية من الغازات غالباً تكون من الهيدروجين بالتجمع والتهافت والانخساف على بعضها البعض ومع هذا التقلص يزداد تصادم الغازات فيما بينها بسر عات كبيره ، و يسخن الغاز حتى يصبح حار جداً إلى درجة أن تندمج ذرات الهيدروجين عند تصادمها لتكونّ الهليوم ،بشكل تفاعل يشابه تفاعلات القنبلة الهيدروجينية وهي التي تجعل النجم مشع و هذه الحرارة تزيد من ضغط الغازات إلى أن يصبح كافياً ليتوازن مع التجاذب التثاقلي فيتوقف الغاز عن التقلص وتبقى النجوم مستقرة فترة طويلة حيث تتعادل حرارة التفاعلات النووية مع قوة التجاذب التثاقلي(أي انه يكون في حالة توازن توقفه عن الانخساف مثل التوازن بين الجاذبيه و القوه الطارده المركزيه).

ولكن في النهاية ينضب الهيدروجين من النجم ، فكلما كانت كمية الوقود كبيرةً عند ولادة النجم كان نضوبه أسرع لأنه كلما كانت كتلة النجم كبيره وجب أن تكون حرارته عالية من أجل مقاومة تجاذبه التثاقلي وكلما كانت حرارته عالية كان أسرع استهلاك للوقود .

ولأن شمسنا من النجوم المتوسطة فإنه على الأقل يوجد بها وقود يكفي خمسة آلاف مليون سنه فقط !! وعندما ينضب الوقود فإن النجم يبدأ في التبرد وبالتالي بالتقلص . لكن حسب " تشاندرا سيخار" يمكن أن يكون حجم النجم ضخم ويستطيع مقاومة جاذبيته الذاتية بعد أن يكون قد استهلك كامل وقوده. فعندما يكون النجم صغيراً تقترب جسيمات المادة من بعضها البعض كثيراً ووفقاً لمبدأ "باولي " في الاستبعاد يجب أن تكون سرعات الجسيمات متفاوتة جداً وهذا يجعلها تتنافر وبالتالي يتمدد النجم وهكذا يستقر النجم على حجم (( نصف قطره )) ثابت وهكذا تتعادل الجاذبية كما كانت عند بداية النجم. أدرك (تشاندرا سيخار)أن هناك حدود للتنافر الذي يقدمه مبدأ الاستبعاد. فالنسبية تحدد الفارق الأقصى بين السر عات التي بين الجسيمات في النجم بسرعة الضوء وبذلك يصبح النجم كثيفا بما فيه الكفاية و يكون التنافر اقل من قوة الجاذبية حسب (تشاندرا سيخار)الكتلة التي لا يمكن للنجم مقاومة جاذبيته وتعرف بحدود (تشاندرا سيخار)وكانت هذه الأ فكار ذات أثر كبير لفهم مصير النجوم :

1-إذا كانت كتلة النجم دون حدود(تشاندرا سيخار) قد يتوقف في النهاية عن التقلص ليستقر على شكل (قزم ابيض) و يكون ذا كثافة عالية مئات الأطنان في الانش الواحد ونشاهد عددا كبيرا من هذه النجوم البيضاء وكان أحد أول ما اكتشف نجم يدور حول الشعرى اسطع نجم في السماء .

2- عندما تكون كتلة النجم ضعف كتلة شمسنا ولكن اصغر بكثير من القزم الأبيض وتحقق هذه النجوم مبدأ تنافر الاستبعاد بين النيترونات والبروتونات أكثر منه بين الإلكترونات ولذلك سميت نجوم نيوترونية قد لا يتعدى نصف قطرها عشرة أميال أو نحوه مع كثافة عالية تعد بمئات الملايين من الأطنان في الانش الواحد ويتم التنبؤ بوجودها ولم يتمكن من مشاهدتها ولم تكتشف إلا بعد فترة طويلة .

ولكن النجوم التي تتجاوز كتلتها حدود(تشاندرا سيخار) تواجه مشكلة كبيرة عند نفاذ وقودها قد تنفجر أو تقذف بعض المادة لتخفيف كتلتها إلى مادون الحدود كي تتفادى الانسحاق بالجاذبية .كانت النتيجة مذهلة حيث أن النجم يتحول إلى نقطة حتى آينشتاين كتب مقالا أعلن فيه انه لا يمكن للنجوم أن تتقلص إلى الصفر وأهملت هذه الفكرة إلى ما بعد الحرب العالمية الثانية .قالب:Lien AdQ

يمر النجم أثناء دورة حياته بأربع مراحل هي مرحلة النجم الأولي،ومرحلة البلوغ،ومرحلة العملاق الأحمر ،ومرحلة الموت .وتتشابه جميع النجوم في المراحل الثلاث الأولى في حين تعتمد نتائج المرحلة الرابعة على حجم النجم.