مثل أي كائن حي ، تمر النجوم بدورة طبيعية. يبدأ هذا بالولادة ، ويمتد عبر عمر يتميز بالتغيير والنمو ، وينتهي بالموت. بالطبع ، نحن نتحدث عن النجوم هنا ، والطريقة التي يولدون ويعيشون ويموتون بها تختلف تمامًا عن أي شكل من أشكال الحياة المألوفة لدينا.
أولاً ، المقاييس الزمنية مختلفة تمامًا ، وتستمر على مدى مليارات السنين. أيضًا ، التغييرات التي يمرون بها خلال حياتهم مختلفة تمامًا أيضًا. وعندما يموتون ، هل العواقب ، هل نقول ، أكثر وضوحا؟ دعونا نلقي نظرة على دورة حياة النجوم.
السحب الجزيئية:
تبدأ النجوم كسحب ضخمة من الغاز الجزيئي البارد. يمكن أن تطفو سحابة الغاز في مجرة لملايين السنين ، ولكن بعد ذلك يؤدي بعض الأحداث إلى انهيارها تحت جاذبيتها. على سبيل المثال ، عندما تتصادم المجرات ، تُعطى مناطق الغاز البارد الركلة التي تحتاجها لبدء الانهيار. يمكن أن يحدث أيضًا عندما تمر موجة صدمة مستعر أعظم قريب عبر منطقة.
عندما تنهار ، تنهار السحابة بين النجوم إلى قطع أصغر وأصغر ، وكل واحدة من هذه الانهيارات تنهار إلى الداخل. كل قطعة من هذه القطع ستصبح نجمة. عندما تنهار السحابة ، تتسبب طاقة الجاذبية في تسخينها ، ويؤدي الحفاظ على الزخم من جميع الجسيمات الفردية إلى دورانها.
البروتوستار:
عندما تسحب المادة النجمية أكثر إحكامًا وإحكامًا معًا ، فإنها ترتفع مع الضغط ضد المزيد من انهيار الجاذبية. عند هذه النقطة ، يُعرف الكائن باسم protostar. يحيط بالبروستار قرص نجمي من مادة إضافية. بعض هذا يستمر في الحلزونية إلى الداخل ، مما يضع كتلة إضافية على النجم. وسيبقى الباقي في مكانه ويشكل في النهاية نظامًا كوكبيًا.
اعتمادًا على كتلة النجوم ، ستكون المرحلة الأولية من التطور النجمي قصيرة مقارنة بعمرها الإجمالي. بالنسبة لأولئك الذين لديهم كتلة شمسية واحدة (أي نفس كتلة شمسنا) ، فإنها تدوم حوالي 1000،000 سنة.
T Tauri Star:
يبدأ نجم T Tauri عندما تتوقف المواد عن السقوط على البروستار ، وتطلق كمية هائلة من الطاقة. وقد تم تسميتها بهذا الاسم بسبب النجم النموذجي المستخدم للبحث في هذه المرحلة من التطور الشمسي - T Tauri ، وهو نجم متغير يقع في اتجاه مجموعة Hyades ، على بعد 600 سنة ضوئية من الأرض.
قد يكون نجم T Tauri ساطعًا ، ولكن هذا كله يأتي طاقته الجاذبية من المواد المنهارة. درجة الحرارة المركزية لنجم T Tauri ليست كافية لدعم الانصهار في جوهره. ومع ذلك ، يمكن أن تظهر نجوم T Tauri مشرقة مثل النجوم المتسلسلة الرئيسية. تستمر مرحلة T Tauri حوالي 100 مليون سنة ، وبعدها سيدخل النجم أطول مرحلة من تطوره - مرحلة التسلسل الرئيسية.
التسلسل الرئيسي:
في نهاية المطاف ، تصل درجة حرارة النجم إلى النقطة التي يمكن أن يبدأ الانصهار فيها. هذه هي العملية التي تمر بها جميع النجوم لأنها تحول بروتونات الهيدروجين ، من خلال عدة مراحل ، إلى ذرات الهيليوم. هذا التفاعل هو طارد للحرارة. إنه يعطي حرارة أكثر مما يتطلب ، وبالتالي فإن قلب النجم التسلسلي الرئيسي يطلق كمية هائلة من الطاقة.
تبدأ هذه الطاقة عندما تكون أشعة غاما في قلب النجم ، ولكن عندما تستغرق رحلة بطيئة طويلة خارج النجم ، تنخفض في الطول الموجي. كل هذا الضوء يدفع للخارج نحو النجم ، ويقاوم قوة الجاذبية التي تسحبه للداخل. يتم الاحتفاظ بنجمة في هذه المرحلة من الحياة متوازنة - طالما أن إمداداتها من وقود الهيدروجين تستمر.
وكم تدوم؟ يعتمد ذلك على كتلة النجم. يمكن للنجوم الأقل كتلة ، مثل الأقزام الحمراء بنصف كتلة الشمس ، أن تمتص وقودها لمئات المليارات وحتى تريليونات السنين. النجوم الأكبر ، مثل شمسنا ، ستجلس عادةً في مرحلة التسلسل الرئيسية لمدة 10-15 مليار سنة. أكبر النجوم لها أقصر حياة ، ويمكن أن تستمر لبضعة مليارات ، وحتى بضعة ملايين من السنين فقط.
العملاق الأحمر:
على مدار حياته ، يقوم النجم بتحويل الهيدروجين إلى الهليوم في جوهره. يتراكم هذا الهيليوم وينفد وقود الهيدروجين. عندما يستنفد النجم وقود الهيدروجين في قلبه ، تتوقف تفاعلاته النووية الداخلية. بدون هذا الضغط الخفيف ، يبدأ النجم بالانكماش للداخل من خلال الجاذبية.
تؤدي هذه العملية إلى تسخين غلاف من الهيدروجين حول النواة ثم تشتعل في الانصهار وتتسبب في سطوع النجم مرة أخرى ، بعامل من 1000 إلى 10000. هذا يتسبب في تمدد الطبقات الخارجية للنجم للخارج ، مما يزيد من حجم النجم عدة مرات. من المتوقع أن تنتفخ شمسنا إلى المجال الذي يصل إلى مدار الأرض.
ستصل درجة الحرارة والضغط في قلب النجم في النهاية إلى نقطة أن الهيليوم يمكن دمجه في الكربون. بمجرد أن يصل النجم إلى هذه النقطة ، يتقلص ولم يعد عملاقًا أحمر. النجوم أكثر ضخامة بكثير من شمسنا يمكن أن تستمر في هذه العملية ، تتحرك لأعلى طاولة العناصر التي تخلق ذرات أثقل وأثقل.
قزم ابيض:
النجم بكتلة شمسنا ليس لديه ضغط الجاذبية لدمج الكربون ، لذا بمجرد نفاد الهيليوم في قلبه ، يكون ميتًا بشكل فعال. سيخرج النجم طبقاته الخارجية إلى الفضاء ، ثم ينكمش ، ليصبح في النهاية قزمًا أبيض. قد تبدأ هذه البقايا النجمية ساخنة ، ولكن لم يعد هناك أي تفاعلات اندماج داخلها. سوف يبرد على مدى مئات المليارات من السنين ، ليصبح في نهاية المطاف درجة حرارة الخلفية للكون.
لقد كتبنا العديد من المقالات حول دورة النجوم الحية في مجلة الفضاء. إليك ما هي دورة حياة الشمس ؟، ما هي العملاق الأحمر ؟، هل ستبقى الأرض عندما تصبح الشمس عملاقًا أحمر ؟، ما هو مستقبل شمسنا؟
هل تريد المزيد من المعلومات عن النجوم؟ في ما يلي إصدارات أخبار Hubblesite حول النجوم ، والمزيد من المعلومات من وكالة ناسا تخيل الكون.
لقد سجلنا عدة حلقات من علم الفلك حول النجوم. إليك نوعان من الأشياء التي قد تجدها مفيدة: الحلقة 12: من أين تأتي نجوم الأطفال؟ ، الحلقة 13: أين تذهب النجوم عندما تموت؟ ، والحلقة 108: حياة الشمس.
مصادر:
- ناسا: كيف تتشكل النجوم وتتطور؟
- ناسا: حياة وموت النجوم
