المعنى الأساسي لكلمة نجمة هو نقطة مضيئة في سماء الليل وهي تتمثل في أشكال هندسية التي تمثل أشعة تبدأ من المركز (انظر رمز النجمة). في علم الفلك ، المعنى العلمي الأكثر تقييدًا للنجم هو الجرم السماوي البلازمي الذي يشع ضوءه من خلال تفاعلات الاندماج النووي ، أو الأجسام التي كانت في هذه الحالة في مرحلة ما من دورة حياتها ، مثل الأقزام البيضاء أو النيوترونات النجوم .
هذا يعني أنه يجب أن يكون لديهم حد أدنى من الكتلة بحيث تسمح ظروف درجة الحرارة والضغط داخل المنطقة المركزية – القلب – ببدء واستمرار هذه التفاعلات النووية ، وهي العتبة التي نتحدث عنها أدناه عن الأجسام. وتتراوح الكتل المحتملة للنجوم من 0.085 كتلة شمسية إلى مائة كتلة شمسية. تحدد الكتلة درجة حرارة النجم ولمعانه. تقع معظم النجوم في التسلسل الرئيسي لمخطط Hertzsprung-Russell ، حيث تنتج النجوم طاقتها وإشعاعها عن طريق تحويل الهيدروجين إلى هيليوم ، من خلال آليات الاندماج النووي مثل دورة الكربون والنيتروجين والأكسجين أو سلسلة البروتون والبروتون.
في معظم فترات وجوده ، يكون النجم في حالة توازن هيدروستاتيكي تحت تأثير قوتين متعارضتين: الجاذبية ، التي تميل إلى تقلص النجم وانهياره ، والضغط الحركي (مع إشعاع الضغط للنجوم الضخمة) ، الذي تنظمه تفاعلات الاندماج النووي وتحافظ عليه. ، والتي تميل على عكس ذلك إلى توسيع النجم. في نهاية هذه المرحلة ، التي تميزت باستهلاك كل الهيدروجين ، تتوسع نجوم التسلسل الرئيسي وتتطور إلى نجوم عملاقة ، تحصل على طاقتها من التفاعلات النووية الأخرى ، مثل اندماج الهيليوم والكربون والأكسجين.
إقرأ أيضا:أطعمة صحية يتم تجاهلها في كثير من الأحيانجدول المحتويات
تاريخيًا
تاريخيًا ، النجوم هي البقع المضيئة في السماء المرئية فقط في الليل وثابتة بالنسبة لبعضها البعض ، على عكس الكواكب التي تتبع مسارات تجول في سماء الليل خلال العام. كان لدى القدماء معرفة عميقة بتوزيع النجوم في السماء: لقد استخدموها للتنقل وخصصوا أسماء لبعضها بالإضافة إلى الأشكال التي يرسمونها ، الأبراج. ومع ذلك ، لم يعرفوا شيئًا عن طبيعتهم الدقيقة ، وغالبًا ما اعتقدوا أنها كانت فتحات مثقوبة في الكرة السماوية.
فقط مع تطور علم الفلك الحديث ، أي الفيزياء الفلكية ، يمكن فهم النجوم على أنها أشياء من نفس طبيعة الشمس ولكنها تقع على مسافات أكبر بكثير. تم ذكر هذه الفرضية لأول مرة من قبل جيوردانو برونو في القرن السادس عشر قبل أن يتم تأكيدها تجريبيًا في عام 1838 بأول قياس اختلاف المنظر قام به فريدريش فيلهلم بيسيل ، وكذلك من خلال الملاحظات الطيفية التي تم إجراؤها باستخدام الجهاز الذي اخترعه في عام 1814 .
أخصائي العيون جوزيف فون فراونهوفر. وصف عام النجم هو جسم سماوي دوار ، له شكل كروي مسبق 2 ، يتكون أساسًا من البلازما ، ويتم تشكيل هيكله بواسطة الجاذبية. أثناء تكوينه ، يتكون النجم بشكل أساسي من الهيدروجين والهيليوم. في معظم فترات وجوده ، كان قلبه هو موقع تفاعلات الاندماج النووي ، حيث يُشع جزء من طاقته في شكل ضوء ؛ المادة المكونة لها تكاد تكون متأينة بالكامل.
إقرأ أيضا:مخاطر إهمال الكبار في السنالشمس
الشمس هي أقرب إلى الأرض ، والطاقة التي يشعها تسمح بتطور الحياة. يبدو أكثر إشراقًا من جميع الأخرى نظرًا لقربه: ثاني أقرب نجم للأرض ، بروكسيما سنتوري ، يبعد 250 ألف مرة. باستثناء حالات استثنائية مثل الكسوف ، تظهر الأخرى في الليل فقط عندما لا يتلاشى سطوعها بسبب سماء النهار ، وهو نفسه ناتج عن تشتت الإشعاع الشمسي مجمعة في مجرات.
تحتوي مجرة نموذجية مثل مجرتنا ، درب التبانة ، على مئات المليارات .. داخل المجرات ، يمكن ربط النجوم في أنظمة متعددة (بضع نجوم) أو عناقيد (عدة عشرات إلى بضع مئات الآلاف من النجوم). تكشف الكرة السماوية أيضًا عن مجموعات من النجوم ، الأبراج ؛ إنه في الواقع وهم بصري بسبب تأثير الإسقاط. عادة ما تقع التي تشكل كوكبة على مسافات مختلفة جدًا عن الأرض.
كتلة النجم تتراوح بين 0.07 و 300 مرة تقريبًا من كتلة الشمس (يساوي نفسه 300000 مرة كتلة الأرض ، أو حوالي 2 × 1030 كجم). لا تسمح ذات الكتلة الأقل ببدء تفاعلات الاندماج النووي للهيدروجين ، بينما تخضع النجوم ذات الكتلة الأعلى لعدم الاستقرار. مما يؤدي إلى فقدان الكتلة. يتم تحديد عمر النجم أساسًا بالسرعة التي تحدث بها التفاعلات النووية: فكلما زادت كتلة ، زادت سرعة التفاعلات النووية وقصر عمر النجم. النجوم الأكثر ضخامة لها عمر لا يتجاوز بضعة ملايين من السنين. والنجوم الأقل ضخامة على مدى تريليون سنة. يبلغ عمر نجم مثل الشمس حوالي 10 مليارات سنة.
إقرأ أيضا:كيف تصبح حراسحابة غازية على النجوم
ينتج تشكل النجوم عن انهيار سحابة غازية واحتمال تشظيها إلى عدة نجوم أولية ، والتي تسخن عندما تتقلص. ثم تصل درجة الحرارة إلى قيمة “يشتعل” القلب: يندمج الهيدروجين في الهيليوم . مما يوفر الطاقة التي توقف الانهيار. ثم يدخل النجم التسلسل الرئيسي الذي يقضي فيه معظم وجوده. يتم إزالة الطاقة الناتجة عن هذا التحويل تدريجيًا بواسطة النجم عن طريق الحمل الحراري والإشعاع . وفي النهاية تهرب من سطح النجم في شكل إشعاع ورياح نجمية ونيوترينوات. يعتمد تطوره اللاحق بشكل أساسي على كتلته.
وكلما زاد هذا ، زادت قدرة النجم على بدء تفاعلات الاندماج مع عناصر كيميائية أثقل بشكل متزايد. وبالتالي يمكنه تصنيع الكربون ، ثم الأكسجين ، والنيون ، إلخ. يتم إنتاج جميع العناصر الأثقل من الهيليوم تقريبًا في النجوم (المعروفة باسم التركيب النووي النجمي) في المراحل اللاحقة من تطورها. إذا كان النجم ضخمًا بما يكفي لتصنيع الحديد ، فإنه محكوم عليه بالوصول إلى ذروته في شكل مستعر أعظم: ينفجر قلبه وتنخلع طبقاته الخارجية بسبب هذه العملية.
البقايا التي خلفها الانفجار الداخلي للقلب عبارة عن جسم مضغوط للغاية ، يمكن أن يكون إما نجمًا نيوترونيًا ، وربما يمكن اكتشافه كنجم نابض ، أو ثقب أسود. تواجه النجوم الأقل ضخامة نهاية. أقل عنفًا للحياة: تفقد تدريجيًا معظم كتلتها ، والتي تشكل لاحقًا سديمًا كوكبيًا ، وتتقلص قلوبهم ببطء لتشكيل قزم أبيض.
بالعين المجردة
بالعين المجردة في الليل ، تظهر النجوم للعين المجردة كنقاط لامعة (بسبب بُعدها) من اللون الأبيض ، وأحيانًا أيضًا حمراء أو برتقالية أو زرقاء . تتلألأ عادةً وبدون حركة ظاهرة فورية فيما يتعلق بالأجسام الثابتة الأخرى في السماء. ترجع ظاهرة التلألؤ إلى الحجم الزاوي الصغير للغاية. للنجوم (بضعة أجزاء من الألف من الثانية أو أقل) ، والتي تكون أصغر من الاضطرابات الجوية. على العكس من ذلك ، فإن الكواكب ، على الرغم من ظهورها كنقاط ، هي في الواقع ذات حجم زاوي كافٍ بحيث لا تخضع لظاهرة التلألؤ.
إذا كانت النجوم تتحرك بالنسبة لبعضها البعض ، فإن هذه الحركة الصحيحة تكون ضعيفة جدًا ، حتى بالنسبة للنجوم الأقرب ، حيث لا تتجاوز بضع ثوان قوسية في السنة ، مما يفسر عدم حركتها الواضح فيما يتعلق ببعضها البعض. خلال النهار ، تهيمن الشمس وضوءها المنتشر بواسطة طبقة الغلاف .الجوي يحجب ضوء النجوم. لكن النجم اللامع المرئي من الأرض هو نفسه نجم. تبدو الشمس أكبر بكثير من جميع النجوم الأخرى. لأنها بعيدة جدًا: أقرب نجم إلى الأرض بعد الشمس ، Proxima Centauri . يقع على بعد أربع سنوات ضوئية منا ، أو ما يقرب من 270.000 ضعف المسافة التي تفصلنا عن الشمس (الوحدة الفلكية).
اعتمادًا على ظروف المراقبة ، يختلف عدد النجوم المرئية بالعين المجردة اختلافًا كبيرًا ويمكن أن يصل إلى عدة آلاف في أفضل الحالات. باستثناء الشمس وسيريوس – ومرة أخرى ، فقط في ظل ظروف المراقبة الممتازة – تكون النجوم باهتة جدًا .بحيث لا يمكن ملاحظتها في وضح النهار (باستثناء أثناء الكسوف الكلي للشمس وأثناء الظواهر المؤقتة مثل المستعرات أو المستعرات الأعظمية). يتم قياس سطوع النجوم بكمية تسمى المقدار الظاهري. لأسباب تاريخية ، يكون الحجم أصغر نظرًا لأن النجم لامع: صنف عالم الفلك اليوناني .هيبارخوس النجوم من الدرجة الأولى للألمع ، والثاني للنجوم التالية ، وهكذا على الفور حتى الدرجة الخامسة.
مع الآلات منكب الجوزاء
يُرى من خلال تلسكوب ALMA. بقيت النجوم منذ فترة طويلة نقاطًا في السماء ، حتى عند رؤيتها من خلال أقوى الأدوات المكبرة ، مثل التلسكوب أو التلسكوب. فقط من نهاية القرن العشرين وبداية القرن الحادي والعشرين ، انخفض الدقة الزاويّة لأفضل الأدوات. إلى ما دون الثاني من القوس.وبالتالي ثبت أنه كافٍ لرؤية الهياكل حولها. بعض النجوم بالإضافة إلى التمييز بينها النجوم كقرص وليس كنقطة. ومع ذلك ، حتى في الوقت الحاضر ، لا تزال الغالبية العظمى من النجوم غير قابلة للوصول إلى مثل هذه المراقبة المباشرة.
لذلك ، تركز معظم الملاحظات النجمية على البيانات المتعلقة بالطيف الكهرومغناطيسي ، أو لمعانها أو استقطابها ، ويتم قياسها على التوالي باستخدام مقياس الطيف ، ومقياس الضوء ومقياس الاستقطاب. بعد العين . كانت الكواشف المستخدمة عبارة عن لوحات فوتوغرافية .ثم أجهزة كشف رقمية مثل CCD. تتضمن دراسة النجوم أيضًا دراسة الشمس ، والتي يمكن ملاحظتها بالتفصيل ، ولكن مع المعدات المناسبة ، بما في ذلك المرشحات القوية. تعتبر مراقبة الشمس نشاطًا خطيرًا محتملًا للعين وللمادة: يجب أن يمارسها فقط جمهور مطلع ومختص.
كتلة النجوم
كتلة تعتبر الكتلة من أهم خصائص النجم. في الواقع ، هذا الحجم يحدد عمره وكذلك سلوكه أثناء تطوره ونهاية حياته: سيكون النجم الضخم شديد السطوع ولكن عمره .سينخفض. تبلغ كتلة النجوم ما بين 0.08 و 300 ضعف كتلة الشمس ، أو (جدًا) قريبة من 2 × 1030 كيلوجرامًا (تريليونين تريليون طن). تحت الحد الأدنى من الكتلة ، فإن التسخين الناتج عن الانكماش التثاقلي غير كافٍ لبدء دورة التفاعلات النووية:
النجم المتشكل بهذه الطريقة هو قزم بني. أبعد من الحد الأقصى للكتلة ، فإن قوة الجاذبية غير كافية للاحتفاظ بكل مواد النجم بمجرد بدء التفاعلات النووية. حتى وقت قريب ، كان يُعتقد أن كتلة النجم لا يمكن أن تتجاوز 120 إلى 150 ضعف كتلة الشمس ، لكن الاكتشاف. الأخير لنجم كتلته 320 ضعف كتلة الشمس جعل هذا الافتراض عفا عليه الزمن.
ارتفاع الحد في النجوم
إن كتلة النجم محدودة بظروف عملية التكوين واستقراره في التسلسل الرئيسي ، وبشكل أساسي بمعدل طرد الرياح النجمية. تمتلك النجوم الأكثر ضخامة بشكل عام كتلة .من حوالي 50 إلى 80 كتلة شمسية. حتى النجوم الأكثر ضخامة غير مستقرة لأن ضغط الإشعاع الهائل .الذي يسود في مركزها يتسبب في الطرد “السريع” للمادة التي تشكلها ، وبالتالي تقليل كتلتها بشكل كبير خلال تسلسلها الرئيسي “القصير”.
يُعتقد أن الجيل الأول من النجوم في الكون ، تلك الموجودة في المجموعة الثالثة ، كانت في الغالب من النجوم العملاقة ، وعادة ما يزيد عن 100 كتلة شمسية ، حتى 1000 كتلة شمسية. يمكن أن توجد (وتبقى خلال تسلسلها الرئيسي “القصير”) لأن معدنيتها كانت. صفرية تقريبًا والأيونات “المعدنية” أكثر حساسية لضغط الإشعاع من الهيدروجين والهيليوم المتأينين. جزء كبير منهم ينتهي بهم الأمر في فرط الحساسية.
في كانون الثاني (يناير) 2004 ، أعلن ستيفن إيكنبيري من جامعة كاليفورنيا أنه عثر على أضخم نجم شوهد على الإطلاق: LBV 1806-20. إنها تدور حول نجم فتي جدًا ينتج 150 كتلة شمسية على الأقل. في يوليو 2010 ، أعلن فريق دولي من علماء الفلك اكتشاف النجم R136a1 في سديم الرتيلاء مع VLT في تشيلي والذي سيكون 265 مرة أكبر من الشمس. وفقًا للبروفيسور بول كروثر من جامعة شيفيلد ، تبلغ كتلة الشمس 320 مرة كتلة الشمس.
