الوقت المقدر للقراءة: 3 دقائق ما هي النجوم؟
يقدر علماء الفلك إمكانية أن يحتوي الكون على عدد هائل من النجوم يصل إلى سبتيليون نجم، أي واحد وبعده 24 صفراً. وتضم مجرتنا لوحدها أكثر من 100 مليار نجم، ومنها شمسنا.
والنجوم كرات ضخمة من الغاز الساخن، يتكون في معظمه من الهيدروجين والهيليوم وعناصر أخرى. ولكل نجم دورة حياة معينة، تتراوح بين عدة ملايين إلى تريليونات الأعوام. وتتغير خصائص النجم مع زيادة عمره بالطبع.
ولادة النجوم
تتشكل النجوم في سحب كبيرة من الغاز والغبار تدعى السحب الجزيئية. وتبلغ كتلة السحب الجزيئية ما مقداره ألف إلى 10 ملايين من مثل كتلة الشمس، ويمكن أن تمتد مئات السنين الضوئية.
وبسبب درجة السحب الجزيئية الباردة تجمع الغاز، مما يؤدي إلى إنشاء جيوب كثافتها عالية. ويمكن أن تصطدم هذه التجمعات الغازية ببعضها البعض أو تجمع كمية إضافية من المادة. وتؤدي زيادة كتلتها بالطبع إلى زيادة جاذبيتها. وتؤدي الجاذبية في نهاية المطاف إلى انهيار بعض هذه التجمعات الغازية.
وعندها يؤدي الاحتكاك إلى رفع حرارة المادة. الأمر الذي يؤدي إلى ظهور نجم أولي، وهو نجم وليد. وتسمى مجموعات النجوم التي تشكلت منذ فترة قريبة من السحب الجزيئية بالعناقيد النجمية. وتسمى السحب الجزيئية الغنية بالعناقيد النجمية حاضنات النجوم.
حياة النجوم
تأتي معظم طاقة النجم الأولي أو البدئي في بداية حياته من الحرارة الناتجة عن انخماصه أو انهياره الأولي. وتؤدي درجات الضغط الهائلة ودرجات الحرارة في قلب النجم بعد ملايين السنين إلى دمج نوى ذرات الهيدروجين معاً لتكوين الهيليوم. وتسمى هذه عملية الاندماج النووي. وهذه الطاقة بالطبع ترفع حرارة النجم وتمنعه من الانهيار تحت وطأة قوة جاذبيته.
تسمى النجوم التي يجري فيها اندماج نووي للهيدروجين إلى هيليوم نجوم التسلسل الرئيسي. وتكون هذه أطول مرحلة في حياة النجم. وسيتغير لمعان النجم وحجمه ودرجة حرارته ببطء على مدى ملايين أو مليارات السنين خلال هذه المرحلة. ويجدر بالذكر أن شمسنا في منتصف رحلتها عبر مرحلة تسلسلها الرئيسي تقريباً.
ويوفر غاز النجم وقوده، وتحدد كتلة النجم مدى سرعة نفاد وقوده. حيث تحترق النجوم منخفضة الكتلة لفترة أطول، وهي أكثر خفوتاً وأقل حرارة من النجوم كبيرة الكتلة. ويفترض أن تحرق النجوم الأعلى كتلة الوقود بمعدل أعلى لتوليد الطاقة التي تمنعها من الانهيار تحت وطأة وزنها. وبهذا فإن بعض النجوم منخفضة الكتلة ستضيء لتريليونات السنوات، وفي المقابل لن تبقى بعض النجوم الضخمة سوى بضعة ملايين من السنين فحسب!
فناء النجوم
في المرحلة الأولى لنهاية حياة النجم ينفد الهيدروجين الذي يتحول إلى هيليوم في لبه. وبالطبع إن الطاقة الناتجة عن الاندماج ينشأ عنها ضغط داخل النجم، يوازن اتجاه الجاذبية إلى تجميع المادة، وعلى هذا يبدأ لب النجم بالانهيار. لكن الضغط الواقع على لبه يرفع درجة حرارته وضغطه، فينتفخ النجم أو يتوسع ببطء. وتفصيلات المراحل الأخيرة من فناء النجم تعتمد على كتلته بدرجة كبيرة.
وبالطبع يستمر توسع غلاف النجم منخفض الكتلة، حتى يصبح نجماً دون عملاق أو عملاقاً. ويتحول الهيليوم بالاندماج في لب النجم إلى كربون. وبعد عدة مليارات من السنين ستتعرض شمسنا لذلك!
وهنا تفقد بعض النجوم العملاقة استقرارها، وتتذبذب تذبذباً دورياً، وتتضخم دافعة بعضاً من مواد أغلفتها. وتنفجر نهاية الأمر طبقات النجم الخارجية، فتنشأ سحابة واسعة من الغبار والغاز نسميها السديم الكوكبي.
القزم الأبيض
بعد ذلك، كل ما يتبقى من النجم لبه، نطلق عليه عندها اسم القزم الأبيض. وهو بقية نجم بحجم الأرض، تبرد على مدى مليارات السنين شيئاً فشيئاً.
مصير النجم مرتفع الكتلة
يتعرض النجم الأعلى كتلة إلى سيناريو أكبر. حيث يحول الاندماج الكربون إلى عناصر أثقل كالأوكسجين والنيون والمغنيسيوم. وهذه العناصر ستكون الوقود المستقبلي للب النجم.
وتستمر هذه العملية متسلسلة في النجوم كبيرة الكتلة إلى أن يندمج السيليكون ويتحول إلى الحديد. وبالطبع تنتج هذه العمليات طاقة تمنع النواة من الانهيار، لكن كل وقود جديد يقلل عمر النجم شيئاً فشيئاً. وتستغرق العملية كلها بضعة ملايين من السنين فحسب، وعندما يندمج السيليكون ويتحول إلى الحديد ينفد وقود النجم في غضون أيام. والمرحلة اللاحقة ستكون دمج الحديد إلى عنصر أثقل، لكن ذلك يحتاج طاقة بدلاً من إطلاقها!
وينهار لب النجم الحديدي، والقوى الموجودة تضغط النوى إلى الحد الأخير، فيحدث رد فعل ارتدادي. وهذا ينتج موجة صدمة تتحرك عبر النجم نحو الخارج. وتكون النتيجة انفجاراً ضخماً يسمى المستعر الأعظم. والقلب يستمر بصورة بقايا كثيفة جداً، لتكون إما نجماً نيوترونياً أو ثقباً أسود.
ملخص المقال
النجوم كرات ضخمة من الغاز الساخن، يتكون في معظمه من الهيدروجين والهيليوم وعناصر أخرى.
ولكل نجم دورة حياة معينة، تتراوح بين عدة ملايين إلى تريليونات الأعوام. وتتغير خصائص النجم مع زيادة عمره بالطبع.
وتفنى النجوم أو تموت عندما ينفد وقودها النووي. ليتوسع غلاف النجم، وينفجر في النهاية. فينشأ السديم الكوكبي. وانفجار النجوم الكبيرة كبير ويسمى المستعر الأعظم.