النجم جسم سماوي سطحه شديد الحرارة لدرجة أنه يشع منه ضوءًا. كم هو حار؟ معظمها أسخن بآلاف الدرجات من فرن مطبخك. ولا يهم المقياس الذي تستخدمه. على سبيل المثال ، شمسنا - أقرب نجم - هي 5،510 درجة مئوية ، أو 9،940 درجة فهرنهايت ، أو 5،780 درجة كلفن. (كلفن ، الذي لا يستخدم تعيين "درجة" ، هو مقياس درجة الحرارة الذي يستخدمه علماء الفلك.) ولأن النجوم تتوهج بهذا السخونة يمكننا رؤيتها من على بعد تريليونات الأميال.
تبدو شمسنا مختلفة عن النجوم الأخرى لأنها أقرب كثيرًا. تدور الأرض والكواكب الأخرى في نظامنا الشمسي حول الشمس. على عكس النجم ، لا يُصدر الكوكب ضوءه الخاص. عندما ترى كوكبًا ، مثل المريخ أو زحل ، فأنت لا ترى سوى ضوء الشمس الذي يرتد عن الكوكب.
يولد النجم على مدى فترة طويلة من الزمن من سحابة كبيرة وباردة ومظلمة من الغاز والغبار. في النهاية ، تتسبب الجاذبية في تكتل مكونات السحابة معًا. تصطدم أجزاء من السحابة بالمركز ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتها. في مرحلة ما ، يصبح مركز السحابة ساخنًا جدًا بحيث يبدأ في التألق - ويولد نجم جديد.
ثم يصبح مركز النجم ساخنًا جدًا لدرجة أن البروتونات - وهي جسيمات صغيرة ، لكل منها شحنة كهربائية موجبة - تصطدم ببعضها البعض وتلتصق ببعضها البعض. هذا يصنع الطاقة. البروتون هو نواة أو مركز ذرة الهيدروجين. لذلك نطلق على هذه التفاعلات اسم "نووي " تفاعلات. التفاعلات النووية تمد الشمس ومعظم النجوم الأخرى بالطاقة. يفعلون ذلك لفترة طويلة ولكن ليس إلى الأبد.
لنتعرف على الشمس
في الواقع ، كلما كان النجم أكبر حجمًا ، كلما أسرع في موته. لماذا ا؟ تتألق النجوم الضخمة بشدة لأنها تستهلك وقودها بسرعة. تعيش أضخم النجوم لملايين السنين. نجوم مثل شمسنا تعيش لمليارات عديدة. لكن بعض النجوم الأقل ضخامة يمكن أن تتألق لتريليونات السنين. (هذه عدة ملايين من السنين.)
هل تنتهي بضجة… أم تبريد هادئ؟
تنهي معظم النجوم الضخمة حياتها بانفجار. يصف علماء الفلك هذه الألعاب النارية السماوية بأنها مستعر أعظم. مثل هذا الحدث يقذف معظم كتلة النجم في الفضاء.
تنهار الكتلة المتبقية من النجم إلى نواة صغيرة يبلغ قطرها بضعة كيلومترات (أميال). في معظم الحالات ، تندمج جسيمات سالبة الشحنة تسمى الإلكترونات وجسيمات موجبة الشحنة تسمى البروتونات في جسيمات محايدة تسمى النيوترونات. والنتيجة نجم نيوتروني. لبها كثيف لدرجة أن ملعقة صغيرة واحدة من مادة النجم النيوتروني قد تزن أكثر من مليار طن على الأرض.
لكن في بعض الحالات ، ينهار اللب إلى الداخل ليشكل ثقبًا أسود. هذا الجسم كثيف لدرجة أنه لا يمكن لأي شيء - ولا حتى الضوء - الهروب منه.
نجوم الزومبي:هل هي مصدر لموجات الجاذبية؟
النجوم الأقل ضخامة ، مثل شمسنا ، تموت بلطف أكثر.
في معظم مراحل نضجه ، يحترق نجم "التسلسل الأساسي" الأصفر ، مثل شمسنا ، الوقود بثبات. (تتمتع شمسنا التي يبلغ عمرها 4.6 مليار عام بوقود كافٍ لتسطع لما يقرب من 8 مليارات سنة أخرى). ومع ذلك ، ينفد وقود هذه النجوم في مركزها ، مع دخولها سن الشيخوخة. ثم يبدأون في حرق الهيدروجين في غلاف يحيط بالمركز. هذا يجعل النجم يتمدد ، مما يجعل سطحه يبرد ويتحول إلى اللون الأحمر. الآن النجم عملاق أحمر. بالنسبة للنجم الشبيه بالشمس ، يمكن أن تستمر هذه المرحلة مليار سنة أو اثنتين.
خلال مرحلة العملاق الأحمر ، يفقد النجم كتلته. في النهاية تختفي طبقاته الخارجية ، مما يؤدي إلى تعريض اللب الساخن. فقط بحجم الأرض ، لا يزال هذا اللب ضخمًا. في الواقع ، عادة ما يكون لها نفس القدر من كتلة شمس منتصف العمر.
تكثر الأقزام
يُعرف هذا اللب الساخن بالقزم الأبيض. بعد أن أوقف النجم فرنه النووي ، يدخل الآن مرحلة التبريد. على مدى بلايين السنين ، سوف يلقي الضوء والحرارة حتى يظلم.
حوالي خمسة من كل 100 نجمة في الكون هي أقزام بيضاء. يقع أقرب مكان على بعد 8.6 سنة ضوئية فقط. (السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء في عام واحد عبر الفضاء الفارغ.) لكن الأقزام البيضاء باهتة لدرجة أنك لا تستطيع رؤية أي منها بالعين المجردة. لكن التلسكوبات مثل تلسكوب هابل الفضائي قد صورت الكثير.
نوع مختلف ، الأقزام الحمراء ، يفوق عدد النجوم الأخرى مجتمعة. تتألق هذه النجوم ، التي وُلدت بكتلة أقل بكثير من كتلة الشمس ، بضعف. حوالي ثلاثة من كل أربعة نجوم هي أقزام حمراء. لكنها خافتة لدرجة أنه لا يمكنك رؤية أي منها دون استخدام منظار أو تلسكوب.
ثم هناك أقزام بنية. وُلِد قزم بني بكتلة قليلة جدًا لدرجة أنه لا يمكنه تحمل تفاعلات الاندماج النووي. يضيء قزم بني عندما يكون صغيرًا من حرارة ولادته. يبدو أحمر ، مثل قزم أحمر. ولكن بعد ذلك يبرد ، ويتلاشى في النهاية إلى اللون الأسود. ومع ذلك ، يمكن لعلماء الفلك رؤية الأقزام البنية لأن أصغرها ينبعث منها ضوء. ويمكن لعلماء الفلك أيضًا اكتشاف الأقزام البنية الأكبر سنًا مع استمرارها في إطلاق الحرارة.
العائلات النجمية
بعض النجوم ، مثل الشمس ، منعزلة. يعيش البعض الآخر في عائلات كبيرة تعرف باسم التجمعات. التجمعات غالبا ما تكون مجتمعات مؤقتة. معظمهم لا يعيش لأكثر من مليار سنة. لقد تجاوزت شمسنا أربعة أضعاف ذلك العمر ، لذا كان من الممكن أن تكون قد أمضت طفولتها كجزء من مجموعة انفصلت لاحقًا (كما تفعل مجموعة Hyades الآن).
في هذه الأثناء ، حتى المنعزلين هم جزء من مجتمعات هائلة تعرف باسم المجرات. حيث قد يحتوي العنقود على بضعة آلاف من النجوم ، يمكن أن تكون المجرة موطنًا لما هو أكثر من ذلك بكثير. تحتوي مجرتنا درب التبانة على مئات المليارات من النجوم. وتكثر المجرات. كوننا يستضيف تريليونات منهم.
بل إن هناك مجتمعات أكبر من المجرات. يمكن أن تحتوي كل عناقيد المجرات على آلاف المجرات.
معظم النجوم في كل مكان تخلق عناصر كيميائية جديدة. بعد الانفجار العظيم ، تألف الكون من الهيدروجين والهيليوم وقليل من الليثيوم. تحويل العناصر الخفيفة إلى عناصر أثقل هو ما تفعله معظم النجوم.
صنعت النجوم الضخمة معظم الأكسجين الذي نتنفسه. صنعت النجوم الأقل ضخامة معظم النيتروجين ، وكلا النوعين يصنعان الكربون. أدى انفجار النجوم القزمة البيضاء إلى تكوين معظم الحديد في دمائنا. لذلك من العدل أن نقول إننا وكل شيء آخر في عالمنا مصنوعون أساسًا مما كان يومًا ما غبار النجوم.
