ل التسلسل الرئيسيوتشمل هذه النجوم التي هي في المرحلة الرئيسية من تطورها. هذه، بالمقارنة مع الشخص، هي فترة نضج، فترة استقرار نسبي. تمر جميع النجوم بهذه المرحلة، بعضها أسرع (النجوم الثقيلة)، والبعض الآخر أطول (النجوم الخفيفة). في حياة كل نجم، هذه الفترة هي الأطول.

ه إذا نظرنا إلى مخطط هيرتزسبرونج-راسل، فإن نجوم التسلسل الرئيسي تقع قطريًا من الزاوية اليسرى العليا (السطوع العالي) إلى أسفل اليمين (اللمعان المنخفض).

يعتمد موقع النجوم على مخطط هرتزشبرونج-راسل على الكتلة والتركيب الكيميائي للنجوم وعمليات إطلاق الطاقة في داخلها. النجوم في التسلسل الرئيسي لها نفس مصدر الطاقة (التفاعلات النووية الحرارية لاحتراق الهيدروجين، لذلك يتم تحديد لمعانها ودرجة حرارتها (وبالتالي موقعها في التسلسل الرئيسي) بشكل أساسي من خلال الكتلة؛ النجوم الأكثر ضخامة (M~50M من الشمس) تقع في الجزء العلوي (الأيسر) من التسلسل الرئيسي، وبينما نتحرك إلى أسفل التسلسل الرئيسي، تنخفض كتل النجوم إلى M~0.08M من الشمس. ن وتدخل النجوم التسلسل الرئيسي بعد المسرحضغط الجاذبية مما يؤدي إلى ظهور مصدر للطاقة النووية الحرارية في أحشاء النجم. تُعرف بداية مرحلة التسلسل الرئيسي بأنها اللحظة التي يتم فيها تعويض فقدان الطاقة لنجم متجانس كيميائيًا من خلال الإشعاع بالكامل عن طريق إطلاق الطاقة فيالتفاعلات النووية الحرارية

. النجوم في هذه اللحظة موجودة على الحدود اليسرى للتسلسل الرئيسي، ويسمى التسلسل الرئيسي الأولي أو التسلسل الرئيسي للعمر الصفري. تتوافق نهاية مرحلة التسلسل الرئيسي مع تكوين نواة الهيليوم المتجانسة في النجم. يترك النجم التسلسل الرئيسي ويصبح عملاقًا. يعود تشتت النجوم في التسلسل الرئيسي المرصود، بالإضافة إلى التأثيرات التطورية، إلى الاختلافات في التركيب الكيميائي الأولي والدوران والثنائية المحتملة للنجم. بالنسبة للنجوم التي يبلغ حجمها M<0.08M من الشمس، فإن زمن ضغط الجاذبية يتجاوز عمر المجرة، وبالتالي لم تصل إلى التسلسل الرئيسي وتقع إلى حد ما على يمينها. بالنسبة للنجوم التي تبلغ كتلتها 0.08 متر من كتلة الشمس، تكون مرحلة الاحتراق النووي الحراري للهيدروجين طويلة جدًا لدرجة أنه لم يكن لديها الوقت لترك التسلسل الرئيسي خلال عمر المجرة. تتمتع النجوم الأكثر ضخامة بعمر تسلسلي رئيسي يصل إلى 90% تقريبًا من وقت تطورها بالكامل. وهذا ما يفسر التركيز السائد للنجوم في منطقة التسلسل الرئيسي.

أ يلعب تحليل التسلسل الرئيسي بشكل خاص دور مهمعند دراسة المجموعات والمجموعات النجمية، لأنه مع زيادة عمرها، فإن النقطة التي يبدأ عندها التسلسل الرئيسي للعنقود في الانحراف بشكل ملحوظ عن التسلسل الرئيسي الأولي تنتقل إلى المنطقة ذات اللمعان المنخفض والفئات الطيفية اللاحقة، وبالتالي موقع المجموعة النجمية. يمكن أن تكون نقطة التحول في التسلسل الرئيسي بمثابة مؤشر لعمر مجموعة النجوم.

مخطط هيرتزسبرونج-راسل (مخطط الموارد البشرية)

© المعرفة قوة

مخطط هيرتزسبرونج-راسل

الأهم الخصائص الجسديةالنجوم هي درجة الحرارة والحجم المطلق. ترتبط مؤشرات درجة الحرارة ارتباطًا وثيقًا بلون النجم، ويرتبط الحجم المطلق ارتباطًا وثيقًا بالطبقة الطيفية. ولنتذكر أنه بحسب التصنيف المستخدم حاليًا، تنقسم النجوم وفقًا لأطيافها، كما سبق ذكره في قسم “الفئات الطيفية” بالموقع، إلى سبع فئات طيفية رئيسية. تم وضع علامة عليها بالأحرف اللاتينيةيا، ب، أ، و، ز، ك، م. في هذا التسلسل تنخفض درجة حرارة النجوم من عدة عشرات الآلاف من الدرجات للفئة O (النجوم الساخنة جدًا) إلى 2000-3000 درجة لنجوم الفئة M.

أولئك. مقياس للتألق يعبر عنه بكمية الطاقة المنبعثة من النجم. ويمكن حسابها نظريا بمعرفة المسافة إلى النجم.

في عام 1913، توصل عالم الفلك الدنماركي إينار هيرتزسبرونج والأمريكي هنري نوريس راسل بشكل مستقل إلى فكرة إنشاء رسم بياني نظري يربط بين معلمتين نجميتين رئيسيتين - درجة الحرارة والحجم المطلق. وكانت النتيجة رسمًا بيانيًا يحمل اسمي اثنين من علماء الفلك - مخطط هيرتزسبرونج-راسل (HRD)، أو بشكل أكثر بساطة، مخطط GR. وكما سنرى لاحقاً، فإن مخطط هيرتزسبرونغ-راسل يساعد على فهم تطور النجوم. وبالإضافة إلى ذلك، فإنه يستخدم على نطاق واسع لتحديد المسافات إلى مجموعات النجوم.

كل نقطة في هذا المخطط تقابل نجمة. على طول المحور الإحداثي ( المحور العمودي) تم رسم لمعان النجم، والمحور السيني (المحور الأفقي) هو درجة حرارة سطحه. إذا حددنا درجة حرارته من خلال لون النجم، فسيكون تحت تصرفنا إحدى الكميات اللازمة لإنشاء مخطط G-R. وإذا كان البعد عن النجم معروفا، فيمكن تحديد لمعانه من خلال سطوعه الظاهري في السماء. ثم سيكون لدينا تحت تصرفنا الكميتين اللازمتين لبناء مخطط H-R، وسنكون قادرين على وضع نقطة على هذا المخطط تتوافق مع نجمنا.

تقع الشمس مقابل اللمعان 1 على الرسم البياني، وبما أن درجة حرارة سطح الشمس تبلغ 5800 درجة، فهي تقريبًا في منتصف مخطط H-R.

النجوم التي يكون لمعانها أكبر من الشمس موجودة في الرسم البياني أعلاه. على سبيل المثال، الرقم 1000 يعني أنه يوجد في هذا المستوى نجوم لمعانها أكبر 1000 مرة من لمعان الشمس.

النجوم ذات اللمعان الأقل، مثل سيريوس بي، وهو قزم أبيض من نظام سيريوس، تقع في مستوى أقل. النجوم الأكثر سخونة من الشمس، مثل Sirius A وZeta Aurigae B - النجم الساخنمن نظام Zeta Aurigae وSpica من كوكبة العذراء، تقع على يسار الشمس. تقع النجوم الأكثر برودة مثل منكب الجوزاء والعملاق الأحمر العملاق زيتا أوريجاي على اليمين.

بما أن النجوم الباردة تبعث ضوءًا أحمر والنجوم الساخنة تبعث ضوءًا أبيض أو أزرق، فإن الشكل يوضح نجومًا حمراء على اليمين ونجومًا بيضاء أو زرقاء على اليسار. في الجزء العلوي من المخطط توجد نجوم ذات لمعان عالي، وفي الأسفل - ذات لمعان منخفض.

التسلسل الرئيسي

تقع معظم النجوم في مخطط H-R ضمن الشريط القطري الممتد من أعلى اليسار إلى أسفل اليمين. هذا الشريط يسمى "التسلسل الرئيسي" . تسمى النجوم الموجودة عليها "نجوم التسلسل الرئيسي". تنتمي شمسنا إلى نجوم التسلسل الرئيسي وتقع في ذلك الجزء منها الذي يتوافق معها النجوم الصفراء. في الجزء العلوي من التسلسل الرئيسي توجد النجوم الأكثر سطوعًا وسخونة، وفي أسفل اليمين توجد النجوم الأكثر خفوتًا، ونتيجة لذلك، فهي الأطول عمرًا.

تكون نجوم التسلسل الرئيسي في المرحلة الأكثر "هدوءًا" واستقرارًا من وجودها، أو كما يقولون، مرحلة الحياة.

مصدر طاقتهم هو . وبحسب التقديرات الحديثة لنظرية تطور النجوم، فإن هذه المرحلة تمثل نحو 90% من عمر أي نجم. ولهذا السبب تنتمي معظم النجوم إلى التسلسل الرئيسي.

وفقًا لنظرية تطور النجوم، عندما ينفد مخزون الهيدروجين في الجزء الداخلي من النجم، فإنه يترك التسلسل الرئيسي، وينحرف إلى اليمين. وفي هذه الحالة تنخفض درجة حرارة النجم دائمًا، ويزداد حجمه بسرعة. تبدأ الحركة المعقدة والمتسارعة بشكل متزايد للنجم على طول المخطط.

العمالقة الحمراء والأقزام البيضاء

بشكل منفصل، إلى اليمين وفوق التسلسل الرئيسي توجد مجموعة من النجوم ذات لمعان عالٍ جدًا، ودرجة حرارة هذه النجوم منخفضة نسبيًا - وهذه هي ما يسمى بالنجوم الحمراء النجوم العملاقة والعمالقة الفائقة . هذه نجوم باردة (حوالي 3000 درجة مئوية)، ومع ذلك، فهي أكثر سطوعًا من النجوم التي لها نفس درجة الحرارة الموجودة في التسلسل الرئيسي. واحد سنتيمتر مربعالأسطح النجم الباردتنبعث منها كمية صغيرة نسبيًا من الطاقة في الثانية. يتم تفسير اللمعان الإجمالي العالي للنجم من خلال المساحة السطحية الكبيرة لسطحه: يجب أن يكون النجم كبيرًا جدًا. العمالقة هم نجوم يبلغ قطرها 200 مرة أكبر من قطر الشمس.

وبنفس الطريقة يمكننا أن ننظر إلى اليسار الجزء السفليالرسوم البيانية. هناك نجوم ساخنة ذات لمعان منخفض. نظرًا لأن سنتيمترًا مربعًا من سطح الجسم الساخن يصدر الكثير من الطاقة في الثانية، والنجوم الموجودة في الزاوية اليسرى السفلية من المخطط لها لمعان منخفض، فيجب أن نستنتج أنها صغيرة الحجم. في أسفل اليسار، لذلك، تقع الأقزام البيضاء ، نجوم كثيفة ومضغوطة للغاية ويبلغ حجمها في المتوسط ​​​​100 مرة أصغر من حجم الشمس، وقطرها مماثل لقطر كوكبنا. أحد هذه النجوم، على سبيل المثال، هو قمر تابع لسيريوس يُدعى سيريوس بي.

التسلسلات النجمية لمخطط هيرتزسبرونج-راسل بالترقيم التقليدي المقبول

في مخطط هيرتزسبرونغ-راسل، بالإضافة إلى التسلسلات التي تناولناها أعلاه، يحدد علماء الفلك في الواقع عدة تسلسلات أخرى، والتسلسل الرئيسي له رقم شرطي V . دعونا قائمة لهم:

لا - تسلسل العمالقة الساطعة،
إب - سلسلة من العمالقة الخارقين الضعفاء،
ثانيا- تسلسل العمالقة اللامعين،
ثالثا- تسلسل العمالقة الضعفاء،
رابعا - تسلسل العمالقة الفرعية،
V - التسلسل الرئيسي،
سادسا - تسلسل الأقزام،
سابعا - تسلسل الأقزام البيضاء.

ووفقا لهذا التصنيف، تم تصنيف شمسنا بفئتها الطيفية G2 على أنها G2V .

وهكذا، من الاعتبارات العامة، ومعرفة اللمعان ودرجة حرارة السطح، يمكن تقدير حجم النجم. تخبرنا درجة الحرارة بمقدار الطاقة المنبعثة من سنتيمتر مربع واحد من السطح. يتيح لنا اللمعان، الذي يساوي الطاقة التي ينبعث منها النجم لكل وحدة زمنية، معرفة حجم السطح الباعث، وبالتالي نصف قطر النجم.

ومن الضروري أيضًا التنبيه إلى أن قياس شدة الضوء القادم إلينا من النجوم ليس بالأمر السهل. لا يسمح الغلاف الجوي للأرض بمرور جميع الإشعاعات. فالضوء ذو الطول الموجي القصير، على سبيل المثال، الموجود في المنطقة فوق البنفسجية من الطيف، لا يصل إلينا. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن الأقدار الظاهرية للأجسام البعيدة تضعف ليس فقط بسبب امتصاص الغلاف الجوي للأرض للضوء، ولكن أيضًا بسبب امتصاص حبيبات الغبار الموجودة في الفضاء بين النجوم للضوء. ومن الواضح أنه حتى التلسكوب الفضائي الذي يعمل خارج الغلاف الجوي للأرض لا يمكن التخلص منه من هذا العامل المتداخل.

لكن يمكن قياس شدة الضوء الذي يمر عبر الغلاف الجوي بطرق مختلفة. ترى العين البشرية جزءًا فقط من الضوء المنبعث من الشمس والنجوم. أشعة الضوءبأطوال مختلفة، وجود لون مختلف، ليس لها نفس التأثير الشديد على شبكية العين أو لوحة التصوير الفوتوغرافي أو مقياس الضوء الإلكتروني. عند تحديد لمعان النجوم، يؤخذ في الاعتبار فقط الضوء الذي تراه العين البشرية. لذلك، بالنسبة للقياسات، من الضروري استخدام الأدوات التي تستخدم مرشحات الألوان لتقليد حساسية اللون للعين البشرية. لذلك، في مخططات HR، بدلاً من اللمعان الحقيقي، اللمعان في منطقة مرئيةالطيف الذي تدركه العين. ويسمى أيضًا اللمعان البصري. يمكن أن تختلف قيم اللمعان الحقيقي (البلومتري) والبصري بشكل كبير. على سبيل المثال، يبعث النجم الذي تبلغ كتلته 10 أضعاف كتلة الشمس حوالي 10 آلاف مرة طاقة أكثر من الشمس، بينما في النطاق المرئي من الطيف لا يتجاوز 1000 مرة أكثر إشراقا من الشمس. لهذا السبب، غالبًا ما يتم استبدال النوع الطيفي للنجم اليوم بمعلمة أخرى مكافئة تسمى "مؤشر اللون"؛ أو "مؤشر اللون" ، يتم عرضها على المحور الأفقي للمخطط. في الفيزياء الفلكية الحديثة، مؤشر اللون هو في الأساس الفرق بين مقادير النجم في نطاقات طيفية مختلفة (من المعتاد قياس الفرق بين مقادير الأجزاء الزرقاء والمرئية من الطيف، وهو ما يسمى بي-في أو B ناقص V من الإنجليزية الأزرق والمرئي). توضح هذه المعلمة التوزيع الكمي للطاقة التي ينبعثها النجم عند أطوال موجية مختلفة، ويرتبط ذلك مباشرة بدرجة حرارة سطح النجم.

عادةً ما يتم تقديم مخطط HR بالإحداثيات التالية:
1. اللمعان هو درجة الحرارة الفعالة.
2. الحجم المطلق - مؤشر اللون.
3. الحجم المطلق - الطبقة الطيفية.

المعنى المادي لمخطط الموارد البشرية

المعنى المادي لمخطط الموارد البشرية هو أنه بعد الرسم عليه الحد الأقصى لعددالنجوم التي تمت ملاحظتها تجريبيًا، من خلال موقعها، يمكن تحديد أنماط توزيعها من حيث نسبة الطيف واللمعان. ولو لم تكن هناك علاقة بين اللمعان ودرجات حرارتها، لكانت جميع النجوم موزعة بالتساوي على هذا المخطط. لكن الرسم البياني يكشف عن عدة مجموعات من النجوم موزعة بانتظام والتي فحصناها للتو، تسمى التسلسلات.

يعد مخطط هيرتزسبرونج-راسل مفيدًا جدًا في دراسة تطور النجوم طوال فترة وجودها. ولو أمكن متابعة تطور النجم طوال حياته، أي لتطوره. على مدى عدة مئات الملايين أو حتى عدة مليارات من السنين، سنرى أنها تتحول ببطء على طول مخطط الموارد البشرية وفقًا للتغيرات في الخصائص الفيزيائية. تُسمى حركات النجوم على طول المخطط اعتمادًا على عمرها بالمسارات التطورية.

بمعنى آخر، يساعدنا مخطط H-P على فهم كيفية تطور النجوم طوال فترة وجودها. من خلال الحساب العكسي باستخدام هذا الرسم البياني، يمكنك حساب المسافات إلى النجوم.

عزيزي الزوار!

عملك معطل جافا سكريبت. يرجى تمكين البرامج النصية في متصفحك، وسيتم فتح الوظائف الكاملة للموقع لك!

نجوم التسلسل الرئيسي

وحدات القياس

عادة ما يتم التعبير عن معظم الخصائص النجمية بوحدة SI، لكن يتم استخدام GHS أيضًا (على سبيل المثال، يتم التعبير عن اللمعان بوحدة الإيرج في الثانية). عادة ما يتم تحديد الكتلة واللمعان ونصف القطر بالنسبة لشمسنا:

للإشارة إلى المسافة إلى النجوم، يتم استخدام وحدات مثل السنة الضوئية والفرسخ الفلكي.

مسافات طويلة، مثل نصف القطر النجوم العملاقةغالبًا ما يتم التعبير عن المحور شبه الرئيسي للأنظمة النجمية الثنائية باستخدام

الوحدة الفلكية(au) - متوسط ​​المسافة بين الأرض والشمس (150 مليون كيلومتر).

الشكل 1 - مخطط هيرتزسبرونج-راسل

أنواع النجوم

بدأ بناء تصنيفات النجوم فور البدء في الحصول على أطيافها. كتقدير أولي، يمكن وصف طيف النجم بأنه طيف جسم أسود، ولكن مع وجود خطوط امتصاص أو انبعاث متراكبة عليه. بناءً على تكوين هذه الخطوط وقوتها، تم تخصيص فئة معينة للنجم. هذا ما يفعلونه الآن، ومع ذلك، فإن التقسيم الحالي للنجوم أكثر تعقيدًا: بالإضافة إلى ذلك، فهو يتضمن الحجم النجمي المطلق، ووجود أو عدم وجود تباين في السطوع والحجم، وتنقسم الفئات الطيفية الرئيسية إلى فئات فرعية.

في بداية القرن العشرين، رسم هرتزبرونج وراسل النظرية المطلقة. ضخامة`` - ``الطبقة الطيفية`` نجوم مختلفةواتضح أن معظمها متجمع على طول منحنى ضيق. في وقت لاحق هذا الرسم البياني (يسمى الآن مخطط هيرتزسبرونج-راسل) تبين أنه المفتاح لفهم وبحث العمليات التي تحدث داخل النجم.

الآن بعد أن هناك نظرية الهيكل الداخليالنجوم ونظرية تطورها، أصبح من الممكن تفسير وجود فئات من النجوم. اتضح أن المجموعة الكاملة لأنواع النجوم ليست أكثر من مجرد انعكاس الخصائص الكميةالنجوم (مثل الكتلة و التركيب الكيميائي) و المرحلة التطورية، الذي فيه في اللحظةهناك نجم.

في الكتالوجات والكتابة، يتم كتابة فئة النجوم في كلمة واحدة، والأولى يذهب أبجدياتعيين الفئة الطيفية الرئيسية (إذا لم يتم تعريف الفئة بدقة، يتم كتابة نطاق حروف، على سبيل المثال، O-B)، ثم يتم تحديد الفئة الفرعية الطيفية بالأرقام العربية، ثم تأتي فئة اللمعان بالأرقام الرومانية (رقم المنطقة على مخطط هيرتزسبرونج-راسل)، ثم يأتي معلومات إضافية. على سبيل المثال، الشمس لديها فئة G2V.

الفئة الأكثر عددًا من النجوم هي نجوم التسلسل الرئيسي؛ وتنتمي شمسنا أيضًا إلى هذا النوع من النجوم. من وجهة نظر تطورية، التسلسل الرئيسي هو المكان الذي يقع فيه النجم على مخطط هيرتزسبرونج-راسل معظممن حياتك. في هذا الوقت، يتم تعويض فقدان الطاقة بسبب الإشعاع من خلال الطاقة المنبعثة أثناء التفاعلات النووية. يتم تحديد العمر في التسلسل الرئيسي من خلال كتلة ونسبة العناصر الأثقل من الهيليوم (المعدنية).

تم تطوير التصنيف الطيفي الحديث (هارفارد) للنجوم في مرصد هارفارد في عام 1890 - 1924.

التصنيف الطيفي الأساسي (هارفارد) للنجوم
فصل	درجة الحرارة، ك	اللون الحقيقي	لون مرئي	الميزات الرئيسية
يا	30 000-60 000	أزرق	أزرق	تتضاعف الخطوط الضعيفة من الهيدروجين المحايد والهيليوم والهيليوم المتأين المتأين Si، C، N.
ب	10 000-30 000	الأبيض والأزرق	الأبيض والأزرق والأبيض	خطوط امتصاص الهيليوم والهيدروجين. خطوط H و K ضعيفة من Ca II.
أ	7500-10 000	أبيض	أبيض	سلسلة بالمر القوية، الخطان H وK من Ca II يتكثفان نحو الصنف F. وأيضًا، بالقرب من الصنف F، تبدأ خطوط المعادن في الظهور
ف	6000-7500	أصفر-أبيض	أبيض	خطوط H وK لـ Ca II، خطوط المعادن، قوية. تبدأ خطوط الهيدروجين في الضعف. يظهر خط Ca I ويظهر النطاق G ويتكثف. تشكلت بواسطة الخطوطالحديد، الكالسيوم، تي.
ز	5000-6000	أصفر	أصفر	خطوط H و K لـ Ca II مكثفة. Ca I الخط والعديد من الخطوط المعدنية. وتستمر خطوط الهيدروجين في الضعف، وتظهر مجموعات من جزيئات CH وCN.
ك	3500-5000	البرتقالي	برتقالي مصفر	الخطوط المعدنية وفرقة G مكثفة. خط الهيدروجين غير مرئي تقريبًا. تظهر نطاقات امتصاص TiO.
م	2000-3500	أحمر	البرتقالي والأحمر	إن نطاقات TiO والجزيئات الأخرى مكثفة. النطاق G يضعف. الخطوط المعدنية لا تزال مرئية.

الأقزام البنية

الأقزام البنية هي نوع من النجوم فيها التفاعلات النوويةلا يمكن أبدًا تعويض فقدان الطاقة بسبب الإشعاع. لفترة طويلةكانت الأقزام البنية كائنات افتراضية. تم التنبؤ بوجودها في منتصف القرن العشرين، بناءً على أفكار حول العمليات التي تحدث أثناء تكوين النجوم. وفي الوقت نفسه، تم اكتشاف القزم البني لأول مرة في عام 2004. حتى الآن، تم اكتشاف الكثير من النجوم من هذا النوع. فئتهم الطيفية هي M - T. ومن الناحية النظرية، هناك فئة أخرى مميزة - المعينة Y.

نجوم التسلسل الرئيسي – المفهوم والأنواع. تصنيف ومميزات فئة "نجوم التسلسل الرئيسي" 2017، 2018.

النجوم هي أكثر الأجسام الفلكية إثارة للاهتمام، وتمثل أهمها كتل البناءالمجرات. إن عمر النجوم وتوزيعها وتكوينها في المجرة يسمح لنا بتحديد تاريخها وديناميكياتها وتطورها. بالإضافة إلى ذلك، النجوم هم المسؤولون عن إنتاج وتوزيع الفضاء الخارجيترتبط العناصر الثقيلة مثل الكربون والنيتروجين والأكسجين وخصائصها ارتباطًا وثيقًا أنظمة الكواكبالتي يشكلونها. لذلك، تستغرق دراسة عملية ولادة النجوم وحياتها وموتها مكان مركزيفي المجال الفلكي.

ولادة النجوم

تولد النجوم في سحب من الغبار والغاز المنتشرة في معظم المجرات. مثال صارختوزيع هذه السحابة هو سديم أوريون.

تجمع الصورة المعروضة بين الصور المرئية و نطاق الأشعة تحت الحمراءالموجات الواردة من تلسكوب فضائيهابل وسبيتزر. ويؤدي الاضطراب في أعماق هذه السحب إلى تكوين عقد ذات كتلة كافية لبدء عملية تسخين المادة الموجودة في مركز هذه العقدة. هذا اللب الساخن، المعروف باسم النجم الأولي، هو الذي يمكن أن يصبح نجمًا يومًا ما.

ثلاثي الأبعاد النمذجة الحاسوبيةتظهر عملية تكوين النجوم أن السحب الدوارة من الغاز والغبار يمكن أن تنهار إلى قسمين أو ثلاثة أجزاء؛ وهذا ما يفسر سبب مشاركة معظم النجوم درب التبانةهم في أزواج أو مجموعات صغيرة.

لا تنتهي كل المواد من سحابة الغاز والغبار في نجم المستقبل. قد تشكل المواد المتبقية كواكب أو كويكبات أو مذنبات أو تبقى ببساطة على شكل غبار.

التسلسل الرئيسي للنجوم

يستغرق النجم بحجم شمسنا حوالي 50 مليون سنة حتى ينضج منذ التكوين وحتى البلوغ. ستبقى شمسنا في هذه المرحلة من النضج لمدة 10 مليارات سنة تقريبًا.

تتغذى النجوم على الطاقة المنطلقة في هذه العملية الاندماج النوويالهيدروجين مع تكون الهيليوم في أعماقه. يوفر تدفق الطاقة من المناطق المركزية للنجم الضغط اللازم لمنع النجم من الانهيار تحت تأثير الجاذبية.

كما هو موضح في مخطط هرتزشبرونج-راسل، يغطي التسلسل الرئيسي للنجوم مجموعة واسعةلمعان ولون النجوم، والتي يمكن تصنيفها حسب هذه الخصائص. تُعرف أصغر النجوم بالأقزام الحمراء، وتبلغ كتلتها حوالي 10% من كتلة الشمس، وتصدر 0.01% فقط من الطاقة مقارنة بنجمنا. لا تتجاوز درجة حرارة سطحها 3000-4000 كلفن. وعلى الرغم من حجمها المصغر، فإن الأقزام الحمراء هي أكثر أنواع النجوم عددًا في الكون ويبلغ عمرها عشرات المليارات من السنين.

من ناحية أخرى، معظم نجوم ضخمةوالمعروفة باسم العمالقة الفائقة، يمكن أن تبلغ كتلتها 100 مرة أو أكثر، المزيد من الكتلةالشموس ودرجات حرارة سطحها تزيد عن 30.000 كلفن. تُطلق العمالقة الفائقة طاقة أكبر بمئات الآلاف من المرات من الطاقة التي تطلقها الشمس، لكن عمرها لا يتجاوز بضعة ملايين من السنين. يعتقد العلماء أن مثل هذه النجوم المتطرفة كانت منتشرة على نطاق واسع في بداية الكون، لكنها اليوم نادرة للغاية - لا يُعرف سوى عدد قليل من النجوم العملاقة في جميع أنحاء مجرة ​​درب التبانة.

تطور النجم

في الخطوط العريضة العامة، كيف المزيد من النجوم، كلما كان عمرها المتوقع أقصر، على الرغم من أن كل شيء ما عدا النجوم فائقة الكتلةتعيش لمليارات السنين. عندما ينتج النجم الهيدروجين بالكامل في قلبه، تتوقف التفاعلات النووية في قلبه. ومع حرمان القلب من الطاقة التي يحتاجها للحفاظ على نفسه، فإنه يبدأ في الانهيار على نفسه ويصبح أكثر سخونة. يستمر الهيدروجين المتبقي خارج النواة في تغذية التفاعل النووي خارج النواة. يبدأ القلب الأكثر سخونة في دفع الطبقات الخارجية للنجم إلى الخارج، مما يتسبب في تمدد النجم وتبريده، وتحويله إلى عملاق أحمر.

إذا كان النجم ضخمًا بدرجة كافية، فإن عملية الانهيار الأساسي يمكن أن ترفع درجة حرارته بما يكفي لدعم المزيد من التفاعلات النووية الغريبة التي تستهلك الهيليوم وتنتج عناصر ثقيلة مختلفة، بما في ذلك الحديد. ومع ذلك، فإن ردود الفعل هذه لا توفر سوى مهلة مؤقتة من كارثة عالميةالنجوم. تدريجيا، داخليا العمليات النوويةالنجوم تصبح غير مستقرة على نحو متزايد. وتسبب هذه التغيرات نبضا داخل النجم، يؤدي لاحقا إلى تساقط قشرته الخارجية، ليحيط نفسه بسحابة من الغاز والغبار. ما يحدث بعد ذلك يعتمد على حجم النواة.

يعتمد مصير النجم الإضافي على كتلة جوهره

	بالنسبة للنجوم متوسطة الحجم مثل الشمس، تستمر عملية تجريد النواة من طبقاتها الخارجية حتى يتم إخراج جميع المواد المحيطة بها. ويطلق على النواة المتبقية شديدة الحرارة اسم القزم الأبيض. الأقزام البيضاء قابلة للمقارنة في الحجم مع الأرض ولها كتلة نجم كامل. حتى وقت قريب، ظلوا لغزا لعلماء الفلك - لماذا لا يحدث المزيد من التدمير الأساسي. ميكانيكا الكمحل هذا اللغز. إن ضغط الإلكترونات سريعة الحركة يحفظ النجم من الانهيار. كلما كان اللب أكثر ضخامة، كلما كان القزم أكثر كثافة. وهكذا من حجم أصغر قزم أبيضكلما كانت أكثر ضخامة. هذه النجوم المتناقضة شائعة جدًا في الكون، وستتحول شمسنا أيضًا إلى قزم أبيض خلال بضعة مليارات من السنين. بسبب النقص مصدر داخليالطاقة، تبرد الأقزام البيضاء في النهاية وتختفي في المساحات الشاسعة من الفضاء الخارجي.
	إذا تشكل قزم أبيض في ثنائي أو متعدد نظام النجموقد تكون نهاية حياته مليئة بالأحداث المعروفة بالتعليم نوفا. عند علماء الفلك هذا الحدثلقد أطلقوا عليه هذا الاسم، لقد اعتقدوا حقًا أن نجمًا جديدًا كان يتشكل. ومع ذلك، فمن المعروف اليوم أنه في الواقع نحن نتحدث عنهعن النجوم القديمة جدًا - الأقزام البيضاء. إذا كان القزم الأبيض قريبًا بدرجة كافية من نجمه المرافق، فيمكن لجاذبيته سحب الهيدروجين من الطبقات الخارجية للغلاف الجوي المجاور له وإنشاء طبقة سطحية خاصة به. عندما يتراكم ما يكفي من الهيدروجين على سطح القزم الأبيض، يحدث انفجار الوقود النووي. يؤدي هذا إلى زيادة سطوعه وتساقط المواد المتبقية من السطح. وفي غضون أيام قليلة، يقل سطوع النجم وتبدأ الدورة من جديد. في بعض الأحيان، خاصة في الأقزام البيضاء الضخمة (التي تزيد كتلتها عن 1.4 كتلة شمسية)، يمكن أن تصبح متضخمة جدًا عدد كبيرالمواد بحيث يتم تدميرها بالكامل أثناء الانفجار. تُعرف هذه العملية بالولادة سوبر نوفا.
	ونتيجة لذلك، فإن نجوم التسلسل الرئيسي التي تبلغ كتلتها حوالي 8 كتلة شمسية أو أكثر محكوم عليها بالموت انفجار قوي. وتسمى هذه العملية ولادة المستعر الأعظم. المستعر الأعظم ليس مجرد مستعر كبير. في المستعر الأعظم، تنفجر الطبقات السطحية فقط، بينما في المستعر الأعظم، ينهار قلب النجم نفسه. ونتيجة لذلك، يتم إطلاق كمية هائلة من الطاقة. في فترة تتراوح من عدة أيام إلى عدة أسابيع، يمكن للمستعر الأعظم أن يحجب مجرة ​​بأكملها بضوئه. المصطلحان نوفا والمستعر الأعظم لا يصفان بدقة جوهر العملية. كما نعلم بالفعل، لا يحدث تكوين نجوم جديدة فيزيائيًا. يحدث تدمير النجوم الموجودة. هناك عدة تفسيرات لهذا المفهوم الخاطئ حالات تاريخيةعندما ظهروا في السماء النجوم الساطعةوالتي كانت حتى ذلك الوقت غير مرئية عمليا أو كليا. أثر هذا التأثير وظهور نجم جديد على المصطلحات.
	إذا كان هناك نواة في مركز المستعر الأعظم تبلغ كتلتها 1.4 إلى 3 كتلة شمسية، فسيستمر تدمير اللب حتى تتحد الإلكترونات والبروتونات وتنتج نيوترونات، والتي تشكل فيما بعد نجمًا نيوترونيًا. النجوم النيوترونية كثيفة بشكل لا يصدق الأجسام الفضائية- كثافتها قابلة للمقارنة بالكثافة النواة الذرية. لأن عدد كبيركتلة معبأة في حجم صغير، الجاذبية على السطح نجم نيوترونيفقط لا يصدق النجوم النيوترونية لها حجم كبير المجالات المغناطيسيةوالتي يمكن تسريعها الجسيمات الذريةحولها أقطاب مغناطيسيةإنتاج حزم إشعاعية قوية. إذا كان هذا الشعاع موجها نحو الأرض، فيمكننا اكتشاف نبضات منتظمة في نطاق الأشعة السينية من هذا النجم. في هذه الحالة، يطلق عليه النجم النابض.
	إذا كان جوهر النجم أكثر من 3 كتل شمسية، فعند انهياره يتم تشكيل ثقب أسود: جسم كثيف بلا حدود، جاذبيته قوية جدًا لدرجة أنه حتى الضوء لا يمكنه الهروب منه. وبما أن الفوتونات هي الأداة الوحيدة التي يمكننا من خلالها دراسة الكون، فإن اكتشاف الثقوب السوداء بشكل مباشر أمر مستحيل. ولا يمكن معرفة وجودهم إلا بشكل غير مباشر. من أهم العوامل غير المباشرة التي تشير إلى وجود ثقب أسود في منطقة معينة هي جاذبيته الهائلة. إذا كان هناك أي مادة بالقرب من الثقب الأسود - في أغلب الأحيان النجوم المصاحبة - فسوف يلتقطها الثقب الأسود ويسحبها نحوه. ستتحرك المادة المنجذبة نحو الثقب الأسود بشكل حلزوني، لتشكل قرصًا حوله، والذي يسخن إلى درجات حرارة هائلة، وينبعث منه كميات وفيرة من الأشعة السينية وأشعة جاما. إن اكتشافهم هو الذي يشير بشكل غير مباشر إلى وجود ثقب أسود بجوار النجم.

مقالات مفيدة من شأنها أن تجيب أكثر أسئلة مثيرة للاهتمامعن النجوم.

كائنات الفضاء السحيق