ماذا يعني مثل النجوم في السماء. ما هي النجوم؟ النجم المتغير RS ستيرن

وحدات القياس

عادةً ما يتم التعبير عن معظم الخصائص النجمية بوحدة SI، ولكن 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.

غالبًا ما يتم التعبير عن المسافات الكبيرة مثل نصف قطر النجوم العملاقة أو المحور شبه الرئيسي للأنظمة النجمية الثنائية باستخدام الوحدة الفلكية (AU) - متوسط ​​المسافة بين الأرض والشمس (150 مليون كيلومتر).

الخصائص الجسدية

تتراوح كتل الغالبية العظمى من النجوم الحديثة من 0.071 كتلة شمسية (75 كتلة شمسية) إلى 100-150 كتلة شمسية، وربما كانت النجوم الأولى أكثر ضخامة. تصل درجة الحرارة في أعماق النجوم إلى 10-12 مليونًا.

مسافة

هناك طرق عديدة لتحديد المسافة إلى النجم. لكن الأكثر دقة والأساس لجميع الطرق الأخرى هي طريقة قياس اختلاف اختلافات المنظر للنجوم. أول من قام بقياس المسافة إلى النجم فيجا هو عالم الفلك الروسي فاسيلي ياكوفليفيتش ستروفه عام 1837. إن تحديد اختلاف المنظر من سطح الأرض يجعل من الممكن قياس مسافات تصل إلى 100 فرسخ فلكي، ومن الأقمار الصناعية الفلكية الخاصة، مثل هيباركوس، حتى 1000 فرسخ فلكي. إذا كان النجم جزءًا من مجموعة نجمية، فلن نخطئ كثيرًا إذا أخذنا المسافة إلى النجم مساوية للمسافة إلى الكتلة. إذا كان النجم ينتمي إلى الفئة القيفاوية، فيمكن إيجاد المسافة من العلاقة بين فترة النبض والحجم المطلق. في الأساس، يتم استخدام قياس الضوء لتحديد المسافة إلى النجوم البعيدة.

وزن

لا يمكن تحديد كتلة النجم بشكل موثوق إلا إذا كان أحد مكونات نجم ثنائي. في هذه الحالة، يمكن حساب الكتلة باستخدام قانون كبلر الثالث المعمم. لكن رغم ذلك فإن الخطأ المقدر يتراوح بين 20% إلى 60%، ويعتمد إلى حد كبير على الخطأ في تحديد المسافة إلى النجم. وفي جميع الحالات الأخرى، من الضروري تحديد الكتلة من خلال أدلة غير مباشرة، على سبيل المثال، الاعتماد على لمعان النجم وكتلته. .

التركيب الكيميائي

ومن الخصائص المهمة للغاية تركيبه الكيميائي، سواء من وجهة نظر النجم أو من وجهة نظر الراصد. وعلى الرغم من أن نسبة العناصر الأثقل من الهيليوم لا تزيد عن بضعة بالمائة، إلا أنها تلعب دورا مهما في حياة النجم. بفضلهم، يمكن للتفاعلات النووية أن تتباطأ أو تتسارع، وهذا سيؤثر على سطوع النجم، ولونه، ومتوسط ​​عمره المتوقع. لذا كلما زادت معدنية النجم الضخم، كلما كانت بقايا المستعر الأعظم أصغر. يمكن للمراقب، الذي يعرف التركيب الكيميائي للنجم، أن يتنبأ بثقة تامة بوقت تكوين النجم. حيث أن كل تلك التغيرات المأساوية التي تحدث للنجم طوال حياته لا تمس سطح النجم. هذا دائمًا عدد قليل جدًا من النجوم الضخمة والمتوسطة الكتلة، ودائمًا تقريبًا بالنسبة للنجوم الضخمة.

هيكل النجوم

ظهور النجوم وتطورها

يبدأ النجم حياته كسحابة باردة وهشة من الغاز بين النجوم، المضغوطة بواسطة جاذبيتها. أثناء الضغط، تتحول طاقة الجاذبية إلى حرارة، وتزداد درجة حرارة كرية الغاز. عندما تصل درجة الحرارة في القلب إلى عدة ملايين كلفن، تبدأ التفاعلات النووية الحرارية ويتوقف الضغط. ويظل النجم على هذه الحالة طوال معظم حياته، حيث يكون على التسلسل الرئيسي لمخطط هيرتزسبرونج-راسل، حتى ينفد احتياطي الوقود في قلبه. عندما يتحول كل الهيدروجين الموجود في مركز النجم إلى هيليوم، يستمر الاحتراق النووي الحراري للهيدروجين في محيط قلب الهيليوم.

خلال هذه الفترة، يبدأ هيكل النجم في التغيير بشكل ملحوظ. يزداد لمعانها، وتتوسع الطبقات الخارجية، والطبقات الداخلية، على العكس من ذلك، تتقلص. وفي الوقت الحالي، يتناقص سطوع النجم أيضًا. تنخفض درجة حرارة السطح - يصبح النجم عملاقًا أحمر. يقضي النجم وقتًا أقل بكثير على الفرع العملاق مقارنةً بالتسلسل الرئيسي. عندما تصبح كتلة قلب الهيليوم متساوي الحرارة كبيرة، فإنه لا يستطيع تحمل وزنه ويبدأ في الانكماش؛ تحفز درجة الحرارة المتزايدة التحول النووي الحراري للهيليوم إلى عناصر أثقل.

الغالبية العظمى من النجوم، بما في ذلك الشمس، تنتهي من تطورها بالانكماش حتى يوازن ضغط الإلكترونات المتحللة الجاذبية. وفي هذه الحالة عندما يتناقص حجم النجم مائة مرة، وتصبح كثافته أعلى من كثافة الماء بمليون مرة، يسمى النجم بالقزم الأبيض. إنه محروم من مصادر الطاقة، وبعد أن يبرد تدريجيا، يصبح مظلما وغير مرئي.

في النجوم الأضخم من الشمس، لا يمكن أن يحتوي ضغط الإلكترونات المتحللة على ضغط النواة، ويستمر حتى تتحول معظم الجسيمات إلى نيوترونات، متراصة بإحكام بحيث يتم قياس حجم النجم بالكيلومترات، وكثافته. هو 280 تريليون. أضعاف كثافة الماء. يُسمى مثل هذا الجسم بالنجم النيوتروني؛ ويتم الحفاظ على توازنها عن طريق ضغط المادة النيوترونية المتحللة.

مخطط تطور النجوم المنفردة

كتل صغيرة 0.08 م شمس	الجماهير المعتدلة 0.5 م شمس		نجوم ضخمة 8M الشمس
	0.5 م شمس	3M الشمس	8M الشمس	م *> 10 م شمس
حرق الهيدروجين في القلب
الهيليوم الأبيضالأقزام	منحط ليس جوهر	غير منحط ليس جوهر
	فلاش الهيليوم
	احتراق هادئ للهيليوم في القلب
	ثاني أكسيد الكربون الأبيضقزم		منحط جوهر ثاني أكسيد الكربون	غير منحط جوهر ثاني أكسيد الكربون
			تحديد الكربون.	احتراق الكربون في القلب. ثاني أكسيد الكربون إلى الحديد
			احتراق الكربون في القلب. C إلى O، ني، سي، الحديد، ني..
			أوه، ني، ملغ ... أبيضقزم أو نجم نيوتروني	أسودفتحة

مخطط تطور النجوم المنفردة. وفقًا لـ V. A. Baturin و I. V. Mironova

مدة تطور النجوم

تصنيف النجوم

يتم تصنيف النجوم حسب اللمعان والكتلة ودرجة حرارة السطح والتركيب الكيميائي والسمات الطيفية (الطبقة الطيفية) والتعددية.

نجوم متعددة

يمكن أن تكون الأنظمة النجمية مفردة ومتعددة: مزدوجة وثلاثية ومتعددة أعلى. إذا كان النظام يتضمن أكثر من عشرة نجوم، فإنه عادة ما يسمى مجموعة نجمية. النجوم المزدوجة (المتعددة) شائعة جدًا. ووفقا لبعض التقديرات، فإن أكثر من 70% من النجوم في المجرة هي نجوم متعددة. لذلك، من بين النجوم الـ 32 الأقرب إلى الأرض، هناك 12 نجمًا متعددًا، منها 10 نجمًا مزدوجًا، بما في ذلك النجم الأكثر سطوعًا الذي يمكن ملاحظته بصريًا، سيريوس. يوجد على مسافة 20 فرسخًا فلكيًا من النظام الشمسي أكثر من 3000 نجم، نصفها تقريبًا عبارة عن نجوم مزدوجة من جميع الأنواع

تسميات النجوم

في كتاب قياس اليورانيوم (Uranometria) الموضح بشكل جميل لعالم الفلك الألماني آي. باير (-)، والذي يصور الأبراج والشخصيات الأسطورية المرتبطة بأسمائها، تم تحديد النجوم لأول مرة بأحرف الأبجدية اليونانية تقريبًا بترتيب تنازلي لأسماءها. السطوع: α - ألمع نجم الكوكبة، β - الثاني في التألق، وما إلى ذلك. عندما لم يكن هناك ما يكفي من الحروف الأبجدية اليونانية، استخدم باير اللاتينية. يتكون التعيين الكامل للنجم من الحرف المذكور والاسم اللاتيني للكوكبة. على سبيل المثال، سيريوس هو ألمع نجم في كوكبة الكلب الأكبر، لذلك تم تسميته بـ α Canis Majoris، أو α CMa للاختصار؛ تم تسمية Algol، ثاني ألمع نجم في Perseus، بـ β Persei أو β Per. ومع ذلك، لم يتبع باير دائمًا القاعدة التي قدمها، وهناك عدد كبير من الاستثناءات لتدوين باير.

تفاعلات الاندماج النووي الحراري في باطن النجوم

تعد تفاعلات الاندماج النووي الحراري للعناصر المصدر الرئيسي للطاقة لمعظم النجوم.

اشهر النجوم

№

تعيين

اسم

حقائق عن النجوم في الفضاء

ويمر ضوء النجوم قبل أن نراه عبر سماكة طبقات الجو (الهواء) التي تكسر ضوء النجم وتعطينا صورة مختلفة نلاحظها عند الإعجاب بالنجوم. النجوم وميض وتألق بشكل جميل. في حين أن الضوء الصادر من النجم يخرج دائمًا بسلاسة، مع وهج مباشر وثابت.

حقائق عن النجوم في الفضاء

سجل علماء الفلك عددًا كبيرًا من النجوم المزدوجة في الفضاء. هذا هو الاسم الذي يطلق على النجوم المتقاربة من بعضها البعض - نجم واحد كبير، بمجال جاذبيته الكبير، يجذب النجم الأصغر لنفسه، ويبدو أن النجوم ملتصقة ببعضها البعض. ولكن هذا هو بالضبط ما يبدو عليه الأمر، ولكن في الواقع، إذا اقتربت النجوم من بعضها البعض، فسيحدث انفجار نووي قوي من الاصطدام، وسوف تنفجر النجوم ببساطة. ولكن هذا لا يحدث أبدا. بعض الأسباب والقوة تجبر النجوم على الحفاظ على مسافة معينة.

ولكن يمكن أن ينضم نجمان آخران إلى مثل هذا الاقتران المزدوج - يمكن أن يولد نجم ساطع جديد من الطاقة المنبعثة من هذه الأجسام. صحيح أن هذا الحدث نادرًا ما يحدث في عالم النجوم.

حقائق عن النجوم في الفضاء

سوف تصبح شمسنا أيضًا قزمة في المستقبل. لكن ما سيحدث لن يحدث قريبًا على الإطلاق، بعد حوالي مائة مليون عام. ستصبح الشمس في البداية ضخمة، كما لو أنها ستنتفخ مثل البالون، وتتحول إلى كبيرة، ثم سينخفض ​​حجمها بشكل حاد، تقريبًا إلى حجم الأرض أو القمر، وستخرج، وتتحول إلى " القزم الأبيض".

كما تعلم، يبدأ المعدن المسخن أولاً في التوهج باللون الأحمر، ثم الأصفر، وأخيراً الأبيض مع زيادة درجة الحرارة. الشيء نفسه مع النجوم. الأحمر هو الأكثر برودة، والأبيض (أو حتى الأزرق!) هو الأكثر سخونة.

سيكون للنجم المتوهج حديثًا لون يتوافق مع الطاقة المنبعثة في قلبه، وتعتمد شدة هذا الإطلاق بدوره على كتلة النجم. وهذا يعني أنه كلما كانت النجوم أكثر برودة، كلما كانت أكثر احمرارًا.

النجوم الثقيلة تكون بيضاء وساخنة، بينما النجوم الخفيفة الأقل كتلة تكون حمراء وباردة.

عندما ننظر إلى أبعد نجم، فإننا ننظر إلى الماضي بأربعة مليارات سنة. والضوء المنبعث منه يسير بسرعة تقارب 300 ألف كيلومتر في الثانية، ولا يصل إلينا إلا بعد سنوات عديدة.

الثقوب السوداء هي عكس الأقزام البيضاء. فهي تظهر من نجوم كبيرة جدًا، على عكس الأقزام التي تولد من نجوم صغيرة جدًا. الوسط الذهبي بين الأقزام البيضاء والثقوب السوداء هو ما يسمى بالنجوم النيوترونية. إنها تنبعث منها كميات كبيرة جدًا من الضوء بسبب قوة الجاذبية الهائلة المحيطة بها.

النجوم النيوترونية هي أقوى المغناطيسات في الكون. المجال المغناطيسي للنجم النيوتروني أكبر بمليون مليون مرة من المجال المغناطيسي للأرض.

حقائق عن النجوم في الفضاء

أكبر نجم اكتشفه العلماء حتى الآن تبلغ كتلته 100 مرة كتلة الشمس.

ويعتقد علماء الفلك أن الكتلة القصوى للنجم هي 120 كتلة شمسية، ولا يمكن أن تكون أكبر منها في الكون بأكمله.

المسدس هو النجم الأكثر سخونة ولا يبرد على الإطلاق. ومن غير المعروف كيف تمكنت من تحمل درجات الحرارة المرتفعة دون أن تنفجر. بالمناسبة، هذا النجم يخلق "رياحًا شمسية" محددة، تشبه أضواءنا الشمالية.

ستستغرق السيارة التي تسير بسرعة 96 كيلومترًا في الساعة 48 مليون سنة للوصول إلى أقرب نجم لنا (بعد الشمس)، بروكسيما سنتوري.

كل عام يولد ما لا يقل عن أربعين نجمًا جديدًا في مجرتنا.

فيديو: أكبر مقارنات بين النجوم

حقائق عن النجوم في الفضاء

مواد فئة أخرى:

أكبر امرأة في العالم تكشف أسرار طول عمرها

الثوم في الطب الشعبي: ملاحظات قصيرة عن الثوم

ملاحظات قصيرة عن نبات مفيد - الهندباء

8 حقائق مثيرة للاهتمام حول النجوم: كم عدد النجوم في السماء وأكثر

> النجوم

النجوم– كرات الغاز الضخمة: تاريخ الملاحظات، الأسماء في الكون، التصنيف بالصور، ولادة نجم، تطور، النجوم المزدوجة، قائمة ألمع النجوم.

النجوم- الأجرام السماوية ومجالات البلازما العملاقة المتوهجة. هناك المليارات منها في مجرتنا درب التبانة وحدها، بما في ذلك الشمس. منذ وقت ليس ببعيد علمنا أن بعضها لديه كواكب أيضًا.

تاريخ مراقبة النجوم

الآن يمكنك بسهولة شراء تلسكوب ومراقبة السماء ليلاً أو استخدام التلسكوبات عبر الإنترنت على موقعنا. منذ العصور القديمة، لعبت النجوم في السماء دورًا مهمًا في العديد من الثقافات. ولم تتم ملاحظتها في الأساطير والقصص الدينية فحسب، بل كانت أيضًا بمثابة أدوات الملاحة الأولى. ولهذا يعتبر علم الفلك من أقدم العلوم. وقد ساعد ظهور التلسكوبات واكتشاف قوانين الحركة والجاذبية في القرن السابع عشر على فهم أن جميع النجوم تشبه نجومنا، وبالتالي تخضع لنفس القوانين الفيزيائية.

قدم اختراع التصوير الفوتوغرافي والتحليل الطيفي في القرن التاسع عشر (دراسة الأطوال الموجية للضوء المنبعث من الأجسام) نظرة ثاقبة حول التركيب النجمي ومبادئ الحركة (خلق الفيزياء الفلكية). ظهر أول تلسكوب راديوي عام 1937. بمساعدتها كان من الممكن العثور على إشعاع نجمي غير مرئي. وفي عام 1990، كان من الممكن إطلاق أول تلسكوب فضائي هابل، قادر على الحصول على رؤية أعمق وأكثر تفصيلاً للكون (يمكن العثور على صور هابل عالية الجودة لمختلف الأجرام السماوية على موقعنا على الإنترنت).

اسماء نجوم الكون

لم يكن لدى القدماء مزايانا التقنية، لذلك تعرفوا على صور مخلوقات مختلفة في الأجرام السماوية. كانت هذه هي الأبراج التي تم تأليف الأساطير حولها من أجل تذكر الأسماء. علاوة على ذلك، تم الحفاظ على جميع هذه الأسماء تقريبا وتستخدم اليوم.

يوجد في العالم الحديث (من بينهم 12 ينتمون إلى دائرة الأبراج). يُطلق على النجم الأكثر سطوعًا اسم "ألفا"، والثاني يسمى "بيتا"، والثالث يسمى "جاما". وهكذا يستمر حتى نهاية الأبجدية اليونانية. هناك نجوم تمثل أجزاء الجسم. على سبيل المثال، ألمع نجم أوريون (ألفا أوريونيس) هو "ذراع (إبط) عملاق".

لا تنس أنه تم تجميع العديد من الكتالوجات طوال هذا الوقت، والتي لا تزال تسمياتها مستخدمة حتى يومنا هذا. على سبيل المثال، يقدم كتالوج هنري دريبر تصنيفات ومواقع طيفية لـ 272,150 نجمًا. تسمية منكب الجوزاء هي HD 39801.

ولكن هناك عدد لا يصدق من النجوم في السماء، لذلك بالنسبة للنجوم الجديدة، يتم استخدام الاختصارات التي تشير إلى نوع النجم أو الكتالوج. على سبيل المثال، PSR J1302-6350 هو نجم نابض (PSR)، ويستخدم J نظام الإحداثيات J2000، وآخر مجموعتين من الأرقام عبارة عن إحداثيات برموز خطوط الطول والعرض.

هل كل النجوم متشابهة؟ حسنًا، عندما تراقب دون استخدام التكنولوجيا، فهي تختلف قليلاً في السطوع. لكن هذه مجرد كرات ضخمة من الغاز، أليس كذلك؟ ليس حقيقيًا. في الواقع، يتم تصنيف النجوم بناءً على خصائصها الرئيسية.

من بين الممثلين يمكنك العثور على العمالقة الزرقاء والأقزام البنية الصغيرة. في بعض الأحيان تصادف نجومًا غريبة، مثل النجوم النيوترونية. إن الغوص في الكون أمر مستحيل دون فهم هذه الأشياء، لذلك دعونا نلقي نظرة فاحصة على أنواع النجوم.

معظم نجوم الكون موجودة في مرحلة التسلسل الرئيسي. يمكنك أن تتذكر الشمس وألفا سنتوري أ وسيروس. يمكن أن تختلف جذريًا في الحجم والكثافة والسطوع، لكنها تؤدي نفس العملية: فهي تحول الهيدروجين إلى هيليوم. وهذا ينتج طفرة هائلة في الطاقة. يشعر مثل هذا النجم بإحساس التوازن الهيدروستاتيكي. تتسبب الجاذبية في انكماش الجسم، لكن الاندماج النووي يدفعه للخارج. تعمل هذه القوى بشكل متوازن، ويتمكن النجم من الحفاظ على شكله الكروي. الحجم يعتمد على الضخامة. الخط هو 80 كتلة المشتري. هذا هو الحد الأدنى للعلامة التي يمكن عندها تفعيل عملية الذوبان. لكن من الناحية النظرية، فإن الكتلة القصوى هي 100 شمسية.

إذا لم يكن هناك وقود، فلن يكون لدى النجم كتلة كافية لإطالة أمد الاندماج النووي. ويتحول إلى قزم أبيض. الضغط الخارجي لا يعمل، ويتقلص حجمه بسبب الجاذبية. يستمر القزم في التألق لأن درجات الحرارة الساخنة لا تزال قائمة. عندما يبرد، وسوف تصل إلى درجة حرارة الخلفية. سيستغرق هذا مئات المليارات من السنين، لذلك من المستحيل الآن العثور على ممثل واحد. أنظمة الكواكب القزمة البيضاء عالم الفيزياء الفلكية رومان رافيكوف يتحدث عن الأقراص حول الأقزام البيضاء وحلقات زحل ومستقبل النظام الشمسي النجوم المدمجة عالم الفيزياء الفلكية ألكسندر بوتيخين عن الأقزام البيضاء ومفارقة الكثافة والنجوم النيوترونية:

النجوم القيفاوية هي نجوم شهدت تطورًا من التسلسل الرئيسي إلى شريط عدم الاستقرار القيفاوي. هذه هي النجوم النابضة الراديوية العادية مع وجود علاقة ملحوظة بين الدورية واللمعان. يقدرهم العلماء على ذلك، لأنهم مساعدون ممتازون في تحديد المسافات في الفضاء. كما أنها تظهر اختلافات في السرعة الشعاعية بما يتوافق مع المنحنيات الضوئية. تظهر تلك الأكثر إشراقًا دورية طويلة. الممثلون الكلاسيكيون هم عمالقة خارقون تبلغ كتلتهم 2-3 أضعاف كتلة الشمس. إنهم في طور حرق الوقود خلال مرحلة التسلسل الرئيسي ويتحولون إلى عمالقة حمراء، ويعبرون خط عدم الاستقرار القيفاوي.

ولكي نكون أكثر دقة، فإن مفهوم "النجم المزدوج" لا يعكس الصورة الحقيقية. في الواقع، أمامنا نظام نجمي يمثله نجمان يدوران حول مركز مشترك للكتلة. يخطئ الكثير من الناس في الخلط بين جسمين يظهران قريبين من بعضهما البعض عند رؤيتهما بالعين المجردة، ويظنان أنهما نجم مزدوج. يستفيد العلماء من هذه الأشياء لأنها تساعد في حساب كتلة المشاركين الأفراد. أثناء تحركهما في مدار مشترك، تسمح حسابات نيوتن للجاذبية بحساب الكتلة بدقة لا تصدق. يمكن تمييز عدة فئات وفقًا للخصائص البصرية: الحجب، والثنائي البصري، والثنائي الطيفي، والقياس الفلكي. النجوم الخسوفة هي نجوم تشكل مداراتها خطًا أفقيًا من موقع المراقبة. أي أن الإنسان يرى كسوفاً مزدوجاً على مستوى واحد (الغول). مرئي - نجمان يمكن حلهما باستخدام التلسكوب. إذا كان أحدهما يضيء بشكل مشرق للغاية، فقد يكون من الصعب فصل الثاني.

تشكيل النجوم

دعونا نلقي نظرة فاحصة على عملية ولادة النجوم. في البداية نرى سحابة عملاقة تدور ببطء مليئة بالهيدروجين والهيليوم. تتسبب الجاذبية الداخلية في انحناءه إلى الداخل، مما يؤدي إلى دورانه بشكل أسرع. وتتحول الأجزاء الخارجية إلى قرص، والأجزاء الداخلية إلى كتلة كروية. تتحلل المادة، وتصبح أكثر سخونة وأكثر كثافة. وسرعان ما يظهر نجم أولي كروي. عندما ترتفع الحرارة والضغط إلى مليون درجة مئوية، تندمج النوى الذرية ويشتعل نجم جديد. يحول الاندماج النووي كمية صغيرة من الكتلة الذرية إلى طاقة (1 جرام من الكتلة المحولة إلى طاقة يعادل انفجار 22000 طن من مادة تي إن تي). شاهد أيضًا الشرح بالفيديو لفهم مسألة ولادة النجوم وتطورها بشكل أفضل.

تطور السحب النجمية

الفلكي ديمتري فيبي عن الواقعية والسحب الجزيئية وولادة النجم:

ولادة النجوم

عالم الفلك دميتري فايب عن النجوم الأولية واكتشاف التحليل الطيفي والنموذج المضطرب الجاذبية لتكوين النجوم:

مشاعل على النجوم الشباب

عالم الفلك ديمتري فيبي عن المستعرات الأعظم وأنواع النجوم الشابة وتفشيها في كوكبة أوريون:

التطور النجمي

بناءً على كتلة النجم، يمكن تحديد مساره التطوري بالكامل، حيث يمر بمراحل نمطية معينة. هناك نجوم متوسطة الكتلة (مثل الشمس) تبلغ 1.5-8 أضعاف كتلة الشمس، وأكثر من 8، وأيضًا تصل إلى نصف كتلة الشمس. ومن المثير للاهتمام أنه كلما زادت كتلة النجم، قل عمره. إذا وصلت إلى أقل من عُشر الشمس، فإن هذه الأجسام تندرج ضمن فئة الأقزام البنية (لا يمكنها إشعال الاندماج النووي).

يبدأ جسم متوسط ​​الكتلة حياته كسحابة يبلغ عرضها 100000 سنة ضوئية. لكي ينهار إلى نجم أولي، يجب أن تكون درجة الحرارة 3725 درجة مئوية. بمجرد أن يبدأ اندماج الهيدروجين، يمكن تشكيل T Tauri، وهو متغير ذو تقلبات في السطوع. ستستغرق عملية التدمير اللاحقة 10 ملايين سنة. علاوة على ذلك، سيتم موازنة توسعه من خلال ضغط الجاذبية، وسيظهر كنجم تسلسل رئيسي، يتلقى الطاقة من اندماج الهيدروجين في القلب. ويوضح الشكل السفلي جميع المراحل والتحولات في عملية تطور النجوم.

وبمجرد أن ينصهر كل الهيدروجين ويتحول إلى الهيليوم، فإن الجاذبية ستسحق المادة إلى داخل النواة، مما يؤدي إلى إطلاق عملية تسخين سريعة. وتتوسع الطبقات الخارجية وتبرد، ويتحول النجم إلى عملاق أحمر. بعد ذلك، يبدأ الهيليوم في الاندماج. وعندما يجف، ينقبض القلب ويصبح أكثر سخونة، مما يؤدي إلى توسيع القشرة. عند درجة الحرارة القصوى، تتطاير الطبقات الخارجية، مما يترك قزمًا أبيض (الكربون والأكسجين) تصل درجة حرارته إلى 100000 درجة مئوية. لم يعد هناك وقود، لذلك يحدث التبريد تدريجيا. وبعد مليارات السنين، ينهون حياتهم كأقزام سوداء.

تحدث عمليات تكوين وموت النجوم ذات الكتلة العالية بسرعة لا تصدق. ويستغرق الأمر من 10.000 إلى 100.000 سنة فقط حتى ينتقل من نجم أولي. خلال التسلسل الرئيسي، تكون هذه الأجسام ساخنة وزرقاء (أكثر سطوعًا من الشمس بـ 1000 إلى مليون مرة وأعرض بـ 10 مرات). بعد ذلك نرى عملاقًا أحمر يبدأ في دمج الكربون إلى عناصر أثقل (10000 سنة). ونتيجة لذلك تتشكل نواة حديدية عرضها 6000 كيلومتر، ولم يعد إشعاعها النووي قادراً على مقاومة قوة الجاذبية.

ومع اقتراب النجم من 1.4 كتلة شمسية، لم يعد ضغط الإلكترون قادرًا على منع النواة من الانهيار. وبسبب هذا، يتم تشكيل المستعر الأعظم. عند تدميره، ترتفع درجة الحرارة إلى 10 مليار درجة مئوية، مما يؤدي إلى تكسير الحديد إلى نيوترونات ونيوترينوات. في ثانية واحدة فقط، ينهار القلب إلى عرض 10 كيلومترات ثم ينفجر في مستعر أعظم من النوع الثاني.

وإذا وصلت كتلة النواة المتبقية إلى أقل من 3 كتل شمسية، فإنها تتحول إلى نجم نيوتروني (عمليا من النيوترونات فقط). إذا كان يدور ويصدر نبضات راديوية، فهو كذلك. فإذا كانت كتلة النواة أكثر من 3 كتل شمسية فلن يمنعها شيء من التدمير والتحول إلى .

يحترق النجم ذو الكتلة المنخفضة من خلال احتياطيات الوقود الخاصة به ببطء شديد لدرجة أنه سيستغرق ما بين 100 مليار إلى 1 تريليون سنة ليصبح نجم التسلسل الرئيسي. لكن عمر الكون يصل إلى 13.7 مليار سنة، مما يعني أن مثل هذه النجوم لم تمت بعد. لقد وجد العلماء أن هذه الأقزام الحمراء ليس من المقدر لها أن تندمج مع أي شيء آخر غير الهيدروجين، مما يعني أنها لن تتحول أبدًا إلى عمالقة حمراء. ونتيجة لذلك فإن مصيرهم هو التبريد والتحول إلى أقزام سوداء.

التفاعلات النووية الحرارية والأجسام المدمجة

عالم الفيزياء الفلكية فاليري سليمانوف يتحدث عن نمذجة الغلاف الجوي و"الجدل الكبير" في علم الفلك واندماج النجوم النيوترونية:

عالم الفيزياء الفلكية سيرجي بوبوف يتحدث عن المسافة إلى النجوم وتشكل الثقوب السوداء ومفارقة أولبرز:

لقد اعتدنا على أن تتم إضاءة نظامنا حصريًا بنجمة واحدة. لكن هناك أنظمة أخرى يدور فيها نجمان في السماء بالنسبة لبعضهما البعض. بتعبير أدق، فقط 1/3 من النجوم المشابهة للشمس توجد بمفردها، و2/3 منها عبارة عن نجوم مزدوجة. على سبيل المثال، بروكسيما سنتوري هو جزء من نظام متعدد يتضمن ألفا سنتوري A وB. حوالي 30% من النجوم هي نجوم متعددة.

يتشكل هذا النوع عندما يتطور نجمان أوليان جنبًا إلى جنب. سيكون أحدهم أقوى وسيبدأ في التأثير على الجاذبية، مما يؤدي إلى انتقال الكتلة. إذا ظهر أحدهما كعملاق، والثاني كنجم نيوتروني أو ثقب أسود، فيمكننا أن نتوقع ظهور نظام ثنائي للأشعة السينية، حيث ستسخن المادة بقوة لا تصدق - 555500 درجة مئوية. في حالة وجود قزم أبيض، يمكن للغاز المرافق أن يشتعل على شكل نوفا. بشكل دوري، يتراكم غاز القزم ويمكن أن يندمج على الفور، مما يتسبب في انفجار النجم في مستعر أعظم من النوع الأول، قادر على كسوف المجرة بتألقها لعدة أشهر.

النجوم المزدوجة النسبية

عالم الفيزياء الفلكية سيرجي بوبوف يتحدث عن قياس كتلة النجم والثقوب السوداء والمصادر فائقة القوة:

خصائص النجوم المزدوجة

عالم الفيزياء الفلكية سيرجي بوبوف يتحدث عن السدم الكوكبية وأقزام الهيليوم البيضاء وموجات الجاذبية:

خصائص النجوم

سطوع

يتم استخدام الحجم واللمعان لوصف سطوع الأجرام السماوية النجمية. يعود مفهوم الحجم إلى أعمال هيبارخوس عام 125 قبل الميلاد. قام بترقيم مجموعات النجوم بناءً على السطوع الظاهري. ألمع منها هو الحجم الأول، وهكذا حتى السادس. ومع ذلك، فإن المسافة بين النجم والنجم يمكن أن تؤثر على الضوء المرئي، لذلك يقومون الآن بإضافة وصف للسطوع الفعلي - القيمة المطلقة. ويتم حسابه باستخدام مقداره الظاهري كما لو كان على بعد 32.6 سنة ضوئية من الأرض. يرتفع مقياس الحجم الحديث فوق ستة وينخفض ​​إلى أقل من واحد (يصل الحجم الظاهري إلى -1.46). فيما يلي يمكنك دراسة قائمة ألمع النجوم في السماء من وجهة نظر راصد الأرض.

قائمة ألمع النجوم المرئية من الأرض

№	اسم	المسافة، ش. سنين	القيمة الظاهرة	القيمة المطلقة	الطبقة الطيفية	نصف الكرة السماوية
0		0,0000158	−26,72	4,8	G2V
1		8,6	−1,46	1,4	A1Vm	جنوب
2		310	−0,72	−5,53	A9II	جنوب
3		4,3	−0,27	4,06	G2V+K1V	جنوب
4		34	−0,04	−0,3	K1.5IIIp	شمالي
5		25	0.03 (متغير)	0,6	A0Va	شمالي
6		41	0,08	−0,5	G6III + G2III	شمالي
7		~870	0.12 (متغير)	−7	B8Iae	جنوب
8		11,4	0,38	2,6	F5IV-V	شمالي
9		69	0,46	−1,3	B3Vnp	جنوب
10		~530	0.50 (متغير)	−5,14	M2Iab	شمالي
11		~400	0.61 (متغير)	−4,4	ب1ثالثا	جنوب
12		16	0,77	2,3	A7Vn	شمالي
13		~330	0,79	−4,6	B0.5Iv + B1Vn	جنوب
14		60	0.85 (متغير)	−0,3	K5III	شمالي
15		~610	0.96 (متغير)	−5,2	M1.5Iab	جنوب
16		250	0.98 (متغير)	−3,2	ب1ف	جنوب
17		40	1,14	0,7	K0IIIb	شمالي
18		22	1,16	2,0	A3Va	جنوب
19		~290	1.25 (متغير)	−4,7	ب0.5ثالثا	جنوب
20		~1550	1,25	−7,2	A2Ia	شمالي
21		69	1,35	−0,3	B7Vn	شمالي
22		~400	1,50	−4,8	B2II	جنوب
23		49	1,57	0,5	أ1ف + أ2ف	شمالي
24		120	1.63 (متغير)	−1,2	M3.5III	جنوب
25		330	1.63 (متغير)	−3,5	ب1.5رابعا	جنوب

نجوم مشهورون آخرون:

لمعان النجم هو معدل انبعاث الطاقة. يتم قياسه بالمقارنة مع سطوع الشمس. على سبيل المثال، Alpha Centauri A أكثر سطوعًا بمقدار 1.3 مرة من الشمس. لإجراء نفس الحسابات من حيث الحجم المطلق، عليك أن تأخذ في الاعتبار أن 5 على المقياس المطلق يعادل 100 عند علامة اللمعان. السطوع يعتمد على درجة الحرارة والحجم.

لون

ربما لاحظت أن النجوم تختلف في اللون، وهو ما يعتمد في الواقع على درجة حرارة السطح.

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 ويتكثف نطاق G المتكون من خطوط Fe وCa وTi.
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.

ولكل نجم لون واحد ولكنه ينتج طيفًا واسعًا يشمل جميع أنواع الإشعاع. تقوم مجموعة متنوعة من العناصر والمركبات بامتصاص وإصدار الألوان أو الأطوال الموجية للألوان. من خلال دراسة الطيف النجمي، يمكنك فهم التكوين.

درجة حرارة السطح

يتم قياس درجة حرارة الأجرام السماوية النجمية بالكلفن عند درجة حرارة صفر تبلغ -273.15 درجة مئوية. تبلغ درجة حرارة النجم الأحمر الداكن 2500 كلفن، والنجم الأحمر الساطع 3500 كلفن، والنجم الأصفر 5500 كلفن، والنجم الأزرق من 10000 كلفن إلى 50000 كلفن. تتأثر درجة الحرارة جزئيًا بالكتلة والسطوع واللون.

مقاس

يتم تحديد حجم الأجسام الفضائية النجمية بالمقارنة مع نصف قطر الشمس. Alpha Centauri A لديه 1.05 نصف قطر شمسي. قد تختلف الأحجام. على سبيل المثال، يبلغ عرض النجوم النيوترونية 20 كيلومترًا، ولكن يبلغ قطر النجوم العملاقة 1000 مرة قطر الشمس. يؤثر الحجم على سطوع النجوم (اللمعان يتناسب مع مربع نصف القطر). في الأشكال السفلية يمكنك رؤية مقارنة لأحجام النجوم في الكون، بما في ذلك المقارنة مع معلمات كواكب النظام الشمسي.

الأحجام المقارنة للنجوم

وزن

هنا أيضًا يتم حساب كل شيء بالمقارنة مع المعلمات الشمسية. كتلة Alpha Centauri A هي 1.08 شمسية. النجوم التي لها نفس الكتلة قد لا تتقارب في الحجم. تؤثر كتلة النجم على درجة حرارته.

منذ العصور القديمة، سعى الإنسان إلى فهم المجهول، وثبت بصره على سماء الليل، التي تتناثر فيها ملايين النجوم حرفيًا. لقد أولى العلماء دائمًا اهتمامًا جادًا بدراسة الفضاء والآن لديهم الفرصة، بمساعدة المعدات العلمية القوية، ليس فقط لفحصه، ولكن أيضًا لالتقاط صور فريدة من نوعها. أدعوك للاستمتاع بالصور المذهلة للفضاء التي التقطتها مؤخرًا ومعرفة بعض الحقائق المثيرة للاهتمام.

السديم الثلاثي الجميل NGC 6514 الموجود في كوكبة القوس. اقترح ويليام هيرشل اسم السديم ويعني "مقسم إلى ثلاث بتلات". المسافة الدقيقة إليها غير معروفة، لكنها تتراوح حسب التقديرات المختلفة من 2 إلى 9 آلاف سنة ضوئية. يتكون NGC 6514 من ثلاثة أنواع رئيسية من السدم - السدم الانبعاثية (الوردية)، والعاكسة (الزرقاء)، والامتصاصية (السوداء). (تصوير ماكسيمو رويز):

صندوق الفيل الفضائي

يتجول سديم خرطوم الفيل حول سديم انبعاثي وعنقود نجمي شاب في مجمع IC 1396 في كوكبة الملقم. ويبلغ طول خرطوم الفيل الكوني أكثر من 20 سنة ضوئية. تحتوي هذه السحب الداكنة الشبيهة بالشعيرات على مواد تساعد على تكوين نجوم جديدة وتخفي النجوم الأولية - وهي نجوم في المراحل النهائية من تكوينها - خلف طبقات من الغبار الكوني. (تصوير خوان لوزانو دي هارو):

عالم الرنين

جسم هوغ هو مجرة ​​غريبة على شكل حلقة تقع في كوكبة الثعابين، سميت على اسم مكتشفها، وتبعد عن الأرض حوالي 600 مليون سنة ضوئية. يوجد في وسط المجرة مجموعة من النجوم الصفراء القديمة نسبيًا. وهو محاط بحلقة منتظمة تقريبًا من النجوم الأصغر سنًا ذات اللون الأزرق. ويبلغ قطر المجرة حوالي 100 ألف سنة ضوئية. ومن بين الفرضيات حول الأصل، يتم النظر في اصطدام المجرات الذي حدث قبل عدة مليارات من السنين. (تصوير ر. لوكاس (STScI | AURA)، فريق تراث هابل، ناسا):

القمر فوق أندروميدا

تقع المجرة الحلزونية الكبيرة، سديم المرأة المسلسلة، على بعد 2.5 مليون سنة ضوئية فقط، وهي أقرب مجرة ​​حلزونية إلى مجرتنا درب التبانة. ويمكن رؤيته بالعين المجردة كنقطة صغيرة ضبابية في السماء. تقارن هذه الصورة المركبة بين الحجم الزاوي لسديم المرأة المسلسلة والقمر. (تصوير آدم بلوك وتيم بوكيت):

سطح آيو المتغير باستمرار

يعد قمر المشتري آيو أكثر الأجسام نشاطًا بركانيًا في النظام الشمسي. سطحه يتغير باستمرار بسبب تدفقات الحمم البركانية الجديدة. هذه الصورة لجانب قمر آيو المواجه لكوكب المشتري هي عبارة عن مجموعة من الصور التي التقطتها مركبة غاليليو الفضائية التابعة لناسا في عام 1996. يتم تفسير غياب الحفر الناتجة عن الاصطدام بحقيقة أن سطح آيو بأكمله مغطى بطبقة من الرواسب البركانية بشكل أسرع بكثير من ظهور الحفر. السبب المحتمل للنشاط البركاني هو المد والجزر الجاذبية المتغيرة الناجمة عن كوكب المشتري الضخم. (تصوير مشروع غاليليو، مختبر الدفع النفاث، ناسا):

السديم المخروطي

يمكن ملاحظة تشكيلات غريبة بالقرب من السديم المخروطي. وهي تنشأ من تفاعل الغبار بين النجوم مع الضوء والغاز المنبعث من النجوم الشابة. التوهج الأزرق حول النجم S Mon هو انعكاس لإشعاع النجم الساطع من الغبار النجمي المحيط به. يقع النجم S Mon في العنقود النجمي المفتوح NGC 2264، على بعد 2500 سنة ضوئية من الأرض. (تصوير تلسكوب سوبارو (NAOJ) وDSS):

المجرة الحلزونية NGC 3370

تقع المجرة الحلزونية NGC 3370 على بعد حوالي 100 مليون سنة ضوئية في كوكبة الأسد. إنه مشابه في الحجم والبنية لمجرتنا درب التبانة. (تصوير وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وتراث هابل (STScI | AURA):

دوامة غالاكسي M74

هذه المجرة الحلزونية هي واحدة من المجرات الجذابة. ويتكون من حوالي 100 مليار نجم ويقع على مسافة حوالي 32 مليون سنة ضوئية منا. من المفترض أن هذه المجرة تحتوي على ثقب أسود ذو كتلة متوسطة (أي أكبر بكثير من الكتل النجمية، ولكنه أصغر من الثقوب السوداء الموجودة في مركز المجرات). (تصوير ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وتراث هابل (STScI | AURA) - وكالة الفضاء الأوروبية | تعاونية هابل):

سديم البحيرة

هذه سحابة بين نجمية عملاقة ومنطقة H II في كوكبة القوس. على مسافة 5200 سنة ضوئية، يعد سديم البحيرة واحدًا من سديمين مكونين للنجوم يمكن رؤيتهما بشكل خافت بالعين المجردة في خطوط العرض الوسطى في نصف الكرة الشمالي. ليست بعيدة عن وسط البحيرة منطقة الساعة الرملية الساطعة - نتيجة التفاعل المضطرب للرياح النجمية والإشعاع القوي. (تصوير إجناسيو دياز بوبيلو):

خط مضيء في سديم البجع

يمكن رؤية الخط المضيء لـ IC 5067 بسهولة في السماء، وهو جزء من سديم البجع الانبعاثي الكبير ذو الشكل المميز. يبلغ طول الشريط حوالي 10 سنوات ضوئية ويحدد رأس ورقبة البجع الفضائي. وهي تقع على مسافة حوالي 2000 سنة ضوئية منا. (تصوير سيزار بلانكو غونزاليس):

سحابة الرعد

تم التقاط هذه الصورة الجميلة في جنوب ألبرتا، كندا. وهي سحابة ممطرة متراجعة، مع نتوءات غير عادية مميزة للسحب الحرشفية مرئية على حافتها القريبة، ويتساقط المطر من الحافة البعيدة للسحابة. اقرأ أيضًا مقال "أنواع نادرة من السحب". (تصوير آلان داير):

ثلاث سدم لامعة في برج القوس

يقع سديم البحيرة M8 على يسار وسط الصورة، أما M20 فهو سديم ملون على اليمين. أما السديم الثالث، NGC 6559، فيقع فوق M8 مباشرة ويفصل عنه خط مظلم من غبار النجوم. وتقع جميعها على مسافة حوالي 5 آلاف سنة ضوئية منا. (تصوير طوني حلاس):

مجرة NGC 5195: علامة استفهام

المجرة القزمة NGC 5195 الموجودة في كوكبة Canes Venatici معروفة بأنها تابع صغير للمجرة الحلزونية M51، مجرة ​​الدوامة. إنهما معًا يشبهان علامة استفهام كونية، مع كون NGC 5195 هي النقطة. وتقع على مسافة حوالي 30 مليون سنة ضوئية من الأرض. (تصوير: أرشيف تراث هابل، ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية):

سرطان البحر المتوسع المذهل

يقع سديم السلطعون هذا على بعد 6500 سنة ضوئية في كوكبة الثور، وهو من بقايا انفجار سوبر نوفا، وهو عبارة عن سحابة متوسعة من المواد التي خلفتها انفجار نجم ضخم. يبلغ عرض السديم حاليًا حوالي 10 سنوات ضوئية ويتوسع بسرعة تبلغ حوالي 1000 كيلومتر في الثانية. (تصوير آدم بلوك، جبل ليمون سكاي سنتر، يو. أريزونا):

النجم المتغير RS ستيرن

هذا هو واحد من أهم النجوم في السماء. أحد الأسباب هو أنها وجدت نفسها بالصدفة محاطة بسديم انعكاسي مبهر. ألمع نجم في المركز هو RS Puppis النابض. وهو أكبر بحوالي 10 مرات من كتلة الشمس، وأكبر 200 مرة، ويبلغ متوسط ​​سطوعه 15000 مرة سطوع الشمس، مع تغير سطوع RS Puppis خمس مرات تقريبًا كل 41.4 يومًا. يقع RS Puppis على بعد حوالي ربع الطريق بين الشمس ومركز درب التبانة، على مسافة 6500 سنة ضوئية. سنوات من الأرض. (تصوير: أرشيف تراث هابل، ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية):

كوكب المحيط جليزا 1214ب

كوكب خارج المجموعة الشمسية (الأرض الفائقة) في كوكبة الحواء. أول كوكب محيطي تم اكتشافه، يدور حول النجم القزم الأحمر الخافت GJ 1214. الكوكب قريب بدرجة كافية من الأرض (13 فرسخ فلكي، أو حوالي 40 سنة ضوئية)، ولأنه يعبر قرص نجمه، يمكن دراسة غلافه الجوي في التفاصيل باستخدام التكنولوجيا الحالية. سنة واحدة على هذا الكوكب تستمر 36 ساعة.

يتكون الغلاف الجوي للكوكب من بخار الماء الكثيف مع خليط صغير من الهيليوم والهيدروجين. ومع ذلك، ونظرا لارتفاع درجة الحرارة على سطح الكوكب (حوالي 200 درجة مئوية)، يعتقد العلماء أن المياه على الكوكب موجودة في حالات غريبة مثل "الجليد الساخن" و"المياه فائقة السيولة"، وهي حالات غير موجودة على الأرض.

ويقدر عمر النظام الكوكبي بعدة مليارات من السنين. وتبلغ كتلة الكوكب حوالي 6.55 مرة كتلة الأرض، وفي الوقت نفسه يزيد قطر الكوكب عن قطر الأرض بأكثر من 2.5 مرة. توضح هذه الصورة كيف يتخيل الفنان مرور كوكب الأرض الفائق Gliese 1214b عبر قرص نجمه. (صورة المرصد الأوروبي الجنوبي، ل. كالسادا):

ستاردست في جنوب كورونا

وهنا يمكنك رؤية سحب الغبار الكوني التي تتواجد في حقل النجوم بالقرب من حدود كوكبة الإكليل الجنوبي. تقع على بعد أقل من 500 سنة ضوئية وتحجب الضوء من النجوم البعيدة في مجرة ​​درب التبانة. يوجد في وسط الصورة العديد من السدم الانعكاسية. (تصوير إجناسيو دياز بوبيلو):

مجموعة المجرات أبيل 1689

أبيل 1689 عبارة عن مجموعة من المجرات تقع في كوكبة العذراء. وهي واحدة من أكبر وأضخم العناقيد المجرية المعروفة، وتعمل كعدسة جاذبية، مما يؤدي إلى تشويه ضوء المجرات الموجودة خلفها. تقع المجموعة نفسها على مسافة 2.2 مليار سنة ضوئية (670 ميغا فرسخ فلكي) من الأرض (تصوير وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وتراث هابل):

الثريا

مجموعة مفتوحة في كوكبة الثور، تسمى أحيانًا الأخوات السبع؛ واحدة من أقرب العناقيد النجمية إلى الأرض وواحدة من أكثر العناقيد النجمية وضوحا للعين المجردة. ربما يكون هذا هو العنقود النجمي الأكثر شهرة في السماء. يبلغ قطر العنقود النجمي الثريا حوالي 12 سنة ضوئية ويحتوي على حوالي 1000 نجم. وتقدر الكتلة الإجمالية للنجوم في العنقود بنحو 800 مرة كتلة شمسنا. (تصوير روبرتو كولومباري):

سديم الروبيان

جنوب قلب العقرب مباشرة، في ذيل كوكبة العقرب الغنية بالسدم، يقع السديم الانبعاثي IC 4628. تضيء النجوم الساخنة الضخمة، التي يبلغ عمرها بضعة ملايين من السنين فقط، السديم بضوء فوق بنفسجي غير مرئي. يطلق علماء الفلك على هذه السحابة الكونية اسم سديم الروبيان. (صورة المرصد الأوروبي الجنوبي):

على الرغم من الاختلاف في الحجم، في بداية تطورها، كان لكل هذه النجوم تكوين مماثل.

ما تتكون منه النجوم يحدد شخصيتها ومصيرها بالكامل - من اللون والسطوع إلى العمر الافتراضي. علاوة على ذلك، فإن تكوين النجم يحدد عملية تكوينه بأكملها، وكذلك تكوينه، بما في ذلك نظامنا الشمسي.

أي نجم في بداية حياته - سواء كان عمالقة متوحشين مثلنا أو أقزامًا صفراء مثل نجمنا - يتكون من نسب متساوية تقريبًا من نفس المواد. هذا هو 73٪ هيدروجين و 25٪ هيليوم و 2٪ أخرى ذرات مواد ثقيلة إضافية. كان تكوين الكون هو نفسه تقريبًا بعد ذلك، باستثناء 2٪ من العناصر الثقيلة. وقد تشكلت بعد انفجارات النجوم الأولى في الكون، والتي تجاوزت أحجامها حجم المجرات الحديثة.

ومع ذلك، لماذا إذن تختلف النجوم إلى هذا الحد؟ السر يكمن في نسبة 2% "الإضافية" من طاقم الممثلين. وهذا ليس العامل الوحيد - فمن الواضح أن كتلة النجم تلعب دورا كبيرا إلى حد ما. إنه يحدد مصير النجم - سوف يحترق في بضع مئات من ملايين السنين، أو سيضيء لمليارات السنين، مثل الشمس. ومع ذلك، يمكن للمواد الإضافية في تكوين النجم التغلب على جميع الشروط الأخرى.

إن تركيبة النجم SDSS J102915 +172927 مطابقة لتركيبة النجوم الأولى التي نشأت بعد الانفجار الكبير.

في أعماق النجوم

ولكن كيف يمكن لمثل هذا الجزء الصغير من تكوين النجم أن يغير وظيفته بشكل جدي؟ بالنسبة للشخص الذي يتكون في المتوسط ​​من 70٪ من الماء، فإن فقدان 2٪ من السوائل ليس أمرًا فظيعًا - فهو يبدو وكأنه عطش شديد ولا يؤدي إلى تغيرات لا رجعة فيها في الجسم. لكن الكون حساس للغاية حتى لأصغر التغييرات - فلو كان الجزء الخمسين من تكوين شمسنا مختلفًا قليلاً، فربما لم تتشكل الحياة.

كيف يعمل هذا؟ بادئ ذي بدء، دعونا نتذكر إحدى العواقب الرئيسية لتفاعلات الجاذبية، المذكورة في كل مكان في علم الفلك - يميل الثقيل إلى المركز. يتبع أي كوكب هذا المبدأ: العناصر الأثقل، مثل الحديد، تقع في القلب، بينما العناصر الأخف تقع في الخارج.

ويحدث نفس الشيء أثناء تكوين نجم من مادة متناثرة. في المعيار التقليدي لبنية النجم، يشكل الهيليوم قلب النجم، وتتكون القشرة المحيطة به من الهيدروجين. عندما تتجاوز كتلة الهيليوم النقطة الحرجة، تضغط قوى الجاذبية على النواة بقوة تبدأ في الطبقات الواقعة بين الهيليوم والهيدروجين في النواة.

عندها يضيء النجم - وهو لا يزال صغيرًا جدًا، ومغطى بسحب الهيدروجين، والتي ستستقر في النهاية على سطحه. يلعب التوهج دورًا مهمًا في وجود النجم - فالأولئك الذين يحاولون الهروب من القلب بعد تفاعل نووي حراري هم الذين يمنعون النجم من الانهيار الفوري إلى أو. الحمل الحراري العادي، وهو حركة المادة تحت تأثير درجة الحرارة، له أيضًا قوة - تتأين بالحرارة في القلب، وترتفع ذرات الهيدروجين إلى الطبقات العليا للنجم، وبالتالي تختلط المادة فيه.

إذن، ما علاقة 2% من المواد الثقيلة التي تدخل في تركيب النجم؟ الحقيقة هي أن أي عنصر أثقل من الهيليوم - سواء كان كربونًا أو أكسجينًا أو معادن - سينتهي به الأمر حتمًا في مركز النواة. إنهم يخفضون شريط الكتلة، عند الوصول إلى ما يشتعل فيه التفاعل النووي الحراري - وكلما كانت المادة أثقل في المركز، كلما اشتعلت النواة بشكل أسرع. ومع ذلك، في الوقت نفسه، ستصدر طاقة أقل - سيكون حجم مركز احتراق الهيدروجين أكثر تواضعًا مما لو كان قلب النجم يتكون من الهيليوم النقي.

هل الشمس محظوظة؟

لذلك، قبل 4 مليارات ونصف المليار سنة، عندما أصبحت الشمس للتو نجمًا مكتملًا، كانت تتألف من نفس المادة مثل كل شيء آخر - ثلاثة أرباع الهيدروجين، وربع الهيليوم، وخمسون من الشوائب المعدنية. وبسبب التكوين الخاص لهذه الإضافات أصبحت طاقة الشمس مناسبة لوجود الحياة في نظامها.

المعادن لا تعني فقط النيكل أو الحديد أو الذهب - يطلق علماء الفلك على كل شيء غير معادن الهيدروجين والهيليوم. كان السديم الذي تشكل منه، وفقا للنظرية، معدنيا للغاية - وكان يتألف من بقايا المستعرات الأعظم، التي أصبحت مصدر العناصر الثقيلة في الكون. يُطلق على النجوم التي كانت ظروف ولادتها مشابهة لظروف ميلاد الشمس اسم المجموعة الأولى من النجوم. وتشكل هذه النجوم اللامعة غالبية كوكبنا.

نحن نعلم بالفعل أنه بفضل المحتوى المعدني بنسبة 2٪ في الشمس، فإنها تحترق بشكل أبطأ - وهذا لا يضمن فقط "حياة" طويلة للنجم، ولكن أيضًا إمدادات موحدة من الطاقة - وهي معايير مهمة لأصل الحياة. بالإضافة إلى ذلك، ساهمت البداية المبكرة للتفاعل النووي الحراري في حقيقة أن الطفل لم يمتص جميع المواد الثقيلة - ونتيجة لذلك، تمكنت الكواكب الموجودة اليوم من النشوء والتشكل بالكامل.

بالمناسبة، يمكن أن تحترق الشمس باهتة بعض الشيء - وإن كان جزءا صغيرا، ولكن لا يزال جزءا كبيرا من المعادن تم أخذه من الشمس عن طريق عمالقة الغاز. بادئ ذي بدء، يجدر تسليط الضوء على ما تغير كثيرا في النظام الشمسي. لقد تم إثبات تأثير الكواكب على تكوين النجوم من خلال ملاحظات النظام النجمي الثلاثي. ويوجد هناك نجمان يشبهان الشمس، وبالقرب من أحدهما عثروا على عملاق غازي تبلغ كتلته 1.6 مرة على الأقل من كتلة المشتري. تبين أن تعدين هذا النجم أقل بكثير من جاره.

شيخوخة النجوم وتغييرات التكوين

ومع ذلك، فإن الوقت لا يقف ساكنا - والتفاعلات النووية الحرارية داخل النجوم تغير تدريجيا تكوينها. إن تفاعل الاندماج الرئيسي والأبسط الذي يحدث في معظم النجوم في الكون، بما في ذلك شمسنا، هو دورة بروتون-بروتون. فيه، تندمج أربع ذرات هيدروجين معًا، لتشكل في النهاية ذرة هيليوم واحدة وتنتج طاقة كبيرة جدًا - تصل إلى 98% من إجمالي طاقة النجم. وتسمى هذه العملية أيضًا "حرق" الهيدروجين: حيث "يحترق" ما يصل إلى 4 ملايين طن من الهيدروجين في الشمس كل ثانية.

كيف يتغير تكوين النجم أثناء العملية؟ وهذا يمكننا أن نفهمه مما تعلمناه بالفعل عن النجوم في المقال. لنأخذ شمسنا كمثال: كمية الهيليوم في القلب ستزداد؛ وبناء على ذلك، سيزداد حجم قلب النجم. وبسبب هذا فإن مساحة التفاعل النووي الحراري ستزداد ومعها شدة التوهج ودرجة حرارة الشمس. وبعد مليار سنة (في عمر 5.6 مليار سنة)، ستزداد طاقة النجم بنسبة 10%. في عمر 8 مليارات سنة (3 مليارات سنة من اليوم)، سيكون الإشعاع الشمسي 140٪ مما هو عليه اليوم - وستكون الظروف على الأرض بحلول ذلك الوقت قد تغيرت كثيرًا بحيث ستشبه تمامًا.

ستؤثر الزيادة في شدة تفاعل البروتون-بروتون بشكل كبير على تكوين النجم - سيبدأ الهيدروجين، الذي يتأثر قليلاً منذ لحظة الولادة، في الاحتراق بشكل أسرع بكثير. سيتم كسر التوازن بين قذيفة الشمس وجوهها - ستبدأ قذيفة الهيدروجين في التوسع، وسوف يتقلص قلب الهيليوم، على العكس من ذلك. في عمر 11 مليار سنة، ستصبح قوة الإشعاع الصادر من قلب النجم أضعف من الجاذبية التي تضغطه - إن الضغط المتزايد هو الذي سيسخن النواة الآن.

ستحدث تغييرات كبيرة في تكوين النجم خلال مليار سنة أخرى، عندما تزيد درجة الحرارة والضغط في قلب الشمس كثيرًا بحيث تبدأ المرحلة التالية من التفاعل النووي الحراري - "حرق" الهيليوم. نتيجة للتفاعل، تتجمع نوى ذرات الهيليوم معًا، وتتحول إلى شكل غير مستقر من البريليوم، ثم إلى كربون وأكسجين. قوة رد الفعل هذا قوية بشكل لا يصدق - عندما تشتعل جزر الهيليوم التي لم تمسها الشمس، سوف تتوهج الشمس بما يصل إلى 5200 مرة أكثر سطوعًا من اليوم!

خلال هذه العمليات، سيستمر قلب الشمس في التسخين، وسوف تتوسع القشرة إلى حدود مدار الأرض وتبرد بشكل ملحوظ - لأنه كلما زادت مساحة الإشعاع، كلما فقد الجسم المزيد من الطاقة. ستتأثر كتلة النجم أيضًا: ستحمل تيارات الرياح النجمية بقايا الهيليوم والهيدروجين والكربون والأكسجين المتشكل حديثًا إلى الفضاء السحيق. لذلك سوف تتحول شمسنا إلى. سيكتمل تطور النجم تمامًا عندما تنضب قشرة النجم تمامًا، ولا يبقى سوى اللب الكثيف والساخن والصغير - . سوف يبرد ببطء على مدى مليارات السنين.

تطور تكوين النجوم غير الشمس

في مرحلة احتراق الهيليوم، تنتهي العمليات النووية الحرارية في نجم بحجم الشمس. كتلة النجوم الصغيرة ليست كافية لإشعال الكربون والأكسجين المتشكلين حديثًا - يجب أن يكون النجم أكبر بخمسة أضعاف من كتلة الشمس على الأقل حتى يبدأ الكربون في التحول النووي.