النجم هو كرة ضخمة من البلازما، تنتج
الطاقة من داخلها بالطاقة النووية و ترسلها إلى الفضاء الخارجي عن طريق
موجات كهرطيسية، رياح شمسية و فيض نيترينو وقليل من الأشعة السينية . أقرب
نجم إلى الأرض هو الشمس ، التي هي مصدره الأكبر للطاقة.
في المعنى الشائع هو كل جسم سماوي غير القمر يرى
في السماء أثناء الليل، و يشمل ذلك أيضا (النجوم الجوالة)، أي الكواكب
(التي لا تشع بذاتها)؛ أما في الفلك فيدل النجم على كرة حالتها غازية ليست
صلبة فإذا كانت صلبة تعتبر من الكواكب مضيئة وذات درجة حرارة عالية. وتسمى
النجوم أيضا في المعنى الفلكي بالنجوم الثوابت، لأنه افترض في القدم أنها
كواكب ثابتة في السماء على النقيض من "النجوم الجوالة".
مراحل ولادة وفناء النجوم
إن النجوم تمر
بمراحل التكون والتشكل قبل أن يبدأ فيها التفاعل النووي وقبل أن تُستهلك
وتضمحل أو تنفجر. ونعلم بأن نحو 70% من الغلاف الغازي للشمس مكون من غاز
الهيدروجين و30% من غاز الهيليوم، أما في باطن الشمس فالعكس ملحوظ حيث نجد
إن النسب معكوسة. وقد أفترض العلماء أن الهيدروجين بالباطن يتعرض لضغط عال
جدا يسبب انفصال الإلكترونات عن النواة مما يجعل الهيدروجين مكوناً من نواة
فقط . وتتحول نواة الهيدروجين إلى نواة هيليوم بما يسمى بالإندماج النووي
(nuclear fusion)، وتنقل الطاقة الفائضة والناتجة عن الاندماج النووي ، إلى
السطح بطريقتين إحداهما تدوم ملايين من السنوات والأخرى أسرع منها، وإن
الطاقة الناتجة عن التحويل هي مورد الطاقة الشمسية من الإضاءة والحرارة،
وتواصل الشمس في استهلاك الهيدروجين إلى أن يستنفد المخزون علماً بأن باطن
الشمس يعتمد على مخزون السطح في عملية الاندماج النووي ، فبقلة المخزون
ترتفع حرارة الشمس بسبب الجاذبية ، ويشرع الهيليوم بالتحول إلي كربون عند
100 مليون درجة و يبدأ الغلاف الشمسي يتمدد ويتسع بسبب درجة الحرارة
العالية لقلب الشمس حيث تجري التفاعلات النووية ، وتكبر حتى تحرق عطارد
والزهرة والأرض حتى تصل المريخ ثم يصبح القلب عاريا وأبيضا بدون غلاف
وتتحول إلى قزم أبيض . ويتدرج ضوئها إلى أن تخمد وتضمحل إلى الأبد . هذه هي
مراحل ولادة وفناء النجوم (حسب قول علماء الفلك)، ولكن كل نجم أصغر أو
بمثل الشمس في حجمه له نفس التطورات إلا أن النجوم التي تبلغ كتلتها 4 إلى
10 أضعاف كتلة الشمس فتتحول بعد مرورها بمراحل الشمس السابق شرحها إلى نجوم
نيوترونية شديدة الكثافة .أما النجوم الكبيرة أو العظيمة الحجوم تنفجر بما
يسمى مستعر أعظم (supernova)، وتختلف نواتج الانفجار فربما يبقى النجم
وربما يتحول إلى ثقب أسود. وتقريبا يتحول كل نجم في حجم الشمس في أواخر
عمره إلى قزم أبيض .
تحديد العمر بواسطة الدوران
سرعة دوران
النجم تحدد عمره. لقد عثر علماء الفلك على إمكانية جديدة لتحديد عمر النجوم
عن طريق مراقبة سرعة دورانها حول نفسها. وتتناقص هذه السرعة أثناء حياة
النجم بصورة مميزة، وذلك عندما يفقد بعضا من كتلته بواسطة الإشعاع الذي
يبثه في الفضاء، و بالتالي يمكن ربطها بعمر و لون النجم. بما أن هذه
العملية لا تقتضي على النقيض من أخرىات ملاحظة بعد النجم الذي لا يمكن
تحديده بدقة، ويستطيع الباحثون تقدير عمر النجم بخطأ لا يتجاوز قدره ١5%.
ويناسب هذا القياس بصورة خاصة النجوم المفردة التي لا تظهر في عناقيد
نجمية.
تاريخ مراقبة النجوم
أقدم رسم بياني مدقق
للنجوم بدأ في مصر القديمة في 1534 ق.م. علماء الفلك المسلمين صنفوا العديد
من النجوم بأسماء عربية والتي لا تزال تستخدم إلى اليوم، وابتكروا العديد
من الأدوات الفلكية لحساب مواقع النجوم. وفي القرن الحادي عشر ، فالعالم
الفلكي أبو الريحان البيروني وصف مجرة درب التبانة بأنها كماً وافر من
الشظايا التي لها خصائص سديم، كما وفر خطوط عرض بعض النجوم خلال خسوف قمري
في 1019. [1]
النجوم في المعتقدات
وانفجار النجم قد تحدث
عنه القرآن الكتاب المقدس لدى المسلمين حيث قال "فإذا أنشقت السماء فكانت
وردة كالدهان" سورة الرحمن الآية"37" والمقصود بالسماء النجم حيث قال عبد
الله ابن عباس المتوفي سنة 687م، قال (كالوردة الحمراء أو الأديم الأحمر)
وفي اليسار مثال لإنفجار النجم.
الأقزام البيضاء
نوع من النجوم يسمى قزم أبيض .
تتكون معظم الأقزام البيضاء من عنصر الكربون و الأكسجين ، التي تكون قد
تكونت أثناء الاندماج النووي فيها للعناصر الهيدروجين و الهيليوم .
وتبلغ كثافة القزم الأبيض نحو طن/سنتيمتر مكعب .
وتحت هذا الضغط العظيم يصل فيها الغاز فيه إلى حالة انفطار (فيزياء) كما
يسميها العلماء . هذه الحالة تعني انشطار مستويات الطاقة في نظام يتبع
ميكانيكا الكم إلى مستويات ثانوية .
ويتحكم في القزم الأبيض قوي تنبع من مبدأ استبعاد
باولي . وطبقا له فلا يمكن لإلكترونين شغل نفس مستوى الطاقة في بلازما
القزم الأبيض . وطبقا لميكانيكا الكم تتوزع مستويات الطاقة الممكنة بحيث
تزيد المسافة بينها تزايدا عكسيا مع ضمور حجم النجم .
ونظرا لاشغال مستويات الطاقة في المتسويات
التحتية ينشأ عن الضغط الناشئ عن قوي الجاذبية أن تشغل الإلكترونات مستويات
الطاقة العليا في البلازما . وينتج عن ذلك ضغطا مضادا يقاوم الضغط الناشئ
عن الجاذبية . فإذا كانت كتلة النجم في البدء 1,44 من كتلة الشمس فلا يمكن
تعادل تلك القوتان بذلك الشكل .
ومن العجيب ان قطر القزم الأبيض يعتمد على كتلة
الإلكترون ، أي أن أحد المقاييس الكونية متعلق بأحد المقاييس الذرية أو تحت
الذرية مباشرة . كذلك يعتمد التوازن في النجوم النيوترونية على سريان مبدأ
استبعاد باولي ، والذي فيه تشغل النيوترونات مستويات الطاقة في النجم ،
بدلا عن الإلكترونات في القزم الأبيض ، حيث تمتص البروتونات الإلكترونات
وينتج عنها نيوترونات هي بمفردها مكونات النجم النيوتروني.
وتبلغ كثافة الأقزام البيضاء كثافة عالية (1 طن/
سنتيمتر مكعب) بحيث تنطبق عليه نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين فهو يُبدي
ظاهرة انزياح نحو الأحمر في مجال جاذبيته ، وقد شوهد ذلك عملليا وأثبته
العلماء.
ويعلق العلماء فوق ذلك أملا كبيرا في العثور على
مزدوج نجمين من الأقزام البيضاء ، حيث تنتج عنهما موجات جاذبية لم تشاهد
بعد ، ولكن يبذل العلماء جهودا لمشاهدتها عمليا . ولهذا قررت انجلترا
وألماني على توحيد الجهود والعمل على تنفيذ بناء مرصد بالاقمار الصناعية
يسمى ليزا ((LISA (Detektor) لتحسس موجات الجاذبية وإثبات تواجدها ، حيث
تتنبأ بها نظرية أينشتاين.
الطاقة من داخلها بالطاقة النووية و ترسلها إلى الفضاء الخارجي عن طريق
موجات كهرطيسية، رياح شمسية و فيض نيترينو وقليل من الأشعة السينية . أقرب
نجم إلى الأرض هو الشمس ، التي هي مصدره الأكبر للطاقة.
في المعنى الشائع هو كل جسم سماوي غير القمر يرى
في السماء أثناء الليل، و يشمل ذلك أيضا (النجوم الجوالة)، أي الكواكب
(التي لا تشع بذاتها)؛ أما في الفلك فيدل النجم على كرة حالتها غازية ليست
صلبة فإذا كانت صلبة تعتبر من الكواكب مضيئة وذات درجة حرارة عالية. وتسمى
النجوم أيضا في المعنى الفلكي بالنجوم الثوابت، لأنه افترض في القدم أنها
كواكب ثابتة في السماء على النقيض من "النجوم الجوالة".
مراحل ولادة وفناء النجوم
إن النجوم تمر
بمراحل التكون والتشكل قبل أن يبدأ فيها التفاعل النووي وقبل أن تُستهلك
وتضمحل أو تنفجر. ونعلم بأن نحو 70% من الغلاف الغازي للشمس مكون من غاز
الهيدروجين و30% من غاز الهيليوم، أما في باطن الشمس فالعكس ملحوظ حيث نجد
إن النسب معكوسة. وقد أفترض العلماء أن الهيدروجين بالباطن يتعرض لضغط عال
جدا يسبب انفصال الإلكترونات عن النواة مما يجعل الهيدروجين مكوناً من نواة
فقط . وتتحول نواة الهيدروجين إلى نواة هيليوم بما يسمى بالإندماج النووي
(nuclear fusion)، وتنقل الطاقة الفائضة والناتجة عن الاندماج النووي ، إلى
السطح بطريقتين إحداهما تدوم ملايين من السنوات والأخرى أسرع منها، وإن
الطاقة الناتجة عن التحويل هي مورد الطاقة الشمسية من الإضاءة والحرارة،
وتواصل الشمس في استهلاك الهيدروجين إلى أن يستنفد المخزون علماً بأن باطن
الشمس يعتمد على مخزون السطح في عملية الاندماج النووي ، فبقلة المخزون
ترتفع حرارة الشمس بسبب الجاذبية ، ويشرع الهيليوم بالتحول إلي كربون عند
100 مليون درجة و يبدأ الغلاف الشمسي يتمدد ويتسع بسبب درجة الحرارة
العالية لقلب الشمس حيث تجري التفاعلات النووية ، وتكبر حتى تحرق عطارد
والزهرة والأرض حتى تصل المريخ ثم يصبح القلب عاريا وأبيضا بدون غلاف
وتتحول إلى قزم أبيض . ويتدرج ضوئها إلى أن تخمد وتضمحل إلى الأبد . هذه هي
مراحل ولادة وفناء النجوم (حسب قول علماء الفلك)، ولكن كل نجم أصغر أو
بمثل الشمس في حجمه له نفس التطورات إلا أن النجوم التي تبلغ كتلتها 4 إلى
10 أضعاف كتلة الشمس فتتحول بعد مرورها بمراحل الشمس السابق شرحها إلى نجوم
نيوترونية شديدة الكثافة .أما النجوم الكبيرة أو العظيمة الحجوم تنفجر بما
يسمى مستعر أعظم (supernova)، وتختلف نواتج الانفجار فربما يبقى النجم
وربما يتحول إلى ثقب أسود. وتقريبا يتحول كل نجم في حجم الشمس في أواخر
عمره إلى قزم أبيض .
تحديد العمر بواسطة الدوران
سرعة دوران
النجم تحدد عمره. لقد عثر علماء الفلك على إمكانية جديدة لتحديد عمر النجوم
عن طريق مراقبة سرعة دورانها حول نفسها. وتتناقص هذه السرعة أثناء حياة
النجم بصورة مميزة، وذلك عندما يفقد بعضا من كتلته بواسطة الإشعاع الذي
يبثه في الفضاء، و بالتالي يمكن ربطها بعمر و لون النجم. بما أن هذه
العملية لا تقتضي على النقيض من أخرىات ملاحظة بعد النجم الذي لا يمكن
تحديده بدقة، ويستطيع الباحثون تقدير عمر النجم بخطأ لا يتجاوز قدره ١5%.
ويناسب هذا القياس بصورة خاصة النجوم المفردة التي لا تظهر في عناقيد
نجمية.
تاريخ مراقبة النجوم
أقدم رسم بياني مدقق
للنجوم بدأ في مصر القديمة في 1534 ق.م. علماء الفلك المسلمين صنفوا العديد
من النجوم بأسماء عربية والتي لا تزال تستخدم إلى اليوم، وابتكروا العديد
من الأدوات الفلكية لحساب مواقع النجوم. وفي القرن الحادي عشر ، فالعالم
الفلكي أبو الريحان البيروني وصف مجرة درب التبانة بأنها كماً وافر من
الشظايا التي لها خصائص سديم، كما وفر خطوط عرض بعض النجوم خلال خسوف قمري
في 1019. [1]
النجوم في المعتقدات
وانفجار النجم قد تحدث
عنه القرآن الكتاب المقدس لدى المسلمين حيث قال "فإذا أنشقت السماء فكانت
وردة كالدهان" سورة الرحمن الآية"37" والمقصود بالسماء النجم حيث قال عبد
الله ابن عباس المتوفي سنة 687م، قال (كالوردة الحمراء أو الأديم الأحمر)
وفي اليسار مثال لإنفجار النجم.
الأقزام البيضاء
نوع من النجوم يسمى قزم أبيض .
تتكون معظم الأقزام البيضاء من عنصر الكربون و الأكسجين ، التي تكون قد
تكونت أثناء الاندماج النووي فيها للعناصر الهيدروجين و الهيليوم .
وتبلغ كثافة القزم الأبيض نحو طن/سنتيمتر مكعب .
وتحت هذا الضغط العظيم يصل فيها الغاز فيه إلى حالة انفطار (فيزياء) كما
يسميها العلماء . هذه الحالة تعني انشطار مستويات الطاقة في نظام يتبع
ميكانيكا الكم إلى مستويات ثانوية .
ويتحكم في القزم الأبيض قوي تنبع من مبدأ استبعاد
باولي . وطبقا له فلا يمكن لإلكترونين شغل نفس مستوى الطاقة في بلازما
القزم الأبيض . وطبقا لميكانيكا الكم تتوزع مستويات الطاقة الممكنة بحيث
تزيد المسافة بينها تزايدا عكسيا مع ضمور حجم النجم .
ونظرا لاشغال مستويات الطاقة في المتسويات
التحتية ينشأ عن الضغط الناشئ عن قوي الجاذبية أن تشغل الإلكترونات مستويات
الطاقة العليا في البلازما . وينتج عن ذلك ضغطا مضادا يقاوم الضغط الناشئ
عن الجاذبية . فإذا كانت كتلة النجم في البدء 1,44 من كتلة الشمس فلا يمكن
تعادل تلك القوتان بذلك الشكل .
ومن العجيب ان قطر القزم الأبيض يعتمد على كتلة
الإلكترون ، أي أن أحد المقاييس الكونية متعلق بأحد المقاييس الذرية أو تحت
الذرية مباشرة . كذلك يعتمد التوازن في النجوم النيوترونية على سريان مبدأ
استبعاد باولي ، والذي فيه تشغل النيوترونات مستويات الطاقة في النجم ،
بدلا عن الإلكترونات في القزم الأبيض ، حيث تمتص البروتونات الإلكترونات
وينتج عنها نيوترونات هي بمفردها مكونات النجم النيوتروني.
وتبلغ كثافة الأقزام البيضاء كثافة عالية (1 طن/
سنتيمتر مكعب) بحيث تنطبق عليه نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين فهو يُبدي
ظاهرة انزياح نحو الأحمر في مجال جاذبيته ، وقد شوهد ذلك عملليا وأثبته
العلماء.
ويعلق العلماء فوق ذلك أملا كبيرا في العثور على
مزدوج نجمين من الأقزام البيضاء ، حيث تنتج عنهما موجات جاذبية لم تشاهد
بعد ، ولكن يبذل العلماء جهودا لمشاهدتها عمليا . ولهذا قررت انجلترا
وألماني على توحيد الجهود والعمل على تنفيذ بناء مرصد بالاقمار الصناعية
يسمى ليزا ((LISA (Detektor) لتحسس موجات الجاذبية وإثبات تواجدها ، حيث
تتنبأ بها نظرية أينشتاين.
