نقدم لكم بحثًا حول النجوم لفهم طبيعتها ودورة حياتها، فإذا نظرنا إلى الصورة الشاملة للفضاء، سنجد أنه يتألف من مجموعة من المجرات، وكل مجرة تتألف من مجموعة لا حصر لها من الكواكب والأقمار والنجوم والنيازك والكويكبات، بالإضافة إلى مجموعة من بقايا النجوم والغبار الكوني.
تاريخ رصد حركة النجوم يعود إلى عصور سحيقة، حيث تم تطويره بمرور الزمن للحصول على أعلى درجات الدقة والكفاءة في الرصد. في الألفية الثانية قبل الميلاد، تم ابتكار معدات لتحديد مواقع النجوم، ثم ظهر الإسطرلاب اليوناني الذي استخدمه العرب. ومن ثم تم ابتكار التليسكوب عام 1609 م على يد جاليلو جاليلي، وقام الفلكيون باستخدامه حتى الآن بعد تطويره، وفي هذه المقالة سنعرض مفهوم النجوم وأبرز أنواعها.
تعريف النجوم
تعرف النجوم في علم الفلك على أنها مجموعة من الأجرام السماوية التي تتميز بارتفاع درجة حرارتها الشديدة وحجمها الضخم، كما أنها أجرام مشتعلة تتألف من غاز الهيدروجين والهيليوم، بالإضافة إلى نسبة ضئيلة من مجموعة من العناصر.
تتسم النجوم بلمعانها الناتج عن توليد الطاقة النووية داخلها، حيث تُعرف النجوم أيضًا بأنها مجموعة من الأجسام الفلكية التي تتماسك جراء قوة الجاذبية، وتتكون من تفاعل مجموعة من الذرات مثل الهيدروجين والليثيوم والهيليوم والحديد، والذي ينتج عنه طاقة حرارية هائلة في شكل شعاع ضوئي، ويُطلق على هذا التفاعل اسم “الاندماج النووي.
دورة حياة النجم
تنطلق دورة حياة النجم باندماج وتفاعل العناصر الغازية التي تتشكل منها النجوم بفعل قوة الجاذبية، مما يرفع درجة حرارة هذه العناصر وينتج عنه نشوء عملية الانصهار أو الاندماج النووي جراء اندماج ذرات الهيدروجين، وينجم عن ذلك ظهور كميات كبيرة من الطاقة الإشعاعية الكهرومغناطيسية.
يتم توليد عناصر ذات وزن ذري أعلى من الهيدروجين نتيجة لعملية الاندماج النووي، ومع مرور الوقت ينخفض مستوى الطاقة النووية المتولدة من هذه العملية، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة النجم وزيادة كثافته، وتنخفض قدرته على مقاومة الجاذبية، وتبدأ أيضًا حجمه بالانخفاض تدريجيًا.
تتمثل نتيجة ذلك في عملية اندماج نووية، ولكن بشكل مختلف عن السابق بسبب انخفاض درجة حرارة مكونات النجم، حيث تحتاج هذه العملية إلى درجة حرارة أعلى، ويؤدي ذلك إلى فصل الطبقات الخارجية للنجم عن مركزه، وبالتالي يمر النجم بمراحل متتالية من عمليات التفاعل حتى يصل إلى نهاية دورة حياته.
انواع النجوم في الفضاء
تتشارك النجوم بأنواعها المختلفة في إنتاج موجات كهرومغناطيسية مختلفة الترددات، وذلك يعتمد على حجم النجم ودرجة حرارته، فالنجوم ذات الأحجام الكبيرة تتميز بدرجات حرارة أعلى، مما يؤدي إلى إنتاج ترددات عالية من الموجات الكهرومغناطيسية، وفي تلك الحالة تميل ألوان النجوم إلى اللون الأزرق.
أما بالنسبة للنجوم الصغيرة الحجم فإنها تتميز بدرجة حرارة منخفضة وتنبعث منها ترددات منخفضة من الموجات الكهرومغناطيسية، وبالتالي تميل ألوانها للأحمر.
وفقاً لعلماء الفلك فقد تنقسم النجوم وفقاً لأطيافها فيما يلي:
- النجوم البيضاء: تتراوح درجات حرارتها بين 7500 و10،000 كلفن).
- النجوم المتدرجة ألوانها من الأبيض للأصفر: تتراوح درجات حرارتها بين 6000 إلى 7500 كلفن.
- النجوم الصفراء: يشبه الشمس في درجة حرارتها التي تتراوح بين 5000 و6000 كلفن.
- النجوم المتدرجة من الأصفر إلى البرتقالي: تتراوح درجات حرارتها ما بين 3500 إلى 5000 كلفن.
- النجوم الحمراء: درجة حرارة هذا النوع من النجوم تقل عن 3500 كلفن، ومنها نجم قلب العقرب.
- النجوم الزرقاء: تتراوح درجة حرارتها بين 30 ألف و60 ألف كلفن.
- النجوم المتدرجة ألوانها من الأبيض للأزرق: تتراوح درجات الحرارة بين 10،000 و30،000 كلفن.
تصنف النجوم أيضًا وفقًا لنمط التطور النجمي، ويتمثل هذا النمط في ما يلي:
- النجوم العملاقة: تعد هذه النجوم ضخمة بكتلتها التي تزيد عن كتلة الشمس بعشرات المرات وتتميز بشدة لمعانها.
- النجوم النيترونية: تتميز هذه الكوكبة بسرعتها العالية في الدوران حول نفسها بالإضافة إلى كثافتها العالية، وكتلتها تعادل نصف كتلة الشمس، وهي في الأساس تتكون من بقايا مجموعة من المستعمرات المكونة من النيوترونات.
- القزم البني: تتميز هذه المادة بحجمها الصغير الذي لا يكفي لإطلاق عملية الاندماج النووي، وذلك بسبب انخفاض درجة حرارتها الشديد.
- القزم الأبيض: هي النجوم المتوسطة الحجم التي تكون في المرحلة الأخيرة من الدورة الحياتية، وتحتفظ بالحرارة داخلها مما يسبب سخونتها دون حدوث عمليات اندماج داخلها.
- المستعر الأعظم: يتم تسمية هذه النجوم الناتجة عن انفجار هائل بـ “السوبرنوفا”، حيث تصدر كميات هائلة من الطاقة تنتشر في جميع أنحاء الكون، وتتكون منها مجموعة من الأجرام السماوية الأخرى مثل الثقوب السوداء والأقزام البيضاء.
- النجوم المتسلسلة: نجوم متوسطة الحجم تشبه في الغالب الشمس.
- العملاق الأحمر: تمثل المرحلة الأخيرة في دورة حياة النجم وتخلو من ذرات الهيدروجين، مما يؤدي إلى تفاعل ذرات الهيليوم الذي يتسبب في انتفاخه وتضاعف حجمه.
- القزم الأحمر: النجوم القزمة هي نجوم صغيرة ذات درجة حرارة منخفضة، وتميل لونها إلى الأحمر بسبب ضعف كفاءة الاندماج النووي في داخلها، وتعد من أكثر أنواع النجوم شيوعًا في الفضاء.
المجموعات النجمية
تنقسم النجوم في أشكالها إلى ثلاث مجموعات نستعرضهم لكم فيما يلي:
- المجموعات المفتوحة: تقع هذه النجوم في مجرة درب التبانة، وقطرها يصل إلى نحو 30 ألف سنة ضوئية.
- المجموعات الكروية: تتميز هذه المجموعات بضخامة كتلتها، حيث تصل إلى ضعف كتلة الشمس بمقدار مليون، وفي بداية القرن الواحد والعشرين، تمكن الفلكيون من رصد أكثر من 100 مجموعة كروية في مجرة درب التبانة، ومعظم هذه المجموعات تقع في منطقة تعرف باسم “خطوط العرض المجرية.
- مجموعات اتحادات (OB, T): تتكون مجموعة OB من مجموعة من النجوم الزرقاء الضخمة الحجم، ويتشابه معظمها في الخصائص الفيزيائية لكل نجم، بينما تتكون مجموعة T من مجموعة من النجوم الصغيرة الحجم والباردة، وتختلف النجوم في هذه المجموعة في درجة سطوعها.
