دورة حياة النجوم | Star life cycle

دورة حياة النجوم | Star life cycle

النجوم :

النجوم هي أجسام فلكية عملاقة و  مضيئة من البلازما مرتبطة ببعضها البعض بواسطة الجاذبية الذاتية يتواجد فقط في مجرتنا درب التبانة منهم الملايين و المليارات بما في ذلك شمسنا ، و يتواجد في الكون البلايين من المجرات . يمكن رؤية العديد من النجوم الأخرى بالعين المجردة في الليل ، لكن مسافاتها الهائلة من الأرض تجعلها تظهر كنقاط ثابتة للضوء .وتمثل اللبنات الأساسية للمجرات. يتتبع عمر وتوزيع وتكوين النجوم في المجرة تاريخ وديناميكيات وتطور تلك المجرة. علاوة على ذلك ، النجوم مسؤولة عن تصنيع وتوزيع العناصر الثقيلة مثل الكربون والنيتروجين والأكسجين ، وترتبط خصائصها ارتباطًا وثيقًا بخصائص أنظمة الكواكب التي قد تتحد حولها. وبالتالي ، فإن دراسة ولادة النجوم وحياتها وموتها هي أمر أساسي في مجال علم الفلك.

مثل الكائنات الحية فالنجوم تم بدورة حياة طبيعية خاصة بها من الولادة و التوسع و في النهاية الموت على الرغم من تألقها لعدة آلاف وحتى ملايين السنين ، ويتم تحديد دورة حياة النجم من خلال كتلته. فكلما كانت كتلته أكبر ، كانت دورة حياته أقصر. تُحدد كتلة النجم بكمية المادة المتوفرة في سديمه ، وهي السحابة العملاقة للغاز والغبار التي وُلد منها. بمرور الوقت ، يتم سحب غاز الهيدروجين في السديم عن طريق الجاذبية ويبدأ في الدوران. عندما يدور الغاز بشكل أسرع ، يسخن ويصبح نجمًا أوليًا. في النهاية تصل درجة الحرارة إلى 15.000.000 درجة ويحدث الاندماج النووي في قلب السحابة. تبدأ السحابة في التوهج الساطع ، وتتقلص قليلاً ، وتصبح مستقرة. هذه هي المرحلة التي تكون فيها شمسنا الآن.

تمر النجوم من 7 مراحل أساسية من الولادة الى الموت :

تولد النجوم عالية الكتلة في السدم وتتطور وتعيش في التسلسل الرئيسي. ومع ذلك ، تبدأ دورات حياتها في الاختلاف بعد مرحلة العملاق الأحمر.

المرحلة الاولى :  سحابة الغاز العملاقة

ينشأ النجم  من سحابة كبيرة من الغاز و تبلغ درجة حرارة  سحابة منخفضة بما يكفي لتشكيل الجزيئات. يُعد مجمع Orion cloud في نظام Orion مثالًا لنجم في هذه المرحلة من الحياة.

المرحلة الثانية : البروتوستار  Protostar

عندما تصطدم جزيئات الغاز في السحابة الجزيئية ببعضها البعض ، يتم إنتاج طاقة حرارية. ينتج عن هذا تكوين كتلة دافئة من الجزيئات يشار إليها باسم Protostar. يمكن رؤية إنشاء البروتوستار من خلال رؤية الأشعة تحت الحمراء حيث أن البروتوستار أكثر دفئًا من المواد الأخرى في السحابة الجزيئية. يمكن تشكيل العديد من النجوم الأولية في سحابة واحدة ، اعتمادًا على حجم السحابة الجزيئية.

المرحلة الثالثة : مرحلة T-Tauri

يبدأ نجم في مرحلة  T-Tauri عندما تتوقف المواد عن السقوط في البروتوستار وتطلق كميات هائلة من الطاقة. متوسط درجة حرارة نجم Tauri لا يكفي لدعم الاندماج النووي في جوهره. يستمر النجم في مرحلة  T-Tauri لما يقرب من 100 مليون سنة ، وبعد ذلك يدخل في أكثر مراحل التطور امتدادًا " مرحلة التسلسل الرئيسي " .

المرحلة الرابعة : التسلسل الرئيسي

مرحلة التسلسل الرئيسية هي مرحلة التطوير حيث تصل درجة حرارة اللب إلى نقطة بدء الاندماج. في هذه العملية ، يتم تحويل بروتونات الهيدروجين إلى ذرات الهيليوم. هذا التفاعل طارد للحرارة. إنه يعطي حرارة أكثر مما يتطلبه وبالتالي فإن جوهر النجم الرئيسي يطلق كمية هائلة من الطاقة.

المرحلة الخامسة :  العملاق الأحمر Red giant

النجم يحول ذرات الهيدروجين إلى هيليوم على مدار حياته في قلبه. في النهاية ، ينفد وقود الهيدروجين ويتوقف التفاعل الداخلي. بدون حدوث ردود الفعل في القلب ، يتقلص النجم إلى الداخل من خلال الجاذبية مما يؤدي إلى تمدده. مع تمدده ، يصبح النجم أولاً نجمًا عملاقًا ثم عملاقًا أحمر. العمالقة الحمراء لها أسطح أكثر برودة من نجم التسلسل الرئيسي ، وبسبب هذا ، فإنها تظهر باللون الأحمر أكثر من الأصفر.

المرحلة السادسة : اندماج العناصر الأثقل

تندمج جزيئات الهيليوم في اللب ، مع توسع النجم. تمنع طاقة هذا التفاعل اللب من الانهيار. يتقلص اللب ويبدأ في دمج الكربون بمجرد انتهاء اندماج الهيليوم. تتكرر هذه العملية حتى يظهر الحديد في القلب. يمتص تفاعل اندماج الحديد الطاقة ، مما يؤدي إلى انهيار اللب. يحول هذا الانفجار الداخلي النجوم الضخمة إلى مستعر أعظم بينما تتقلص النجوم الأصغر مثل الشمس إلى أقزام بيضاء.

المرحلة السابعة : المستعرات الأعظمية Supernovae و السدم الكوكبية

تنفجر معظم المواد النجمية بعيدًا في الفضاء ، لكن اللب ينفجر إلى نجم نيوتروني أو حالة تفرد تُعرف بالثقب الأسود. لا تنفجر النجوم الأقل ضخامة ، بل تنقبض نوتها لتصبح نجمًا ساخنًا صغيرًا يعرف باسم القزم الأبيض بينما تنجرف المادة الخارجية بعيدًا. النجوم أصغر من الشمس ، ليس لديها كتلة كافية لتحترق بأي شيء سوى توهج أحمر خلال تسلسلها الرئيسي. يصعب اكتشاف هذه الأقزام الحمراء. ولكن ، قد تكون هذه هي النجوم الأكثر شيوعًا التي يمكن أن تحترق لتريليونات السنين.

تنتج المادة الساخنة والنظائر المشعة وكذلك بقايا النجم المتفجر أشعة سينية وأشعة جاما. 

نهاية النجوم حسب حجمها :

النجم الأصغر ، مثل الشمس ، يبرد تدريجياً ويتوقف عن التوهج. خلال هذه التغييرات ، سوف يمر بمرحلة السديم الكوكبي ، ومرحلة القزم الأبيض. بعد عدة آلاف من ملايين السنين سوف يتوقف عن التوهج ويصبح قزمًا أسود.

نجم ضخم يمر بنهاية أكثر نشاطًا وعنفًا. ينفجر على شكل مستعر أعظم. هذا ينثر المواد من داخل النجم عبر الفضاء. يمكن أن تتجمع هذه المواد في السدم وتشكل الجيل التالي من النجوم. بعد أن يتلاشى الغبار ، يترك وراءه نجم نيوتروني كثيف للغاية. هذه تدور بسرعة ويمكن أن تطلق تيارات من الإشعاع ، تعرف باسم النجوم النابضة.

إذا كان النجم ضخمًا بشكل خاص ، فإنه عندما ينفجر يشكل ثقبًا أسود Black Holes.

النجوم                      :  Stars

المستعرات الأعظمية    :  Supernovae

الثقوب السوداء            : Black holes

العملاق الأحمر           : Red giant