ما هي الــنــجــوم؟

تعد النجوم من اكثر الاجسام الفلكية المعروفة على نطاق واسع , حيث تمثل اللبنات الاساسية المؤلفة لبناء المجرات كما يعتمد عمر و تكوين و توزيع النجوم في المجرة على تاريخ و مدى فعالية و تطور تلك المجرة .
تعتبر النجوم بانها الاجسام المسؤولة عن انتاج و توزيع العناصر الثقيلة مثل الكاربون و النتروجين و الاوكسجين كما ترتبط خصائصها ارتباطا وثيقا بالانظمة الكوكبية التي قد تتجمع حولها , ولهذا تعتبر دراسة نشوء و استمرار و نهاية النجوم مسالة محورية في مجال علم الفلك .

تشكل النجم :
ولدت النجوم ضمن سحب من الغبار المنتشرة في جميع انحاء معظم المجرات و من الامثلة المألوفة عن سحب الغبار تلك .. هو سديم اوريون Orion . حيث تؤدي الاضطرابات الموجودة في اعماق هذه السحب الى الارتباط بكتلة كافية لأنهيار و انكماش الغاز و الغبار بفعل قوة جاذبيتها , في ذلك الحين تبدأ حرارة المادة المركزية بالارتفاع .. و هنا يكون قد تشكل ما يدعى “النجم الاولي” (نجم في المراحل الاولى من تشكله) , و يتشكل المركز الساخن في قلب السحب المنهارة بفعل انهيارات و تكاثف تلك السحب, و يبدأ بجمع الغبار و الغاز حوله .. ليصبح في يوم من الايام نجما جديدا .
من الجدير بالذكر ان هذه المادة لن تنتهي جميعها كجزء من النجم .. حيث يمكن ان يتحول الغبار المتبقي الى كواكب او كويكبات او مذنبات , او قد يبقى كما هو .. على شكل غبار .
يُذكر ان مرصد ناسا شاندرا للأشعة السينية قد اشار الى ان التفاعل بين المجال المغناطيسي للنجم الاولي و الغاز المحيط به , يعتبر التفسير المحتمل لزيادة نسبة السطوع العرضية .

يستغرق اكتمال تشكل نجم بحجم شمسنا حوالي 50 مليون سنة , بدءاً من مرحلة الانهيار وصولا الى بلوغه مرحلة النضوج.. بالنسبة لشمسنا فأنها ستبقى في مرحلة نضوجها هذه (في النسق الاساسي و كما موضح في مخطط هرتزشبروج- راسل البياني) الى ما يقارب 10 بليون سنة , و يعود اشعاع هذا النسق للطاقة الى تفاعلات الاندماج النووي للهيدروجين (بلازما الهيدروجين) التي ينتج عنها الهيليوم عميقا في باطن هذه النجوم.. اما بخصوص ما يلزم النجم من الضغط لحفظه من الانهيار تحت وطأة وزنه و حفظ درجة سطوعه , فأنه يعتمد على الطاقة المتدفقة من داخل مركز النجم نحو سطحه كما تغطي نجوم هذا الحزام نطاق واسع من درجات السطوع و الالوان و يمكن تصنيفها وفقا لهذه الخصائص .
الاقزام الحمراء .. تسمية تطلق على اصغر انواع نجوم هذا النسق , تبلغ كتلتها 10% من كتلة الشمس و يقتصر ما ينبعث منها على 0.01% فقط من الطاقة , ذات توهج ضعيف بدرجات حرارة تتراوح بين 3000 – 4000k (كلفن K) . و على الرغم من طبيعتها المتضائلة الا ان الاقزام الحمراء تعد النجوم الاكثر شيوعاً في هذا الكون و التي تصل اعمارها الى عشرات المليارات من السنين .
من جهة اخرى تطلق تسمية hypergiants (شديدة الضخامة) على النجوم العملاقة التي تفوق كتلتها كتلة الشمس بحوالي 100 مرة او اكثر , تبلغ درجة حرارة سطحها اكثر من 30,000 كلفن و بمقدار طاقة منبعثة ما يفوق طاقة الشمس بمئات الآلاف المرات . و لكنها على عكس النجوم الصغيرة ,, تمتد اعمارها لبضعة ملايين من السنين !
و رغم الاعتقاد بشيوع نجوم ضخمة مثل تلك في بدايات هذا الكون ,, الا انها الان نادرة للغاية ,, اذ تحتوي مجرة درب التبانة على مقدار ضئيل جدا من هذه النجوم .

بشكل عام .. يعتبر النجم الاكبر حجما هو الاقصر عمرا و مع ذلك يمتد عمر معظم النجوم الضخمة لبلايين السنين . تتوقف التفاعلات النووية عندما يحترق كل ما متوفر من الهيدروجين في قلب النجم , حينها ستبدأ نواة النجم بالانهيار على نفسها و تصبح اكثر سخونة نظرا لنفاذ الطاقة المنتجة اللازمة لأدامتها ولكن الهيدروجين في الطبقات الخارجية المحيطة بالنواة لم ينفذ بعد ولهذا فأن تفاعلات دمج الهيدروجين تبقى مستمرة .. الى ان تبدأ هذه الطبقات بالاندفاع نحو الخارج بفعل الحرارة المتزايدة النابعة من قلب النجم مما يؤدي الى تمدد و برودة النجم محولةً اياه الى ما يُعرف بـ الــعــمــلاق الاحــمــر فاذا كان النجم ضخما بما فيه الكفاية فأن نواته المنهارة ستصبح ساخنة لدرجة تسمح بدعم نوع اخر من التفاعلات النووية .. تفاعلات يُستهلك فيها الهيليوم و ينتج عنها العديد من العناصر الثقيلة وصولا الى انتاج الحديد. لكن هذه التفاعلات لا تمثل سوى حالة مؤقتة .. لانه تدريجيا ستصبح احتراقات النجم النووية غير مستقرة .. اذ تحترق احيانا بشدة و تهبط هذه النيران الى حد الزوال في احيان اخرى , هذا الاختلال يؤدي بالنجم الى الانهيار على نفسه , عندها سيقوم النجم بالتخلص من طبقاته الخارجية التي تكتنف نفسها بما يشبه الشرنقة من الغاز و الغبار (السديم الكوكبي) و اعتمادا على حجم النواة المتبقية سيتحدد مصيرها النهائي. فإذا كان نجما ضعيف الكتلة أو متوسطا (أقل من تسع أو عشر مرات كتلة الشمس)، يتحول إلى قزم أبيض و من ثم إلى قزم أسود (تبقى الأقزام السوداء أجراما افتراضية حيث أن المدة اللازمة لتكونها نظريا تتجاوز عمر الكون الحالي، و هو ما يعني أنه لا توجد أي أقزام سوداء بعد). أما إذا تجاوزت كتلته ذلك الحد و عند وصول سلسلة تكون عناصر أثقل فأثقل بالاندماج النووي إلى الحديد يُصبح العنصر ثقيلاً جداً بحيث لا يَعود النجم قادراً على دمج نواه إلى عناصر أثقل، ولذا فإنه يَخسر جميع وسائله لمقاومة جاذبيته فيَنهار على نفسه في انفجار مستعر أعظم. وبعد هذه الانفجار تتحول بقايا النجم إما إلى نجم نيوتروني أو ثقب أسود حسب كتلتها.

ترجمة: نور القيسي

المصدر: http://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/how-do-stars-form-and-evolve