🌟 قد يكون شمسنا مسؤولاً عن الحياة على الأرض، لكن النجوم في جميع أنحاء المجرة مسؤولة أيضًا عن خلق العناصر في الجدول الدوري، وهي اللبنات الأساسية للحياة والمادة التي تشكل الكواكب والأجرام السماوية الأخرى. 🤔
ولكن كيف تتشكل النجوم، وتتطور، وتنتهي حياتها؟ 🤔
يعتمد الجواب جزئيًا على حجم النجم، وحتى في هذه الحالة، قد يختلف الناتج بناءً على عدة عوامل.
كيف تتشكل النجوم؟
تتجمع سحب الغبار والغازات في الفضاء (السدم) لتتشكل في مجموعات. تبدأ العناصر الأكبر في امتلاك جاذبية أقوى، تجذب المزيد والمزيد من المادة، وتنهار هذه التكتلات لتتكثف في نواة أكثر كثافةً. 🪐
عندما تتفاعل هذه المواد، تبدأ في الدوران و تسخن بفعل الاحتكاك. تصبح كرات ساخنة من المادة ذات ضغط كبير (النجوم الأولية)، والتي تُحول إلى نجم كامل بمجرد بدء اندماج ذرات الهيدروجين في داخلها. 🔥
يقول الدكتور أشلي فيلار، عالم الفلك بجامعة هارفارد: “يُولد النجم حقًا عندما يصبح ساخنًا بما يكفي في الوسط لاصطدام ذرات الهيدروجين معًا، مما ينتج عنه الهيليوم.” 👨🔬
ثمّ إنّ النجوم تُواصل هذا النمط طوال حياتها، تقضي الجزء الأكبر منها في حرق الهيدروجين، لكن ما يحدث بعد ذلك يعتمد بشدّة على حجم النجم.
النجوم الصغيرة وشمسنا
النجوم الأصغر (أصغر من شمسنا) ربما لا تتجاوز مرحلة حرق الهيدروجين، فهي ليست ساخنة بما يكفي لبدء دمج العناصر الأثقل، لذلك تستمر في مسار الاحتراق البطيء إلى الأبد. 💫
وهناك بعض النجوم من هذا النوع، المعروفة بالنجوم القزمة الحمراء، كانت موجودة منذ بداية تقريبًا من كوننا. ⭐
أما النجوم الأكبر من شمسنا، فستنفد في النهاية من الهيدروجين في المركز. يبدأ النجم حينئذٍ بدمج الهيليوم في الكربون، وينمو في الحجم بينما ينتقل حرق الهيدروجين إلى الطبقات الخارجية. ➡️
يُعرف هذا النجم المتمدد باسم العملاق الأحمر، والذي يظهر بلون برتقالي. وفقًا لناسا، فإن شمسنا مصيرها أن تصبح عملاقًا أحمر في حوالي 5 مليارات سنة. 🌅 ستتبدد الطبقات الخارجية في النهاية في غاز وغبار، وتصبح سدمًا.
الشيء الوحيد المتبقي في هذه المرحلة هو اللب، الذي يبدأ في التبريد. يمكن أن تكون هذه النوى صغيرة نسبيًا، بحجم الأرض تقريبًا، لكنها ثقيلة وكثيفة. الجاذبية قوية جدًا.
تطور النجوم الضخمة
النجوم الضخمة تمتلك كتلةً هائلةً بحيث لا تنطفئ بسهولة. بدلاً من ذلك، تنطفئ بانفجارٍ هائل! 🔥 تخضع النجوم التي تزيد كتلتها عن ثمانية أضعاف كتلة شمسنا لمراحلٍ متتابعة من حرق العناصر. تُحرق الهيدروجين ثمّ الهيليوم، وتستمرّ العملية إلى عناصر أثقل.
وبمجرد أن تندمج النجوم الكبيرة عناصر أثقل، يبدأ الحديد بالتكون. تستمر المرحلة الأخيرة لبضعة أيام فقط، ثم لا تكفي الطاقة المُنتَجة لمحاربة جاذبيتها الذاتية.
يقول فيلار: “تُستهلك طاقةٌ أكثر في اندماج الحديد مما تُنتِجُه”. في بعض الحالات، ينهار قلب هذه النجوم الضخمة. “إنه في الأساس قنبلة ذرية عملاقة تُسمى سوبرنوفا!” 💥
يُعرف النواة الكثيفة المتبقية باسم النجم النيوتروني. وهو نسخٌ أكثر كثافةً من الأقزام البيضاء، لكنه أصغر حجمًا. شمسنا صغيرة جدًا لتصبح سوبرنوفا. نجمًا مثل شمسنا، بعد أن يصبح قزمًا أبيض، يمكن أن يصبح سوبرنوفا إذا اصطدم بقزم أبيض آخر، أو بنجم نشط آخر.
متى تتحول النجوم إلى ثقوب سوداء؟
لا تصبح كل النجوم الكبيرة نجومًا نيوترونية. بعد حدوث سوبرنوفا، يمكن أن ينهار بعض النجوم لتكوين ثقوب سوداء. 🌑 وهذا عادةً عندما تكون بقايا النجم كثيفة للغاية بحيث لا يمكن للضوء الهروب من جاذبيتها.
يمكن أيضًا أن تتشكل الثقوب السوداء عندما تصطدم نجم نيوتروني بنجم نيوتروني آخر، أو تصطدم بثقب أسود نجمي. هذا النوع من الاصطدام ينتج انفجارًا باهتًا أكثر من سوبرنوفا يُعرف باسم كيلونوفا.
يقول فيلار: «[النُجوم النيوترونية المتصادمة] تُحدث بالفعل سحباً في الزمكان، فيمكننا بالفعل سماعها».
دورة حياة النجوم
إذا كانت السوبرنوفا، أو الكيلونوفا، أو الثقب الأسود هي ذروة القصة، فإن هناك خاتمة، وهي تتعلق بدورة الحياة النجمية العظيمة. عندما تدمر الانفجارات النجم، أو عندما تتبدد عمالقة حمراء، فإن المادة التي تُترك وراءها تتحول إلى سحب كونية — سحابة من الغبار والغازات الطافية التي قد تبدأ في الاندماج مرة أخرى لتكوين نجم جديد. 🌌
يقول فيلار: «يمكن للثقوب السوداء أن تأكل النجوم، أو جزء منها، ثم تُخرج جزءاً من النجوم كإخراج».
ورغم أنها قد لا تبدو شائعة، نظرًا لأننا نتحدث عن عمليات تستغرق مليارات السنين، يقول فيلار إن السوبرنوفا تنفجر في كوننا بمعدل انفجار واحد كل ثانيتين تقريبًا، على الرغم من أننا نكتشف حاليًا حوالي 10000 فقط في السنة باستخدام المعدات الحالية.
“النجوم تعيش وتُفنى كل يوم.”
المقال – مصادر
كتّابنا في Discovermagazine.com يستخدمون دراسات مُراجَعة من قبل النظراء ومُصادر عالية الجودة في مقالاتنا، ويُراجع محرّرونا الدقة العلمية والمعايير التحريرية. راجع المصادر المستخدمة أدناه لهذا المقال:
يُعدّ جوشوا راب ليرن كاتبًا علميًا حائزًا على جوائز، ومُقيمًا في العاصمة واشنطن. وهو مُهاجر من ألبرتا، ويساهم في عدد من منشورات العلوم مثل مجلة ناشيونال جيوغرافيك، وصحيفة نيويورك تايمز، والجارديان، ونيو ساينتست، وحكاي، وغيرها.