ما الذي يُسخن أكثر من أشد النجوم حرارةً في الكون؟

ما الذي يُسخن أكثر من أشد النجوم حرارةً في الكون؟ 🚀

تُضيء النجوم أعماق الفضاء، لكنّها ليست الأشد حرارةً في الكون. 🌌 تُعدّ هذه رحلة مثيرة لاستكشاف درجات الحرارة المذهلة في الكون، من النجوم إلى الثقوب السوداء.

مجرات أبيل 2390
صورة من مهمة كلود الأوروبية، تُبرز تجمع المجرات أبيل 2390، والنجوم الرائعة من مجرتنا درب التبانة، بالإضافة إلى أجسام خارج المجرة. ضوء النجوم هو أساس هذا الإضاءة. المصدر

معظم الإشعاع المُضيء هو ضوء النجوم المنبعث من الغلاف الضوئي. ☀️ لكن درجة حرارة سطح النجوم لا تتجاوز ~2700 كلفن.

مقارنة بين النجوم والكواكب والأقزام البنية
مقارنة بين النجم الشمسي، القزم الأحمر، القزم البني، وكوكب مثل المشتري. تُظهر الصورة أن الأقزام البنية (والتي قد تكون شائعة مثل النجوم الحمراء) هي أقل كتلةً وأكثر برودة. المصدر

النّجوم الأكثر ضخامة في المتسلسلة الرئيسية تصل إلى درجات حرارة خارجية تبلغ ~50,000 كلفن. لكن ماذا عن الكائنات الأكثر سخونة؟

تصنيف أطياف مورغان-كينان
تصنيف أطياف مورغان-كينان (الحديث)، مع نطاق درجات الحرارة لكل فئة نجمية. توضح الصورة العلاقة بين حجم النجم، وعمره، ولونه، ودرجة حرارته، وسطوعه. الكتلة هي العامل الأساسي. المصدر

عندما ينفد وقود شمسنا، ستتحول إلى عملاق أحمر، تليها سحابة كوكبية مع قزم أبيض. سطح الأقزام البيضاء الشابة الساخنة يصل إلى ~150,000 كلفن.

سحابة كوكبية
مثال مرئي مذهل لسحابة العين القطّاء، والتي تشير إلى وجود رفيق ثنائي. في المركز، يتسخن قزم أبيض شاب أثناء انكماشه. المصدر

النجوم المتطورة للغاية من نوع وولف-رايت تمتلك أكثر الغلاف الضوئي سخونةً، ودرجات الحرارة قد تصل إلى ~210,000 كلفن. 🔥

مخطط هرتزشبرونج-راسل
تطور نجم ذي كتلة شمسية على مخطط هرتزشبرونج-راسل. النجوم في الجزء العلوي الأيسر من المخطط أكثر كتلةً، وأكثر سخونةً، وأكثر لمعانًا. المصدر

ولكن هناك أماكن في الكون حيث تصل درجات الحرارة إلى مستويات أعلى بكثير، مثل النجوم النيوترونية، التي تُشعّ أسطحها الشابة بـ ~600,000 كلفن.

حقل مغناطيسي لنجمٍ نيتروني
محاكاة حاسوبية لنجمٍ نيتروني تُظهر جسيمات مشحونة تدور بفعل حقول كهربائية ومغناطيسية. المصدر

يمكن أن تتجاوز سحب الغاز المنبعثة من الأشعة السينية تلك الحرارة، بل تصل إلى ما يصل إلى 100,000,000 كلفن. 🔥

غالباً ما تكون درجات الحرارة داخل النجوم وبقايا النجوم أعلى من ذلك بكثير.

تصل درجات حرارة باطن النجوم النيوترونية إلى ~1012 (تريليون) كلفن، مما يؤدي إلى إنتاج بلازما الكوارك-غلون.

داخل النجوم النيوترونية
توضيح لداخل النجوم النيوترونية ووجود بلازما الكوارك-غلون. المصدر

لكنّ الثقوب السوداء الفائقة الكتلة تخلق أعلى الظواهر عالية الطاقة من كل شيء، حيث تحقق الجسيمات المُسرعة أقصى طاقات ~1020 إلكترون فولت. ⚡️

مجرة الراديو ألكيونوس
مجرة الراديو العملاقة ألكيونوس. المصدر

ولكن درجات الحرارة الأكثر تطرفًا موجودة في الانفجار العظيم نفسه! 🔥

الأشعة الكونية
طيف الأشعة الكونية من مرصد بيير أوغر. المصدر