ناسا تكشف دورة حياة النجوم من الميلاد.. وحتى الفناء

يقدر علماء الفلك أن الكون قد يحتوي على ما يصل إلى سبتليون نجم – أي واحد متبوعًا بـ 24 صفرًا، ومجرتنا درب التبانة وحدها تحتوي على أكثر من 100 مليار نجم، بما في ذلك نجمنا الأكثر دراسة، الشمس.
والنجوم كراتٌ عملاقة من الغاز الساخن، معظمها من الهيدروجين، مع بعض الهيليوم وكميات صغيرة من عناصر أخرى، ولكل نجم دورة حياته الخاصة، والتي تتراوح بين بضعة ملايين وتريليونات السنين، وتتغير خصائصه مع تقدمه في العمر.

تتكون النجوم في سحب كبيرة من الغاز والغبار تُسمى السحب الجزيئية، تتراوح كتلة هذه السحب بين 1000 و10 ملايين ضعف كتلة الشمس، ويمكن أن تمتد لمئات السنين الضوئية، تتميز السحب الجزيئية ببرودتها، مما يتسبب في تكتل الغاز، مكونةً جيوبًا عالية الكثافة، يمكن لبعض هذه التكتلات أن تصطدم ببعضها أو تجمع المزيد من المادة، مما يعزز قوتها التجاذبية مع نمو كتلتها، وفي النهاية، تتسبب الجاذبية في انهيار بعض هذه التكتلات، وعندما يحدث هذا، يتسبب الاحتكاك في تسخين المادة، مما يؤدي في النهاية إلى تطور نجم أولي – نجم وليد، غالبًا ما تُسمى مجموعات النجوم التي تشكلت مؤخرًا من السحب الجزيئية بالتجمعات النجمية، وتُسمى السحب الجزيئية المليئة بالتجمعات النجمية بالحضانات النجمية.

يقول تقرير ناسا عن تكون النجوم، في البداية، تأتي معظم طاقة النجم الأولي من الحرارة المنبعثة من انهياره الأولي، بعد ملايين السنين، تضغط الضغوط ودرجات الحرارة الهائلة في نواة النجم أنوية ذرات الهيدروجين معًا لتكوين الهيليوم، في عملية تُسمى الاندماج النووي، يُطلق الاندماج النووي طاقة تُسخن النجم وتمنعه ​​من الانهيار أكثر تحت تأثير الجاذبية.

يُطلق علماء الفلك على النجوم التي تشهد اندماجًا نوويًا مستقرًا للهيدروجين وتحويله إلى هيليوم اسم ” نجوم النسق الرئيسي” ، وتُعد هذه المرحلة أطول مراحل حياة النجم، يتغير لمعان النجم وحجمه ودرجة حرارته ببطء على مدى ملايين أو مليارات السنين خلال هذه المرحلة، شمسنا الآن في منتصف مرحلة النسق الرئيسي تقريبًا.

يُوفّر غاز النجم وقوده، وتُحدّد كتلته سرعة نفاذه من مخزونه، فالنجوم ذات الكتلة الأقل تحترق لفترة أطول، وتكون أضعف، وأبرد من النجوم الضخمة جدًا. يجب على النجوم الضخمة حرق الوقود بمعدل أعلى لتوليد الطاقة التي تمنعها من الانهيار تحت وطأة وزنها، بعض النجوم ذات الكتلة المنخفضة ستُضيء لتريليونات السنين – أطول من عمر الكون الحالي – بينما تعيش بعض النجوم الضخمة لبضعة ملايين من السنين فقط.

في بداية نهاية حياة النجم، ينفد الهيدروجين من نواته ليتحول إلى هيليوم، تُولّد الطاقة الناتجة عن الاندماج ضغطًا داخل النجم يُوازن ميل الجاذبية لجذب المادة، فتبدأ النواة بالانهيار، لكن ضغط النواة يزيد أيضًا من درجة حرارتها وضغطها، مما يُسبب انتفاخ النجم تدريجيًا، مع ذلك، تعتمد تفاصيل المراحل الأخيرة من موت النجم بشكل كبير على كتلته.

يستمر الغلاف الجوي للنجم منخفض الكتلة في التمدد حتى يصبح نجمًا شبه عملاق أو عملاق، بينما يُحوّل الاندماج النووي الهيليوم إلى كربون في النواة. (سيكون هذا مصير شمسنا بعد مليارات السنين). تصبح بعض النجوم العملاقة غير مستقرة وتنبض، فتتضخم دوريًا وتقذف بعض أغلفتها الجوية، في النهاية، تنفجر جميع الطبقات الخارجية للنجم، مُشكّلةً سحابة متوسعة من الغبار والغاز تُسمى سديمًا كوكبيًا.

كل ما تبقى من النجم هو نواته، والتي تسمى الآن القزم الأبيض، وهو عبارة عن رماد نجمي بحجم الأرض تقريبًا والذي يبرد تدريجيًا على مدى مليارات السنين.

النجم عالي الكتلة يتقدم أكثر، يُحوّل الاندماج الكربون إلى عناصر أثقل مثل الأكسجين والنيون والمغنيسيوم، والتي ستصبح وقودًا مستقبليًا للنواة، بالنسبة للنجوم الأكبر حجمًا، تستمر هذه السلسلة حتى يندمج السيليكون مع الحديد. تُنتج هذه العمليات طاقةً تمنع انهيار النواة، لكن كل وقود جديد يُقلل من وقتها. تستغرق العملية بأكملها بضعة ملايين من السنين فقط. وبحلول الوقت الذي يندمج فيه السيليكون مع الحديد، ينفد وقود النجم في غضون أيام. الخطوة التالية هي دمج الحديد مع عنصر أثقل، لكن هذا يتطلب طاقةً بدلًا من إطلاقها.

ينهار قلب النجم الحديدي حتى تضغط القوى بين النوى على المكابح، ثم يرتد، يُحدث هذا التغيير موجة صدمة تنتقل إلى الخارج عبر النجم، والنتيجة انفجار هائل يُسمى المستعر الأعظم، يبقى القلب كبقايا كثيفة للغاية، إما نجم نيوتروني أو ثقب أسود .

ستعمل المواد التي ألقيت في الكون بواسطة المستعرات العظمى والأحداث النجمية الأخرى على إثراء السحب الجزيئية المستقبلية وتندمج في الجيل القادم من النجوم.

صحيفة البيان

إنضم لقناة النيلين على واتساب

المصدر: موقع النيلين