قصة النجوم (2)

شرحنا في مقال سابق هنا عن كيفية تشكل النجوم وتطورها ,في هذا المقال سنتحدث عن الكيفية التي يتم فيها تسمية النجوم وعن البنية النجمية وأهم خواص النجوم.

تسمية النجوم:

رأت الحضارات القديمة في تجمعات النجوم المرئية أنماطاً معينة من الأشكال التي تشابه الأشخاص، الحيوانات، أو حتى أشكالاً خرافية كانت شائعة في الأساطير القديمة. فتم تسمية هذه النجوم تبعاً لهذه الأشكال الظاهرية. أما اليوم فيتم إطلاق الأسماء على النجوم بحسب الكوكبة (البرج)الموجودة ضمنها. يوجد بحسب الاتحاد الفلكي العالمي والذي يعد الهيئة العالمية التي تطلق الأسماء على الأجرام السماوية 88 كوكبة. عادة، يحمل النجم الأكثر إضاءة في كوكبة نجمية ما الرمز ألفا (أول حرف في الأبجدية اليونانية)كجزء من اسمه العلمي. فيما النجم الثاني أكثر إضاءة يحمل الرمز بيتا، وهكذا دواليك حتى تنتهي الأبجدية اليونانية، ليبدأ بعدها ترميز النجوم الباقية بأرقام عوضاً عن أحرف. تمتلك بعض النجوم أسمائها منذ قديم العصور، مثل Betelgeuse يد الجوزاء وهو تسمية عربية (سوء ترجمة سبب تغيير Y الى B ) ، والذي يعد أكثر النجوم إضاءة في كوكبة الجوزاء، واسمه العلمي Alpha Orionis. بالإضافة إلى ذلك قام عدة فلكيين على مر السنيين بجمع كاتلوجات نجمية تستخدم أنظمة ترقيم نوعية. فـ كاتالوج Henry Draper على سبيل المثال يصنف النجوم طيفياً، وقد تم استخدامه من قبل المجتمع الفلكي العالمي لأكثر من نصف قرن. من الجدير بالذكر أن هذا الكاتالوغ يسمي منكب الجوزاء بHD 39801.

بما أن هناك الكثير من النجوم في الكون، تستخدم الجمعية الفلكية العالمية نظاماً جديداً لتسمية النجوم المكتشفة حديثاً. معظم الأسماء التي تطلق على النجوم المكتشفة حديثاً تحوي على اختصارات تمثل إما نوع النجم المكتشف، أو تشير إلى كاتالوج معين يحتوي على معلومات عن هذا النجم. لنأخذ على سبيل المثال النجم PSR J1302-6350:

PSR: ترمز إلى أن النجم ينتمي لفصيلة البلسارات( النجوم النابضة). J : تفيد بأن النجم يتعين بنظامٍ إحداثي يطلق عليه J2000., أما الأرقام 1302 و6350 فهي أرقام إحداثية، تشابه خطوط الطول والعرض على الأرض.

البنية النجمية:

يمكن تخيل بنية النجم كقشرات رفيعة متسلسلة ومتداخلة تشبه لحد ما البصلة.يقضي النجم معظم حياته كنجم نسق رئيسي,والمكون من نواة ومناطق الحمل الحراري والاشعاع, الفوتوسفير والكروموسفير والاكليل.يحدث في النواة الاندماج النووي لتزويد النجم بالاستطاعة,في منطقة الاشعاع يتم نقل الطاقة من هذه المفاعلات الى الخارج عن طريق الاشعاع(مثل انتقال الحرارة من المصباح الكهربائي الى الوسط المحيط),بينما تنتقل الحرارة في منطقة الحمل الحراري بتدوير الغازات الحارة(مثل الهواء الساخن القادم من مجفف الشعر). بعد هذه المناطق تأتي المناطق التي تشع الضوء المرئي,الفوتوسفير التي غالباً مايشار اليها كسطح النجم.الكروموسفير طبقة تبدو بلون أحمر بسبب الهيدروجين الموجود فيها.والجزء الخارجي من الغلاف الجوي للنجم الاكليل أو الهالة.

خصائص النجوم:

1- شدة الإضاءة: يصف العلماء شدة إضاءة النجوم بالقيم واللمعان . ما يعرف بقيم النجم magnitude هو وسيلة قياس عمرها أكثر من ألفي سنة. ففي العام 125 قبل الميلاد قام الفلكي الإغريقي هيباركوس بترقيم مجموعات من النجوم تبعاً لدرجة إضاءتها. النجوم الأكثر إضاءة كانت تدعى نجوم القيمة الأولى، والتي تليها تدعى بالنجوم القيمة الثانية، وهكذا حتى نصل إلى النجوم الخافتة والتي تدعى بالنجوم من القيمة السادسة. يصف الفلكيون هذه الأيام شدة إضاءة نجمٍ يرى من الأرض تبعاً لهذه القيم آنفة الذكر، ولكن بما أن المسافة بين الأرض والنجوم قد تؤثر على شدة إضاءة النجم، يصف الفلكيون شدة إضاءة نجم باستخدام ما يسمى بالقيم المطلقة، والذي يعني الإضاءة المرئية من الأرض إذا كان النجم على بعد 32.6 سنة ضوئية من الأرض. مجال قيم اللمعان أصبح بهذه الطريقة يتجاوز الستة وأقل من الواحد. قيم لمعان أكثر النجوم إضاءة والمسمى Sirius، والذي تبلغ درجة إضاءته-1.46 .

لمعان النجم هي استطاعة النجم -المعدل الذي تنبعث فيه الطاقة وعلى الرغم من أنها تقاس عادةً بالواط -.فمثلاً لمعان الشمس يساوي 400 ألف مليار واط .لكن غالباً ً ما يقاس لمعان النجوم أيضاً بالنسبة للشمس، فمثلاً لمعان النجم Alpha Centauri Aهي 1.3 مرة من قوة لمعان الشمس. تعتمد درجة لمعان النجم على حرارته سطحه الخارجي وحجمه.

2-اللون: يعتمد لون النجم على حرارة سطحه الخارجي وهو يتنوع من الأحمر الى الأصفر فالأزرق. يبدو للجميع أن النجم أحادي اللون، ولكنه في الحقيقة يصدر طيفاً واسعاً من الألوان يمتد من الأمواج الراديوية والأشعة تحت الحمراء إلى الأشعة فوق البنفسجية وأشعة غاما. وبدراسة هذا الطيف يحصل العلماء على معلومات كثيرة عن تركيب النجم.

3- حرارة سطح النجوم: يقيس الفلكييون حرارة سطح النجوم بوحدة الكلفن(صفر كلفن يساوي -273.15 درجة مئوية). تبلغ حرارة النجوم الحمراء القاتمة على سبيل المثال 2,500 كلفن (2,225 درجة مئوية)، بينما درجة حرارة سطح الشمس والنجوم الصفراء الأخرى تبلغ حوالي 5,500 كلفن (5,225 درجة مئوية). بينما النجوم الزرقاء من 10,000 إلى 50,000 كلفن. درجة حرارة سطح النجم تعتمد بشكل جزئي على كتلة النجم، وتؤثر على لونه وإضاءته. بشكل عام يتناسب لمعان النجوم مع مربع مربع (الأس الرابع) درجة حرارته. على سبيل المثال اذا تساوى نجمين بالحجم ولكن كانت حرارة أحدهما ضعف الأخر,سيكون الاول أشد لمعاناً بـ16 مرة من الثاني.

4- الحجم: يقيس الفلكيون عادة حجم النجوم بالنسبة لنصف قطر الشمس، فعلى سبيل المثال نصف قطر Centauri A هو 1.05 من نصف قطر شمسنا. تتنوع أحجام النجوم من النجوم النترونية التي قد يبلغ عرضها حوالي العشرين كيلومتر، إلى النجوم العملاقة التي يبلغ قطرها حوالي 1000 مرة من قطر الشمس. يؤثر حجم النجم على درجة إضاءته، وبشكل عام تتناسب شدة الإضاءة مع جذر نصف القطر.

5- كتلة النجوم: يقيس الفلكييون كتلة النجوم بالنسبة إلى كتلة الشمس أيضاً، فكتلة Alpha Centauri A على سبيل المثال تساوي 1.08 كتلة الشمس. إن النجوم ذات الكتل المتساوية قد لا تكون متساوية بالحجم بسبب اختلاف كثافاتها. فعلى سبيل المثال كتلة Sirius B تساوي تقريباً كتلة الشمس، ولكن كثافته أكبر بتسعين ألف مرة من كثافة الشمس، ولذلك يكون قطره يساوي إلى جزء من 15 من قطر الشمس. كما تؤثر كتلة النجم على حرارة سطحه.

6- الحقل المغناطيسي: بما أن النجوم هي عبارة عن كرات من غازدوار مشحون كهربائياً (بلازما)، فهي تولد حقولاً مغناطيسية.بالنسبة للشمس فقد وجد الباحثون أن الحقل المغناطيسي للشمس يمكن أن يكون مركزاً في مناطق صغيرة جداً، مما يؤدي إلى ظواهر مثل البقع الشمسية وثورانات مذهلة تعرف بإسم التوهج أو الانبعاث الكتلي الاكليلي المشاعل الإنفجارات الشمسية. في بحث جديد لمركز Harvard-Smithsonian للدراسات الفيزيائية-الفلكية وجدوا أن شدة الحقل المغناطيسي المتولد عن نجم ما تزداد بنقصان معدل دوران النجم كلما زاد عمره.

تصنيف النجوم:

تصنف النجوم عادة تبعاً لطيفها فيما يدعى بنظام Morgan-Keenan، أو نظام. MK تبعاً لهذا التصنيف هناك ثمانية أنواع طيفية من النجوم هي O, B, A, F, G, K, M, L. يقابل كل نوع منه درجة حرارة سطح معينة. يتألف كل نوع طيفي من هذه الأصناف 10 أطياف، تتدرج من الصفر الذي يقابل درجة الحرارة الأعلى، إلى 9 الذي يقابل درجة الحرارة الأدنى. تصنف النجوم أيضاً تبعاً للمعانها وفق نظام MK أيضاً بالأرقام الرومانية. حيث تحمل أكثر النجوم إضاءة وحجماً الأرقام الأخفض.وتعطى بالأرقام اليونانية(Ia عملاق ضخم مضي, Ibعملاق ضخم , IIعملاق مضيء, IIIعملاق, IV شبه عملاق , V نسق رئيسي أو قزم.يتضمن تعيين MK الكامل كل من نوع الطيف وتصنيف اللمعان,على سبيل المثال الشمس هي G2V.

المصدر: هنا

حقوق الصورة: NASA/CXC/M