علوم الأرض

معلومات مهمة عن النجوم

خصائص النجوم

تعرف النجوم بأنها أجرام سماوية ضخمة تتميز بشدة الحرارة فيها.
النجوم هي أجسام ملتهبة و مضيئة بذاتها.
يشكل غاز الهيدروجين النسبة الأكبر في تكوين النجوم.
يدخل كل من غاز الهيليوم ونسبة قليلة من العناصر ذات الوزن الذري المنخفض في تكوين النجوم.
تعد الشمس اكبر النجوم من حيث الحجم، وهي أيضاً أقرب نجم إلى الأرض، ويصل بعدها عن الأرض إلى 150 كم.

المسافة بين الأرض وبين النجوم

تعتبر المسافة بين كوكب الأرض وبين باقي النجوم مسافة كبيرة إلى حد كبير، ويتم حساب هذه المسافة عن طريق السنين الضوئية.
يعتبر نجم قنطورس من أقرب النجوم إلى كوكب الأرض، وتفصل بين كوكب الأرض ونجم قنطورس مسافة تصل إلى 38 تريليون كم، وهذا يعني أن المسافة بين الأرض ونجم قنورس تحتاج إلى 60 ألف سنة ضوئية.

كيفية حساب المسافة بين الأرض وبين النجوم

يستطيع علماء الفلك تحديد المسافة بين كوكب الأرض وبين باقي النجوم من خلال طريقتين وهم:-

الطريقة الأولى

في البداية شرع العلماء في حساب المسافة بين الأرض وبين النجوم عن طريق تصوير النجم من نقطة معينة فوق سطح كوكب الأرض، ثم يتم التقاط صورة لنفس النجم ولكن من مكان مختلف، بعد ذلك يتم رصد موقع النجم بالنسبة لموقع النجوم الأخرى التي تقع على خلفيته، ولكن تكمن المشكلة في هذه الطريقة في أن النجوم المراد رصدها في خلفية النجم الأساسي الذي يتم حساب المسافة بينه وبين الأرض تقع على مسافة بعيدة جداً وهناك صعوبة كبيرة في تحديد مقياس اختلاف موقعها عن النجم الأصلي.
بدأ العلماء في التفكير في طريقة أخرى لحساب المسافة بين الأرض وبين النجوم، وفي هذه الطريقة اعتمد العلماء على مقدار المسافة التي يقوم كوكب الأرض بقطعها في الدوران حول الشمس، وبالتالي يقوم العلماء برصد حركة دوران الأرض في شهر ديسمبر مثلاً، ثم القيام برصد حركتها مرة أخرى في شهر يونيو، ثم القيام برصد درجة اختلاف مكان النجم في السماء بالنسبة لهذه الحركة، وبمعرفة المسافة التي يقطعها كوكب الأرض خلال سنة والتي تقدر بـ 300 مليون كم، من الممكن وقتها تحديد المسافة بين كوكب الأرض وبين نجوم السماء التي تقع على مسافة قريبة نسبياً.
جدير بالذكر أن هذه الطريقة لا تستخدم لحساب المسافة بين كوكب الأرض وبين النجوم البعيدة جداً، حيث أنه من الصعب رصد حركة النجوم البعيدة في الخلفية حيث أنها تصبح قليلة جداً وبالتالي من الصعب الاعتماد على هذه الطريقة لقياس المسافة بين الأرض وبين النجوم البعيدة.

الطريقة الثانية

في هذه الطريقة يعتمد العلماء على قياس شدة إضاءة ولمعان النجم لقياس المسافة بينه وبين الأرض، حيث يتم معرفة نسبة الإضاءة الحقيقة للنجم ومن ثم قياس نسبة انخفاض الإضاءة الظاهرة إلى كوكب الأرض، فكلما ابتعد النجم عن كوكب الأرض كلما قلت وانخفضت إضاءته أصبحت خافتة بالنسبة لكوكب الأرض.
وقد ظهر مفهوم يسمى الشمعات المعيارية وذلك لأنه من الصعب معرفة درجة الإضاءة الحقيقة للنجم، والشمعات المعيارية يتم من خلالها معرفة شدة إضاءة النجوم، والشمعات المعيارية تنطبق عن طريق إنشاء قانون أو علاقة بين شدة إضاءة النجوم وأي عامل آخر، فمثلاً من الممكن الاعتماد على لون النجم وتثبيت مجموعة من العوامل المعيارية الأخرى، وبذلك يمكن تحديد مكان النجوم في المجموعات النجمية العنقودية وهي تبعد عن كوكب الأرض بمقدار 40 ألف سنة ضوئية.

أهم المجموعات النجمية

تتكون النجوم في السماء على شكل مجموعات نجمية تختلف خصائصها من حيث الشكل وطريقة التكوين، ومن أهم هذه المجموعات:-

المجموعات المفتوحة

وتوجد المجموعات المفتوحة بشكل رئيسي وتتمركز داخل مجرة درب التبانة، ويصل طول قطرها إلى 30000 سنة ضوئية.

المجموعات الكروية

تصل كتلة المجموعات الكروية إلى مليون ضعف للكتلة الشمسية، وتوجد معظم المجموعات الكروية في منطقة الخطوط المجرية، أما باقي المجموعات فتتوزع حول المجرة، وفي القرن الواحد وعشرين وصل عدد المجموعات الكروية داخل مجرة درب التبانة إلى 150 مجموعة كروية.

اتحادات (OB, T)

تتكون مجموعة OB من الكثير من النجوم الكبيرة والعملاقة ذات اللون الأزرق، ويوجد بها أيضاَ الفئات الطيفية، وتتميز هذه المجموعة النجمية بأن لها خصائص فيزيائية متشابهة.
أما المجموعة T، فهي تتكون من النجوم القزمة الباردة، وتتميز هذه المجموعة أنها تختلف ولا تنتظم في درجة السطوع.

دورة حياة النجوم

تعمل الجاذبية على تحريك الكتل الغازية داخل النجم إلى المركز حيث ترتفع درجة حرارة هذه الغازات.
بعد ذلك تبدأ النوى المكونة لغاز الهيدروجين في الاتحاد مع بعضها مما يسمى بعملية الاندماج النووي أو الانصهار النووي، تعمل هذه العملية على إنتاج قدر هائل وضخم من الطاقة، تتحول هذه الطاقة إلى شكل من أشكال الأشعة الكهرومغناطيسية، ويعتبر الضوء والحرارة شكل منها.
بعد ذلك تحدث مجموعة من الاندماجات النووية مما يؤدي إلى تكوين عناصر ذات وزن ذري اعلى من الوزن الذري لغاز الهيدروجين.
مع مرور الزمن تقل سرعة إنتاج الطاقة المتكونة نتيجة عملية الانصهار النووي، وذلك بسبب انخفاض سرعة عمليات الاندماج النووي داخل مركز النجم نفسه، وبذلك تصبح المواد الموجودة داخل النجم غير قادرة على مقاومة الجاذبية، وذلك يعمل على تقلص حجم النجم ثم زيادة درجة حرارته وكثافته.
ثم تبدأ عمليات الاندماج النووي تحدث مرة أخرى، لكن في هذه الحالة تحتاج إلى درجات حرارة أعلى لكي تقوم بتكوين عناصر أثقل، وفي نفس التوقيت التي تحدث فيه هذه العملية يحدث داخل النجم ابتعاد لطبقاته الخارجية عن قلبه وذلك بسبب انخفاض درجة الحرارة داخله، وفي هذه الحالة يمر النجم بأطوار مختلفة تسمى دورة حياة النجم، وتظل هذه الأطوار مستمرة حتى نهاية النجم.

لمعان النجوم

من الممكن قياس درجة لمعان النجم من خلال قياس كمية الضوء الواصلة منه إلى نقطة معينة في وحدة من وحدات الزمن.
ويزيد لمعان وإضاءة النجوم العملاقة عن لمعان وإضاءة الشمس بحوالي مئة ألف ضعف.
وهناك مجموعة من النجوم التي يطلق عليها النجوم المنكدرة، وهي مثل النجوم النيوترونية، الأقزام البيض، وهذه النجوم تقل فيها نسبة الإضاءة واللمعان، وتصل إلى واحد من ألف من شدة إضاءة الشمس، وقد تصل مجموعة من النجوم إلى حالة الظلام التام مثل نجوم الثقب الأسود.