النجوم الصفراء هي الأكثر. النجوم الزرقاء - البيضاء - الصفراء - الحمراء - الاختلافات في النجوم حسب اللون. كونها في مراحل مختلفة من تطورها التطوري ، تنقسم النجوم إلى نجوم عادية ونجوم قزمة ونجوم عملاقة
النجوم هي تجمعات عملاقة من الغاز الساخن. وهي تتكون أساسًا من نوعين من الغاز - الهيدروجين والهيليوم. بسبب اندماج الهيدروجين والهيليوم ، يحدث إطلاق للطاقة ، مما يجعل النجوم ساطعة وساخنة للغاية ، وربما لهذا السبب تظهر لنا بيضاء. وماذا عن النجم الأكثر شهرة؟ لم يعد يبدو أبيض جدًا بالنسبة لنا ، ويبدو أشبه باللون الأصفر. وهناك نجوم حمراء وبنية وزرقاء.
من أجل فهم سبب ظهور النجوم بألوان مختلفة ، من الضروري تتبع مسار حياة النجم بالكامل من اللحظة التي يظهر فيها حتى الانقراض الكامل.
 |
| تصوير نايجل هاو |
أنت الآن تدرك أن كل نجم يمر بمسارات مختلفة من تطوره ويغير باستمرار حجمه ولونه وسطوعه ودرجة حرارته. وبالتالي ، هناك العديد من أنواع النجوم. أصغر النجوم حمراء. النجوم المتوسطة صفراء اللون ، مثل شمسنا. أكبر النجوم زرقاء ، هم ألمع النجوم. تمتلك الأقزام البنية القليل من الطاقة وهي غير قادرة على تعويض الطاقة المفقودة بسبب الإشعاع. الأقزام البيضاء هي النجوم التي تبرد تدريجيًا والتي سرعان ما تصبح غير مرئية ومظلمة.
النجم الوحيد في نظامنا الشمسي ، الشمس ، هو قزم أصفر. نجم الشمال ، الذي يرشد الطريق للبحارة ، هو عملاق أزرق. Proxima Centauri ، أقرب نجم إلى الشمس ، هو قزم أحمر. معظم النجوم في الكون هي أيضًا أقزام حمراء. ونرى كل النجوم بيضاء ، لماذا؟ اتضح أن السبب في ذلك هو ضبابية النجوم ورؤيتنا. إنها ليست حادة بما يكفي لالتقاط الألوان المختلفة لهذه النجوم. لكن لا يزال بإمكاننا التمييز بين لون النجوم الأكثر سطوعًا.
أنت تعلم الآن أن النجوم ليست بيضاء فقط ويمكنك بسهولة التعامل مع المهمة.
يمارس:
- ارسم سماء مليئة بالنجوم الملونة. هذا هو بالضبط نوع السماء الذي سنراه إذا كانت لدينا رؤية أوضح.
انظر إلى سماء الليل ، ما هي النجوم.في الليالي الصافية المظلمة ذات الرؤية العادية ، يمكنك رؤية آلاف النجوم ، بعضها بالكاد مرئي ، والبعض الآخر شديد السطوع بحيث يمكنك رؤيتها عندما تكون السماء لا تزال زرقاء! لماذا بعض النجوم أكثر إشراقا من غيرها؟
لسببين. بعضها ببساطة أقرب إلينا ، بينما البعض الآخر ، على الرغم من بُعده ، كبير الحجم بشكل لا يمكن تصوره. دعونا نلقي نظرة على بقعة صغيرة من السماء الجنوبية.
ألفا قنطورس(أصفر) ، هو أحد ألمع النجوم في سماء الليل ، وهو مشابه لنجومنا ، إلا أنه أكبر قليلاً وأكثر إشراقًا ، وله نفس اللون تقريبًا. سبب سطوعها هو أنها قريبة جدًا منا (من منظور الفضاء): 4.4 سنة ضوئية فقط.
لكن انظر إلى ثاني نجم لامع (أعلى قليلاً من اللون الأزرق) ، والمعروف باسم بيتا سنتوري.
Beta Centauri ليس في الحقيقة أحد جيران Alpha Centauri. على الرغم من أن النجم الأصفر لا يبعد سوى 4.4 سنة ضوئية عن الأرض ، إلا أن Beta Centauri تقع على بعد 530 سنة ضوئية من الأرض ، أو أكثر من 100 مرة!
لماذا ، إذن ، يتألق بيتا سنتوري بنفس السطوع مثل Alpha Centauri؟نعم ، لأنه نوع مختلف من النجوم! ما هي النجوم إذا نظرنا إلى اللون. Alpha Centauri أصفر "G-type" ، تمامًا مثل شمسنا. و Beta Centauri هو أحد النجوم الزرقاء ، وينتمي إلى النجوم من النوع "B".
كل نجمة لديها 5 معلمات رئيسية:1. اللمعان 2. لون، 3. درجة حرارة، 4. مقاس، 5. وزن. هذه الخصائص تعتمد بشكل كبير على بعضها البعض. يعتمد اللون على درجة حرارة النجم ، وتعتمد الشدة على درجة الحرارة والحجم.
لون النجم ودرجة الحرارة
على الرغم من درجات ألوانها ، فإن النجوم لها ثلاثة ألوان أساسية: الأحمر والأصفر والأزرق. شمسنا من النجوم الصفراء. اللون يعتمد على درجة حرارته. تصل درجة حرارة النجوم الصفراء على السطح إلى 6000 درجة مئوية. النجوم الحمراء أبرد من درجة حرارة سطحها من 2000 درجة مئوية إلى 3000 درجة مئوية ، وتعتبر النجوم الزرقاء الأكثر سخونة ، من 10000 درجة مئوية إلى 100000 درجة مئوية.
أي نجم - أصفر أو أزرق أو أحمر - هو كرة ساخنة من الغاز. يعتمد التصنيف الحديث للنجوم على عدة معايير. وتشمل هذه درجة حرارة السطح والحجم والسطوع. يعتمد لون النجم الذي يُرى في ليلة صافية بشكل أساسي على المعلمة الأولى. سخونة النجوم اللامعة زرقاء أو حتى زرقاء ، والأبرد من الأحمر. تحتل النجوم الصفراء ، التي تم ذكر أمثلة عليها أدناه ، الموقع الأوسط على مقياس درجة الحرارة. الشمس هي واحدة من هؤلاء النجوم.
اختلافات
تقوم الأجسام المسخنة بدرجات حرارة مختلفة بإصدار ضوء بأطوال موجية مختلفة. يعتمد اللون الذي تحدده العين البشرية على هذه المعلمة. كلما كان الطول الموجي أقصر ، زاد حرارة الجسم وكلما اقترب لونه من الأبيض والأزرق. هذا صحيح بالنسبة للنجوم أيضًا.
النجوم الحمراء هي الأبرد. تصل درجة حرارة سطحها إلى 3 آلاف درجة فقط. النجم أصفر ، مثل شمسنا ، حار بالفعل. تصل درجة حرارة الغلاف الضوئي إلى 6000 درجة مئوية. النجوم البيضاء أكثر سخونة - من 10 إلى 20 ألف درجة. وأخيرًا ، النجوم الزرقاء هي الأكثر سخونة. تصل درجة حرارة سطحها من 30 إلى 100 ألف درجة.
الخصائص العامة
ملامح قزم أصفر
تتميز المصابيح الصغيرة الحجم بعمر افتراضي مثير للإعجاب. هذه المعلمة 10 مليار سنة. تقع الشمس الآن في منتصف دورة حياتها تقريبًا ، أي أنه لم يتبق لها سوى 5 مليارات سنة قبل أن تغادر التسلسل الرئيسي وتصبح عملاقًا أحمر.
النجم أصفر وينتمي إلى النوع "القزم" ، له أبعاد مشابهة لأبعاد الشمس. مصدر الطاقة لمثل هؤلاء النجوم هو تخليق الهيليوم من الهيدروجين. ينتقلون إلى المرحلة التالية من التطور بعد أن ينتهي الهيدروجين في اللب ويبدأ احتراق الهيليوم.
بالإضافة إلى الشمس ، تشمل الأقزام الصفراء A و Alpha Northern Corona و Mu Bootes و Tau Ceti ونجوم أخرى.
العمالقة الصفراء
النجوم الشبيهة بالشمس ، بعد استنفاد وقود الهيدروجين ، تبدأ في التغير. عندما يشتعل الهيليوم في اللب ، يتمدد النجم ويتحول إلى ، ولكن هذه المرحلة لا تحدث على الفور. تبدأ الطبقات الخارجية في الاحتراق أولاً. لقد غادر النجم بالفعل التسلسل الرئيسي ، لكنه لم يتوسع بعد - إنه في مرحلة العملاق. عادة ما تتراوح كتلة مثل هذا النجم من 1 إلى 5
يمكن للنجوم ذات الحجم الأكثر إثارة للإعجاب أن تمر أيضًا عبر مرحلة العملاق الأصفر. ومع ذلك ، فإن هذه المرحلة أقل وضوحًا بالنسبة لهم. أشهر عملاق ثانوي اليوم هو Procyon (Alpha Canis Minor).
ندرة حقيقية
النجوم الصفراء ، التي وردت أسماؤها أعلاه ، تنتمي إلى أنواع شائعة إلى حد ما في الكون. يختلف الوضع مع العمالقة المفرطة. هؤلاء عمالقة حقيقيون ، يعتبرون الأثقل والألمع والأكبر وفي نفس الوقت لديهم أقصر متوسط عمر متوقع. معظم المتغيرات الفائقة العملاقة المعروفة هي متغيرات زرقاء لامعة ، ولكن هناك نجوم بيضاء وصفراء وحتى حمراء بينهم.
من بين هذه الأجسام الكونية النادرة ، على سبيل المثال ، Rho Cassiopeia. هذا عملاق أصفر شديد اللمعان ، يتقدم 550 ألف مرة من لمعان الشمس. يبعد 12000 متر عن كوكبنا ، ويمكن رؤيته بالعين المجردة في ليلة صافية (تألق مرئي 4.52 م).
العمالقة
Hypergiants هي حالة خاصة من العمالقة الفائقة. هذا الأخير يشمل أيضًا النجوم الصفراء. إنها ، وفقًا لعلماء الفلك ، مرحلة انتقالية في تطور النجوم من الأزرق إلى الأحمر العملاق. ومع ذلك ، في مرحلة العملاق الأصفر الفائق ، يمكن أن يبقى النجم لفترة طويلة. كقاعدة عامة ، في هذه المرحلة من التطور ، لا يموت النجوم. طوال فترة دراسة الفضاء الخارجي ، تم تسجيل اثنين فقط من المستعرات الأعظمية التي تم إنشاؤها بواسطة عمالقة صفراء عملاقة.
تتضمن هذه النجوم اللامعة كانوب (ألفا كارينا) وراستابان (بيتا دراجون) وبيتا أكواريوس وبعض الأشياء الأخرى.
كما ترون ، كل نجم ، أصفر مثل الشمس ، له خصائص محددة. ومع ذلك ، فإن كل شخص لديه شيء مشترك - هذا هو اللون الناتج عن تسخين الفوتوسفير إلى درجات حرارة معينة. بالإضافة إلى أولئك الذين تم تسميتهم ، تشمل هذه النجوم البارزة إبسيلون شيلد وبيتا كرو (عمالقة ساطعة) ودلتا المثلث الجنوبي وبيتا زرافة (عمالقة عملاقة) وكابيلا وفينديمياتريكس (عمالقة) والعديد من الأجسام الكونية. تجدر الإشارة إلى أن اللون المشار إليه في تصنيف الكائن لا يتطابق دائمًا مع اللون المرئي. يحدث هذا بسبب تشوه اللون الحقيقي للضوء بالغاز والغبار وأيضًا بعد مروره عبر الغلاف الجوي. يستخدم علماء الفيزياء الفلكية مطيافًا لتحديد اللون: فهو يوفر معلومات أكثر دقة من العين البشرية. بفضله تمكن العلماء من التمييز بين النجوم الزرقاء والصفراء والحمراء البعيدة عنا على مسافات بعيدة.
النجوم مختلفة جدًا: صغيرة وكبيرة ، مشرقة وليست مشرقة جدًا ، كبيرة وصغيرة ، ساخنة وباردة ، بيضاء ، زرقاء ، صفراء ، حمراء ، إلخ.
يتيح لك مخطط Hertzsprung-Russell فهم تصنيف النجوم.
يوضح العلاقة بين الحجم المطلق واللمعان والنوع الطيفي ودرجة حرارة سطح النجم. النجوم في هذا الرسم البياني ليست مرتبة عشوائيًا ، لكنها تشكل مناطق محددة جيدًا.
تقع معظم النجوم على ما يسمى التسلسل الرئيسي. يرجع وجود التسلسل الرئيسي إلى حقيقة أن مرحلة احتراق الهيدروجين تقارب 90٪ من وقت تطور معظم النجوم: يؤدي احتراق الهيدروجين في المناطق المركزية للنجم إلى تكوين قلب هيليوم متساوي الحرارة ، الانتقال إلى مرحلة العملاق الأحمر ، وخروج النجم من التسلسل الرئيسي. يؤدي التطور القصير نسبيًا للعمالقة الحمراء ، اعتمادًا على كتلتها ، إلى تكوين أقزام بيضاء أو نجوم نيوترونية أو ثقوب سوداء.
كونها في مراحل مختلفة من تطورها التطوري ، تنقسم النجوم إلى نجوم عادية ونجوم قزمة ونجوم عملاقة.
النجوم العادية هي نجوم التسلسل الرئيسي. شمسنا واحدة منهم. في بعض الأحيان تسمى النجوم العادية مثل الشمس بالأقزام الصفراء.
قزم أصفر
القزم الأصفر هو نوع من نجوم التسلسل الرئيسي الصغير بكتلة تتراوح بين 0.8 و 1.2 كتلة شمسية ودرجة حرارة سطح من 5000-6000 كلفن.
يبلغ متوسط عمر القزم الأصفر 10 مليارات سنة.
بعد احتراق كامل إمدادات الهيدروجين ، يزداد حجم النجم عدة مرات ويتحول إلى عملاق أحمر. مثال على هذا النوع من النجوم هو Aldebaran.
يقذف العملاق الأحمر طبقاته الخارجية من الغاز ، ويشكل سديمًا كوكبيًا ، وينهار اللب إلى قزم أبيض صغير كثيف.
العملاق الأحمر هو نجم كبير ضارب إلى الحمرة أو برتقالي. يكون تكوين مثل هذه النجوم ممكنًا في كل من مرحلة تكوين النجوم وفي المراحل اللاحقة من وجودها.
في مرحلة مبكرة ، يشع النجم بسبب طاقة الجاذبية المنبعثة أثناء الانضغاط ، حتى يتوقف الانضغاط عند بداية تفاعل نووي حراري.
في المراحل المتأخرة من تطور النجوم ، بعد احتراق الهيدروجين في الداخل ، تنحدر النجوم من التسلسل الرئيسي وتنتقل إلى منطقة العمالقة الحمراء والعملاقة العملاقة في مخطط هيرتزبرونج-راسل: تدوم هذه المرحلة حوالي 10٪ من وقت الحياة "النشطة" للنجوم ، أي مراحل تطورها ، والتي تحدث خلالها تفاعلات التخليق النووي في داخل النجم.
النجم العملاق لديه درجة حرارة سطح منخفضة نسبيًا ، حوالي 5000 درجة. نصف قطر ضخم يصل إلى 800 شمسي وبسبب هذه الأحجام الكبيرة لمعان ضخم. يقع الحد الأقصى من الإشعاع على المناطق الحمراء والأشعة تحت الحمراء من الطيف ، ولهذا يطلق عليهم اسم العمالقة الحمراء.
يتحول أكبر العمالقة إلى عمالقة حمراء. نجم يسمى منكب الجوزاء في كوكبة الجبار هو المثال الأكثر لفتا للانتباه لعملاق أحمر عملاق.
النجوم القزمية هي عكس العمالقة ويمكن أن تكون على النحو التالي.
القزم الأبيض هو ما تبقى من نجم عادي لا تتجاوز كتلته 1.4 كتلة شمسية بعد أن يمر بمرحلة العملاق الأحمر.
بسبب عدم وجود الهيدروجين ، لا يحدث تفاعل حراري نووي في لب هذه النجوم.
الأقزام البيضاء كثيفة جدا. إنها ليست أكبر من حجم الأرض ، ولكن يمكن مقارنة كتلتها بكتلة الشمس.
هذه نجوم حارة بشكل لا يصدق ، تصل درجة حرارتها إلى 100000 درجة أو أكثر. يتألقون على طاقتهم المتبقية ، ولكن بمرور الوقت ، ينفد ، ويبرد اللب ، ويتحول إلى قزم أسود.
الأقزام الحمراء هي أكثر الأجسام النجمية شيوعًا في الكون. تتراوح تقديرات وفرتها من 70 إلى 90٪ من عدد جميع النجوم في المجرة. إنهم مختلفون تمامًا عن النجوم الأخرى.
لا تتجاوز كتلة الأقزام الحمراء ثلث الكتلة الشمسية (الحد الأدنى للكتلة هو 0.08 شمسي ، تليها الأقزام البنية) ، وتصل درجة حرارة السطح إلى 3500 كلفن. النوع يصدر القليل جدًا من الضوء ، وأحيانًا يكون أصغر بـ 10000 مرة من الشمس.
نظرًا لانخفاض الإشعاع ، لا يمكن رؤية أي من الأقزام الحمراء من الأرض إلى العين المجردة. حتى أقرب قزم أحمر من الشمس ، Proxima Centauri (أقرب نجم في النظام الثلاثي إلى الشمس) وأقرب قزم أحمر منفرد ، Barnard's Star ، لهما حجم ظاهري قدره 11.09 و 9.53 على التوالي. في الوقت نفسه ، يمكن ملاحظة نجم بحجم يصل إلى 7.72 بالعين المجردة.
نظرًا لانخفاض معدل احتراق الهيدروجين ، تتمتع الأقزام الحمراء بعمر طويل جدًا - من عشرات المليارات إلى عشرات التريليونات من السنين (سيحترق قزم أحمر كتلته 0.1 كتلة شمسية لمدة 10 تريليون سنة).
في الأقزام الحمراء ، التفاعلات النووية الحرارية التي تنطوي على الهيليوم مستحيلة ، لذلك لا يمكن أن تتحول إلى عمالقة حمراء. بمرور الوقت ، تتقلص تدريجياً وتسخن أكثر فأكثر حتى تستهلك كامل إمداد وقود الهيدروجين.
تدريجيًا ، وفقًا للمفاهيم النظرية ، يتحولون إلى أقزام زرقاء - فئة افتراضية من النجوم ، في حين لم يتمكن أي من الأقزام الحمراء بعد من التحول إلى قزم أزرق ، ثم إلى أقزام بيضاء مع لب هيليوم.
قزم بني - أجسام شبه نجمية (كتلتها في حدود ما يقرب من 0.01 إلى 0.08 كتلة شمسية ، أو ، على التوالي ، من 12.57 إلى 80.35 كتلة كوكب المشتري وقطرها يساوي تقريبًا كوكب المشتري) ، في أعماقها ، على عكس الرئيسي تسلسل النجوم ، لا يوجد تفاعل اندماج نووي حراري مع تحويل الهيدروجين إلى هيليوم.
تبلغ درجة الحرارة الدنيا للنجوم المتسلسلة الرئيسية حوالي 4000 كلفن ، وتقع درجة حرارة الأقزام البنية في النطاق من 300 إلى 3000 كلفن.
الأقزام الفرعية
الأقزام الغارقة أو الأقزام البنية هي تكوينات باردة تقع تحت حد القزم البني في الكتلة. كتلتها أقل من حوالي واحد من مائة من كتلة الشمس أو على التوالي 12.57 كتلة من كوكب المشتري ، الحد الأدنى غير محدد. تعتبر الكواكب أكثر شيوعًا ، على الرغم من أن المجتمع العلمي لم يتوصل بعد إلى استنتاج نهائي حول ما يعتبر كوكبًا وما هو قزم فرعي.
قزم أسود
الأقزام السوداء هي أقزام بيضاء تم تبريدها وبالتالي لا تشع في النطاق المرئي. يمثل المرحلة الأخيرة في تطور الأقزام البيضاء. إن كتل الأقزام السوداء ، مثل كتل الأقزام البيضاء ، محدودة من الأعلى بمقدار 1.4 كتلة شمسية.
النجم الثنائي هو نجمان مرتبطان بالجاذبية يدوران حول مركز كتلة مشترك.
في بعض الأحيان توجد أنظمة من ثلاثة نجوم أو أكثر ، وفي مثل هذه الحالة العامة يُطلق على النظام اسم نجمة متعددة.
في الحالات التي لا يكون فيها مثل هذا النظام النجمي بعيدًا جدًا عن الأرض ، يمكن تمييز النجوم الفردية من خلال التلسكوب. إذا كانت المسافة كبيرة ، فحينئذٍ لنفهم أنه قبل علماء الفلك ، لا يمكن أن يكون النجم المزدوج ممكنًا إلا من خلال علامات غير مباشرة - تقلبات السطوع الناجمة عن الكسوف الدوري لنجم بواسطة آخر والبعض الآخر.
نجم جديد
النجوم التي تزداد فجأة في لمعانها بعامل 10000. nova هو نظام ثنائي يتكون من قزم أبيض ونجم مصاحب في التسلسل الرئيسي. في مثل هذه الأنظمة ، يتدفق الغاز من النجم تدريجيًا إلى القزم الأبيض وينفجر بشكل دوري هناك ، مما يتسبب في انفجار اللمعان.
سوبر نوفا
المستعر الأعظم هو نجم ينهي تطوره في عملية تفجيرية كارثية. يمكن أن يكون التوهج في هذه الحالة أكبر بعدة مرات مما في حالة النجم الجديد. مثل هذا الانفجار القوي هو نتيجة للعمليات التي تحدث في النجم في المرحلة الأخيرة من التطور.
النجم النيوتروني
النجوم النيوترونية (NS) عبارة عن تكوينات نجمية بكتل تصل إلى 1.5 كتلة شمسية وأحجامها أصغر بشكل ملحوظ من الأقزام البيضاء ، ومن المفترض أن يكون نصف القطر النموذجي للنجم النيوتروني من 10 إلى 20 كيلومترًا.
وهي تتكون أساسًا من جسيمات دون ذرية محايدة - نيوترونات ، مضغوطة بإحكام بواسطة قوى الجاذبية. كثافة هذه النجوم عالية للغاية ، وهي متناسبة ، ووفقًا لبعض التقديرات ، يمكن أن تكون أعلى بعدة مرات من متوسط كثافة النواة الذرية. يمكن أن يزن سنتيمتر مكعب واحد من مادة النيوزيلاندي مئات الملايين من الأطنان. تبلغ قوة الجاذبية على سطح نجم نيوتروني حوالي 100 مليار مرة أكبر من قوة الجاذبية على الأرض.
في مجرتنا ، وفقًا للعلماء ، يمكن أن يكون هناك ما بين 100 مليون إلى 1 مليار نجم نيوتروني ، أي ما يقرب من واحد من ألف نجم عادي.
النجوم النابضة
النجوم النابضة هي مصادر كونية للإشعاع الكهرومغناطيسي القادم إلى الأرض على شكل دفعات دورية (نبضات).
وفقًا للنموذج الفيزيائي الفلكي السائد ، فإن النجوم النابضة تدور حول نجوم نيوترونية ذات مجال مغناطيسي مائل إلى محور الدوران. عندما تسقط الأرض في المخروط الذي شكله هذا الإشعاع ، من الممكن تسجيل نبضة إشعاع تتكرر على فترات مساوية لفترة ثورة النجم. تُحدث بعض النجوم النيوترونية 600 دورة في الثانية.
سيفيد
Cepheids هي فئة من النجوم المتغيرة النابضة مع علاقة دقيقة إلى حد ما مع فترة الإضاءة ، سميت على اسم نجمة Delta Cephei. يعتبر نجم الشمال أحد أشهر القيفانيات.
القائمة أعلاه للأنواع (الأنواع) الرئيسية من النجوم بخصائصها المختصرة ، بالطبع ، لا تستنفد المجموعة الكاملة الممكنة من النجوم في الكون.
يعلم الجميع كيف تبدو النجوم في السماء. أضواء متوهجة صغيرة. في العصور القديمة ، لم يتمكن الناس من التوصل إلى تفسير لهذه الظاهرة. كانت النجوم تعتبر عيون الآلهة ، أرواح الأجداد المتوفين ، الأوصياء والحماة ، حماية سلام الإنسان في ظلام الليل. ثم لم يظن أحد أن الشمس نجمة أيضًا.
ما هو النجم
مرت قرون عديدة قبل أن يفهم الناس ما هي النجوم. أنواع النجوم وخصائصها وأفكارها حول العمليات الكيميائية والفيزيائية التي تحدث هناك - هذا مجال جديد للمعرفة. لم يستطع علماء الفلك القدماء حتى تخيل أن مثل هذا النجم لم يكن في الواقع ضوءًا صغيرًا على الإطلاق ، ولكنه كرة لا يمكن تصورها من الغاز الساخن تحدث فيها التفاعلات
اندماج نووي حراري. هناك مفارقة غريبة في ضوء النجوم الخافت هذا هو الإشعاع المبهر لتفاعل نووي ، والدفء الدافئ للشمس هو الحرارة الوحشية لملايين الكلفن.
جميع النجوم التي يمكن رؤيتها في السماء بالعين المجردة موجودة في مجرة درب التبانة. الشمس أيضًا جزء من هذا ، وتقع على أطرافها. من المستحيل تخيل شكل سماء الليل إذا كانت الشمس في مركز مجرة درب التبانة. بعد كل شيء ، يبلغ عدد النجوم في هذه المجرة أكثر من 200 مليار.
قليلا عن تاريخ علم الفلك
يمكن لعلماء الفلك القدماء أيضًا إخبار أشياء غير عادية ومثيرة للاهتمام عن النجوم في السماء. لقد حدد السومريون بالفعل الأبراج الفردية ودائرة البروج ، وكانوا أول من قام بحساب قسمة الزاوية الكاملة على 360 0. قاموا أيضًا بإنشاء التقويم القمري وتمكنوا من مزامنته مع التقويم الشمسي. اعتقد المصريون أن الأرض موجودة ولكنهم عرفوا أن عطارد والزهرة يدوران حول الشمس.
في الصين ، كان علم الفلك يمارس بالفعل في نهاية الألفية الثالثة قبل الميلاد. ه. ، أ
ظهرت المراصد الأولى في القرن الثاني عشر. قبل الميلاد ه. لقد درسوا خسوف القمر والشمس ، بينما كانوا قادرين على فهم أسبابهم وحتى تواريخ التنبؤ المحسوبة ، ولاحظوا زخات النيازك ومسارات المذنبات.
عرف الإنكا القديمة الاختلافات بين النجوم والكواكب. هناك أدلة غير مباشرة على أنهم كانوا على دراية بالجليليين والتشويش البصري لمخططات قرص الزهرة ، بسبب وجود الغلاف الجوي على هذا الكوكب.
كان الإغريق القدماء قادرين على إثبات كروية الأرض ، وطرحوا افتراضًا حول مركزية النظام الشمسي. حاولوا حساب قطر الشمس ، وإن كان ذلك خطأ. لكن الإغريق كانوا أول من اقترح من حيث المبدأ أن الشمس أكبر من الأرض ، وقبل ذلك اعتقد الجميع ، بالاعتماد على الملاحظات المرئية ، خلاف ذلك. كان Hipparchus اليوناني أول من أنشأ فهرسًا للنجوم وفرد أنواعًا مختلفة من النجوم. استند تصنيف النجوم في هذا العمل العلمي إلى شدة التوهج. حدد هيبارخوس 6 فئات من السطوع ، في المجموع كان هناك 850 لامعة في الكتالوج.
ما الذي انتبه إليه علماء الفلك القدامى؟
كان التصنيف الأصلي للنجوم يعتمد على سطوعها. بعد كل شيء ، هذا المعيار هو الوحيد المتاح لعالم فلك مسلح فقط بتلسكوب. حتى النجوم اللامعة أو تلك التي لها خصائص مرئية فريدة حصلت على أسمائها الخاصة ، ولكل أمة أسماء خاصة بها. لذا ، فإن أسماء Deneb و Rigel و Algol هي أسماء عربية ، و Sirius هي أسماء لاتينية ، و Antares هي أسماء يونانية. النجم القطبي في كل أمة له اسمه الخاص. ربما يكون هذا أحد أهم النجوم من حيث "المعنى العملي". إحداثياته في سماء الليل لم تتغير بالرغم من دوران الأرض. إذا تحركت بقية النجوم عبر السماء ، من شروق الشمس إلى غروبها ، فلن يغير نجم الشمال موقعه. لذلك ، كانت هي التي استخدمها البحارة والمسافرون كدليل موثوق. بالمناسبة ، خلافًا للاعتقاد السائد ، هذا ليس ألمع نجم في السماء. النجم القطبي لا يبرز بأي شكل من الأشكال - لا في الحجم ولا في شدة اللمعان. لا يمكنك العثور عليه إلا إذا كنت تعرف مكان البحث. وهي تقع في نهاية "مقبض المغرفة" Ursa Minor.
على ماذا يعتمد التصنيف بالنجوم؟
من غير المرجح أن يذكر علماء الفلك المعاصرون ، الذين يجيبون على سؤال ما هي أنواع النجوم ، سطوع الوهج أو الموقع في سماء الليل. ما لم يكن بترتيب استطرادي تاريخي أو محاضرة مصممة لجمهور بعيد جدًا عن علم الفلك.
يعتمد التصنيف الحديث للنجوم على تحليلها الطيفي. في هذه الحالة ، يُشار عادةً أيضًا إلى كتلة الجسم السماوي وإشراقه ونصف قطره. يتم إعطاء كل هذه المؤشرات فيما يتعلق بالشمس ، أي أن خصائصها هي التي تؤخذ كوحدات قياس.
يعتمد تصنيف النجوم على معيار مثل الحجم المطلق. هذه هي درجة السطوع الظاهرة بدون الغلاف الجوي ، وتقع تقليديًا على مسافة 10 فرسخ فلكي من نقطة المراقبة.
بالإضافة إلى ذلك ، يتم أخذ تباين السطوع وحجم النجم في الاعتبار. يتم تحديد أنواع النجوم حاليًا من خلال فئتها الطيفية ، وبمزيد من التفصيل ، حسب فئتها الفرعية. حلل الفلكيان راسل وهيرتسبرونغ بشكل مستقل العلاقة بين اللمعان وسطح درجة الحرارة المطلقة والنوع الطيفي لللمعان. قاموا ببناء مخطط مع محاور الإحداثيات المقابلة ووجدوا أن النتيجة لم تكن فوضوية على الإطلاق. تم وضع النجوم البارزة على الرسم البياني في مجموعات يمكن تمييزها بوضوح. يسمح الرسم البياني ، بمعرفة النوع الطيفي للنجم ، بتحديد حجمه المطلق بدقة تقريبية على الأقل.
كيف تولد النجوم
خدم هذا الرسم البياني كدليل واضح لصالح النظرية الحديثة لتطور هذه الأجرام السماوية. يوضح الرسم البياني بوضوح أن أكثر الفئات عددًا هي تلك التي تنتمي إلى ما يسمى بالنجوم المتسلسلة الرئيسية. أنواع النجوم التي تنتمي إلى هذا الجزء هي في أكثر نقاط التطور شيوعًا في الكون في الوقت الحالي. هذه هي المرحلة في تطور النجم ، حيث يتم تعويض الطاقة المستهلكة على الإشعاع بالطاقة المتلقاة أثناء التفاعل النووي الحراري. يتم تحديد مدة البقاء في هذه المرحلة من التطور من خلال كتلة الجسم السماوي ونسبة العناصر الأثقل من الهيليوم.
تنص نظرية التطور النجمي المقبولة حاليًا على ذلك في البداية
مرحلة التطور ، النجم اللامع عبارة عن سحابة غاز عملاقة مخلخلة. تحت تأثير جاذبيته ، يتقلص ويتحول تدريجياً إلى كرة. كلما كان الضغط أقوى ، كلما تحولت طاقة الجاذبية إلى حرارة. يسخن الغاز ، وعندما تصل درجة الحرارة إلى 15-20 مليون كلفن ، يبدأ تفاعل نووي حراري في النجم الوليد. بعد ذلك ، يتم تعليق عملية الانكماش التثاقلي.
الفترة الرئيسية في حياة النجم
في البداية ، تسود تفاعلات دورة الهيدروجين في أمعاء النجم الشاب. هذه هي أطول فترة في حياة النجم. يتم تقديم أنواع النجوم الموجودة في هذه المرحلة من التطور في أكبر تسلسل رئيسي للمخطط الموصوف أعلاه. بمرور الوقت ، ينتهي الهيدروجين الموجود في قلب النجم ، ويتحول إلى هيليوم. بعد ذلك ، يكون الاحتراق الحراري النووي ممكنًا فقط في محيط النواة. يصبح النجم أكثر إشراقًا ، وتتوسع طبقاته الخارجية بشكل كبير ، وتنخفض درجة الحرارة. يتحول الجسم السماوي إلى عملاق أحمر. هذه الفترة من حياة النجم
أقصر بكثير من السابق. مصيرها اللاحق غير معروف. هناك افتراضات مختلفة ، ولكن لم يتم تلقي تأكيد موثوق بها بعد. تقول النظرية الأكثر شيوعًا أنه عندما يكون هناك الكثير من الهيليوم ، فإن النواة النجمية ، غير قادرة على تحمل كتلتها ، تتقلص. ترتفع درجة الحرارة حتى يدخل الهيليوم بالفعل في تفاعل نووي حراري. تؤدي درجات الحرارة الهائلة إلى توسع آخر ، ويتحول النجم إلى عملاق أحمر. يعتمد المصير الإضافي للنجم ، وفقًا لافتراضات العلماء ، على كتلته. لكن النظريات المتعلقة بهذا هي فقط نتيجة عمليات محاكاة الكمبيوتر ، ولم تؤكدها الملاحظات.
نجوم التبريد
من المفترض أن العمالقة الحمراء ذات الكتلة المنخفضة سوف تتقلص ، وتتحول إلى أقزام وتهدأ تدريجياً. يمكن أن تتحول النجوم متوسطة الكتلة إلى ، بينما في مركز هذا التكوين ، سيستمر القلب الخالي من الأغطية الخارجية في الوجود ، ويبرد تدريجياً ويتحول إلى قزم أبيض. إذا أطلق النجم المركزي أشعة تحت حمراء كبيرة ، تنشأ ظروف لتفعيل مازر فضائي في الغلاف الغازي المتوسع للسديم الكوكبي.
يمكن للأضواء الضخمة ، المتقلصة ، أن تصل إلى مثل هذا المستوى من الضغط بحيث يتم ضغط الإلكترونات حرفيًا في نوى ذرية ، وتتحول إلى نيوترونات. لأن بين
لا تمتلك هذه الجسيمات قوى تنافر كهروستاتيكية ، يمكن للنجم أن يتقلص إلى حجم يصل إلى عدة كيلومترات. وفي نفس الوقت ستتجاوز كثافته كثافة الماء 100 مليون مرة. يسمى هذا النجم بالنجم النيوتروني وهو في الواقع نواة ذرية ضخمة.
تستمر النجوم فائقة الكتلة في الوجود ، حيث يتم توليفها بالتتابع في عملية التفاعلات النووية الحرارية من الهيليوم - الكربون ، ثم الأكسجين ، منه - السيليكون وأخيراً الحديد. في هذه المرحلة من التفاعل النووي الحراري ، يحدث انفجار سوبرنوفا. المستعرات الأعظمية ، بدورها ، يمكن أن تتحول إلى نجوم نيوترونية ، أو إذا كانت كتلتها كبيرة بما يكفي ، فإنها تستمر في الانهيار إلى حد حرج وتشكل ثقوبًا سوداء.
أبعاد
يمكن تصنيف النجوم حسب الحجم بطريقتين. يمكن تحديد الحجم المادي للنجم من خلال نصف قطره. وحدة القياس في هذه الحالة هي نصف قطر الشمس. هناك أقزام ونجوم متوسطة الحجم وعمالقة وعملاقون. بالمناسبة ، الشمس نفسها مجرد قزم. يمكن أن يصل نصف قطر النجوم النيوترونية إلى بضعة كيلومترات فقط. وفي العملاق الفائق ، سيكون مدار كوكب المريخ بأكمله مناسبًا. يمكن أيضًا فهم حجم النجم على أنه كتلته. يرتبط ارتباطًا وثيقًا بقطر النجم. كلما كان النجم أكبر ، كلما قلت كثافته ، والعكس صحيح ، كلما كان النجم أصغر ، زادت كثافته. هذا المعيار غير قابل للتطبيق كثيرًا. هناك عدد قليل جدًا من النجوم التي قد تكون أكبر أو أصغر بعشر مرات من الشمس. تتلاءم معظم النجوم اللامعة في الفترة من 60 إلى 0.03 كتلة شمسية. كثافة الشمس ، التي تؤخذ كمؤشر بداية ، هي 1.43 جم / سم 3. تصل كثافة الأقزام البيضاء إلى 10 12 جم / سم 3 ، بينما يمكن أن تكون كثافة النجوم العملاقة المتخلخلة أقل بملايين المرات من كثافة الشمس.
في التصنيف القياسي للنجوم ، يكون مخطط التوزيع الشامل على النحو التالي. تشتمل الأضلاع الصغيرة على نجوم كتلتها من 0.08 إلى 0.5 شمسي. معتدلة - من 0.5 إلى 8 كتل شمسية ، وإلى ضخمة - من 8 أو أكثر.
تصنيف النجوم . من الأزرق إلى الأبيض
لا يعتمد تصنيف النجوم حسب اللون في الواقع على التوهج المرئي للجسم ، ولكن على الخصائص الطيفية. يتم تحديد طيف الانبعاث لجسم ما من خلال التركيب الكيميائي للنجم ، والذي يحدد درجة حرارته أيضًا.
الأكثر شيوعًا هو تصنيف هارفارد ، الذي تم إنشاؤه في أوائل القرن العشرين. وفقًا للمعايير المقبولة آنذاك ، يتضمن تصنيف النجوم حسب اللون التقسيم إلى 7 أنواع.
وهكذا ، فإن النجوم ذات أعلى درجة حرارة ، من 30 إلى 60 ألف كلفن ، تُصنف على أنها نجوم من الفئة O. فهي زرقاء اللون ، وتصل كتلة هذه الأجرام السماوية إلى 60 كتلة شمسية (سم) ، ونصف قطرها 15 نصف قطر شمسي ( ص ص). خطوط الهيدروجين والهيليوم في طيفها ضعيفة نوعًا ما. يمكن أن يصل لمعان هذه الأجرام السماوية إلى مليون و 400 ألف لمعان شمسي (s. s.).
تشتمل نجوم الفئة ب على نجوم ذات درجة حرارة تتراوح من 10 إلى 30 ألف كلفن ، وهي أجسام سماوية ذات لون أبيض-أزرق ، وتبدأ كتلتها من 18 ثانية. م ، ونصف القطر - من 7 ثوانٍ. م أقل سطوع للأشياء من هذه الفئة هو 20 ألف ثانية. s. ، ويتم تحسين خطوط الهيدروجين في الطيف ، لتصل إلى قيم متوسطة.
تتراوح درجات حرارة النجوم من الفئة أ بين 7.5 إلى 10 آلاف كلفن ، وهي بيضاء اللون. يبدأ الحد الأدنى من كتلة هذه الأجرام السماوية من 3.1 ثانية. م ، ونصف القطر - من 2.1 ثانية. تم العثور على R. لمعان الأشياء في حدود 80 إلى 20 ألف ثانية. مع. خطوط الهيدروجين في طيف هذه النجوم قوية وتظهر خطوط معدنية.
كائنات الفئة F هي في الواقع صفراء-بيضاء ، لكنها تبدو بيضاء. تتراوح درجة حرارتها من 6 إلى 7.5 ألف كلفن ، وتتراوح الكتلة من 1.7 إلى 3.1 سم ، ونصف قطر - من 1.3 إلى 2.1 ثانية. تم العثور على R. يتنوع لمعان هذه النجوم من 6 إلى 80 ثانية. مع. تضعف خطوط الهيدروجين في الطيف ، وتزيد الخطوط المعدنية على العكس من ذلك.
وبالتالي ، فإن جميع أنواع النجوم البيضاء تقع ضمن الفئات من A إلى F. علاوة على ذلك ، وفقًا للتصنيف ، تتبعها النجوم الصفراء والبرتقالية.
النجوم الصفراء والبرتقالية والحمراء
تتوزع أنواع النجوم بالألوان من الأزرق إلى الأحمر ، حيث تنخفض درجة الحرارة ويقل حجم الجسم وإشراقه.
تصل درجة حرارة نجوم الفئة G ، والتي تشمل الشمس ، من 5 إلى 6 آلاف كلفن ، وهي صفراء. كتلة هذه الأجسام من 1.1 إلى 1.7 ثانية. م ، نصف القطر - من 1.1 إلى 1.3 ثانية. تم العثور على R. اللمعان - من 1.2 إلى 6 ثوانٍ. مع. الخطوط الطيفية للهيليوم والمعادن شديدة ، وخطوط الهيدروجين تضعف.
درجات حرارة النجوم التي تنتمي إلى الفئة K تتراوح بين 3.5 و 5 آلاف كلفن ، وهي تبدو صفراء برتقالية ، لكن اللون الحقيقي لهذه النجوم برتقالي. يتراوح نصف قطر هذه الكائنات من 0.9 إلى 1.1 ثانية. ص ، الوزن - من 0.8 إلى 1.1 ثانية. م يتراوح السطوع من 0.4 إلى 1.2 ثانية. مع. خطوط الهيدروجين غير محسوسة تقريبًا ، والخطوط المعدنية قوية جدًا.
أبرد وأصغر النجوم من الفئة M. درجة حرارتها 2.5 - 3.5 ألف كلفن فقط ويبدو أنها حمراء ، على الرغم من أن هذه الأجسام في الواقع برتقالية حمراء. كتلة النجوم في حدود 0.3 إلى 0.8 ثانية. م ، نصف القطر - من 0.4 إلى 0.9 ثانية. تم العثور على R. اللمعان - فقط 0.04 - 0.4 ثانية. مع. هذه نجوم تحتضر. فقط الأقزام البنية التي تم اكتشافها مؤخرًا تكون أكثر برودة منها. تم تخصيص فئة منفصلة M-T لهم.