كل شخص يعرف كيف تبدو النجوم في السماء. أضواء صغيرة ومشرقة. في العصور القديمة، لم يتمكن الناس من التوصل إلى تفسير لهذه الظاهرة. كانت النجوم تعتبر عيون الآلهة، وأرواح الأجداد المتوفين، والأوصياء والحماة، الذين يحمون سلام الإنسان في ظلام الليل. ثم لم يكن من الممكن أن يعتقد أحد أن الشمس كانت أيضًا نجمًا.

ما هو النجم

لقد مرت قرون عديدة قبل أن يفهم الناس ما هي النجوم. أنواع النجوم وخصائصها وأفكار حول العمليات الكيميائية والفيزيائية التي تحدث هناك - هذا مجال جديد من المعرفة. لم يكن بمقدور علماء الفلك القدماء حتى أن يتخيلوا أن مثل هذا النجم لم يكن في الواقع ضوءًا صغيرًا على الإطلاق، ولكنه كرة بحجم لا يمكن تصوره من الغاز الساخن تحدث فيها التفاعلات

الاندماج النووي الحراري. هناك مفارقة غريبة في حقيقة أن ضوء النجوم الخافت هو التوهج المبهر للتفاعل النووي، والدفء الدافئ للشمس هو الحرارة الوحشية لملايين كلفن.

جميع النجوم التي يمكن رؤيتها في السماء بالعين المجردة تقع في المجرة درب التبانة. والشمس أيضًا جزء منها وتقع في أطرافها. من المستحيل أن نتخيل كيف ستبدو سماء الليل لو كانت الشمس في مركز درب التبانة. بعد كل شيء، عدد النجوم في هذه المجرة أكثر من 200 مليار.

قليلا عن تاريخ علم الفلك

يمكن لعلماء الفلك القدماء أيضًا أن يخبروا أشياء غير عادية ومثيرة للاهتمام عن النجوم في السماء. لقد حدد السومريون بالفعل الأبراج الفردية ودائرة البروج، وكانوا أول من حسب تقسيم الزاوية الكاملة على 360 0 . كما قاموا بإنشاء التقويم القمري وتمكنوا من مزامنته مع التقويم الشمسي. اعتقد المصريون أن الأرض موجودة في الفضاء، لكنهم عرفوا أيضًا أن عطارد والزهرة يدوران حول الشمس.

في الصين، تمت دراسة علم الفلك كعلم بالفعل في نهاية الألفية الثالثة قبل الميلاد. ه، و

ظهرت المراصد الأولى في القرن الثاني عشر. قبل الميلاد ه. لقد درسوا القمر و كسوف الشمس، بعد أن تمكنا من فهم قضيتهم وحتى حساب تواريخ التوقعات، لاحظنا زخات الشهبومسارات المذنبات.

عرف الإنكا القدماء الاختلافات بين النجوم والكواكب. وهناك أدلة غير مباشرة على أنهم كانوا على علم بالجاليليين وعدم وضوح الخطوط العريضة لقرص الزهرة بسبب وجود غلاف جوي على الكوكب.

تمكن الإغريق القدماء من إثبات كروية الأرض وطرح الافتراض القائل بأن النظام كان مركزيًا للشمس. لقد حاولوا حساب قطر الشمس، وإن كان ذلك خطأً. لكن الإغريق كانوا أول من اقترح من حيث المبدأ أن الشمس أكثر من الأرضقبل ذلك، كان الجميع، بالاعتماد على الملاحظات البصرية، يفكرون بشكل مختلف. أنشأ هيبارخوس اليوناني لأول مرة كتالوجًا للنجوم البارزة وتم تحديدهم أنواع مختلفةالنجوم تصنيف النجوم في هذا عمل علميعلى أساس شدة التوهج. حدد هيبارخوس 6 فئات من السطوع؛ في المجموع كان هناك 850 نجمًا بارزًا في الكتالوج.

ما الذي اهتم به علماء الفلك القدماء؟

التصنيف الأصلي للنجوم كان يعتمد على سطوعها. بعد كل شيء، هذا المعيار هو الوحيد المتاح لعالم الفلك المسلح فقط بالتلسكوب. تم تقديم ألمع النجوم أو تلك التي تتمتع بخصائص مرئية فريدة الأسماء الصحيحة، ولكل أمة خاصة بها. إذن، دينب وريجيل وألغول هي أسماء عربية، وسيريوس هي أسماء لاتينية، وأنتاريس هي أسماء يونانية. النجم القطبي في كل أمة له اسمه الخاص. ربما يكون هذا أحد أهم النجوم "بالمعنى العملي". إحداثياته ​​في سماء الليل لا تتغير رغم دوران الأرض. إذا تحركت النجوم الأخرى عبر السماء، من شروق الشمس إلى غروبها، فإن نجم الشمال لا يغير موقعه. لذلك، كان البحارة والمسافرون يستخدمون كدليل موثوق به. بالمناسبة، خلافا للاعتقاد السائد، هذا ليس ألمع نجم في السماء. ولا يبرز النجم القطبي بأي شكل من الأشكال خارجيا، لا في الحجم ولا في شدة توهجه. لا يمكنك العثور عليه إلا إذا كنت تعرف مكان البحث. يقع في نهاية "مقبض الجرافة" لـ Ursa Minor.

على ماذا يعتمد تصنيف النجوم؟

من غير المرجح أن يذكر علماء الفلك المعاصرون، الذين يجيبون على سؤال حول أنواع النجوم الموجودة، سطوع التوهج أو الموقع في سماء الليل. ربما كرحلة تاريخية أو في محاضرة مخصصة لجمهور بعيد تمامًا عن علم الفلك.

ويستند التصنيف الحديث للنجوم على التحليل الطيفي. في هذه الحالة، يُشار أيضًا عادةً إلى كتلة الجسم السماوي وسطوعه ونصف قطره. وتعطى جميع هذه المؤشرات بالنسبة للشمس، أي أن خصائصها هي التي تؤخذ كوحدات قياس.

يعتمد تصنيف النجوم على معيار مثل الحجم المطلق. هذه هي درجة السطوع الظاهرة بدون غلاف جوي، وتقع تقليديًا على مسافة 10 فرسخ فلكي من نقطة المراقبة.

بالإضافة إلى ذلك، يتم أخذ اختلافات السطوع وحجم النجم بعين الاعتبار. يتم تحديد أنواع النجوم حاليًا من خلال فئتها الطيفية، وبمزيد من التفصيل، من خلال فئتها الفرعية. قام عالما الفلك راسل وهيرتزسبرونج بشكل مستقل بتحليل العلاقة بين اللمعان ودرجة حرارة السطح المطلقة والطبقة الطيفية للنجوم. لقد رسموا مخططًا بمحاور الإحداثيات المقابلة ووجدوا أن النتيجة لم تكن فوضوية على الإطلاق. كانت النجوم البارزة على الرسم البياني موجودة في مجموعات يمكن تمييزها بوضوح. يسمح الرسم البياني، بمعرفة الفئة الطيفية للنجم، بتحديد حجمه المطلق بدقة تقريبية على الأقل.

كيف تولد النجوم

وقد قدم هذا الرسم البياني دليلا واضحا لصالح النظرية الحديثةتطور البيانات الأجرام السماوية. يوضح الرسم البياني بوضوح أن الفئة الأكثر عددًا هي تلك التي تنتمي إلى ما يسمى ب التسلسل الرئيسيالنجوم. أنواع النجوم التي تنتمي إلى هذا الجزء هي الأكثر شيوعًا هذه اللحظةفي نقطة تطور الكون. هذه هي مرحلة تطور النجم، حيث يتم تعويض الطاقة المنفقة على الإشعاع بتلك التي يتم تلقيها خلاله رد فعل نووي حراري. يتم تحديد مدة البقاء في هذه المرحلة من التطور من خلال كتلة الجسم السماوي ونسبة العناصر الأثقل من الهيليوم.

تنص النظرية المقبولة عمومًا حاليًا لتطور النجوم على أنه في البداية

في مرحلة التطور، يكون النجم عبارة عن سحابة غازية عملاقة مفرغة. تحت تأثير جاذبيتها، تنكمش، وتتحول تدريجياً إلى كرة. كلما كان الضغط أقوى، كلما تحولت طاقة الجاذبية إلى طاقة حرارية. يسخن الغاز، وعندما تصل درجة الحرارة إلى 15-20 مليون كلفن، يبدأ تفاعل نووي حراري في النجم حديث الولادة. بعد ذلك، تتوقف عملية ضغط الجاذبية.

الفترة الرئيسية لحياة النجم

في البداية، تسود تفاعلات دورة الهيدروجين في أعماق النجم الشاب. هذه هي أطول فترة في حياة النجم. يتم تمثيل أنواع النجوم في هذه المرحلة من التطور في التسلسل الرئيسي الأكثر ضخامة في المخطط الموصوف أعلاه. وبمرور الوقت، ينفد الهيدروجين الموجود في قلب النجم، ويتحول إلى هيليوم. بعد ذلك، يصبح الاحتراق النووي الحراري ممكنًا فقط في محيط النواة. ويصبح النجم أكثر سطوعا، وتتوسع طبقاته الخارجية بشكل كبير، وتنخفض درجة حرارته. يتحول الجرم السماوي إلى عملاق أحمر. هذه الفترة من حياة النجم

أقصر بكثير من السابق. ولم تتم دراسة مصيرها الإضافي إلا قليلاً. هناك افتراضات مختلفة، ولكن لم يتم تلقي تأكيد موثوق به حتى الآن. النظرية الأكثر شيوعًا هي أنه عندما يكون هناك الكثير من الهيليوم، فإن قلب النجم، غير قادر على تحمل كتلته، ينكمش. ترتفع درجة الحرارة حتى يدخل الهيليوم في تفاعل نووي حراري. وتؤدي درجات الحرارة الهائلة إلى توسع آخر، ويتحول النجم إلى عملاق أحمر. مزيد من المصيرالنجم، وفقا للعلماء، يعتمد على كتلته. لكن النظريات المتعلقة بهذا هي مجرد نتيجة لعمليات المحاكاة الحاسوبية، ولم تؤكدها الملاحظات.

نجوم التبريد

من المفترض أن العمالقة الحمراء ذات الكتلة المنخفضة سوف تتقلص وتتحول إلى أقزام وتبرد تدريجياً. النجوم معدل الوزنيمكن أن يتحول إلى، بينما في وسط مثل هذا التكوين، سيستمر القلب، الخالي من الأغطية الخارجية، في الوجود، ويبرد تدريجياً ويتحول إلى قزم أبيض. إذا أصدر النجم المركزي كمية كبيرة من الأشعة تحت الحمراء، فستنشأ الظروف لتنشيط الميزر الكوني في الغلاف الغازي المتوسع للسديم الكوكبي.

يمكن للنجوم الضخمة، عند ضغطها، أن تصل إلى مستوى من الضغط يتم فيه ضغط الإلكترونات حرفيًا النوى الذريةوتحولها إلى نيوترونات. لأن بين

ولا تملك هذه الجسيمات قوى تنافر كهروستاتيكية، ويمكن للنجم أن يتقلص إلى حجم عدة كيلومترات. علاوة على ذلك، فإن كثافته ستتجاوز كثافة الماء بمقدار 100 مليون مرة. ويسمى مثل هذا النجم بالنجم النيوتروني وهو في الواقع نواة ذرية ضخمة.

تستمر النجوم فائقة الكتلة في الوجود، حيث يتم تصنيعها على التوالي في عملية التفاعلات النووية الحرارية من الهيليوم - الكربون، ثم الأكسجين، ومنه - السيليكون، وأخيراً الحديد. في هذه المرحلة من التفاعل النووي الحراري، يحدث انفجار سوبر نوفا. ويمكن للمستعرات الأعظم بدورها أن تتحول إلى نجوم نيوترونية، أو إذا كانت كتلتها كبيرة بدرجة كافية، فإنها تستمر في الانهيار إلى حد حرج وتشكل ثقوبًا سوداء.

أبعاد

يمكن تنفيذ 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 وعمالقة فائقة. بالمناسبة، الشمس نفسها مجرد قزم. يمكن أن يصل نصف قطر النجوم النيوترونية إلى بضعة كيلومترات فقط. وسوف يتناسب العملاق تمامًا مع مدار كوكب المريخ. يمكن أن يشير حجم النجم أيضًا إلى كتلته. ويرتبط ارتباطًا وثيقًا بقطر النجم. كلما كان النجم أكبر كلما انخفضت كثافته، والعكس صحيح، كلما كان النجم أصغر كلما زادت كثافته. هذا المعيار لا يختلف كثيرا. هناك عدد قليل جدًا من النجوم التي تكون أكبر أو أصغر بعشر مرات من الشمس. تقع معظم النجوم اللامعة ضمن النطاق من 60 إلى 0.03 الكتل الشمسية. تبلغ كثافة الشمس، كمؤشر البداية، 1.43 جم/سم 3 . تصل كثافة الأقزام البيضاء إلى 10 12 جم/سم 3، ويمكن أن تكون كثافة العمالقة الخارقين المخلخلين أقل بملايين المرات من كثافة الشمس.

في التصنيف القياسي للنجوم، يكون مخطط التوزيع الشامل على النحو التالي. تشمل النجوم الصغيرة النجوم المضيئة ذات الكتلة من 0.08 إلى 0.5 شمسي. معتدل - من 0.5 إلى 8 كتل شمسية، وضخم - من 8 أو أكثر.

تصنيف النجوم . من الأزرق إلى الأبيض

تصنيف النجوم حسب اللون لا يعتمد في الواقع على التوهج المرئي للجسم، بل على الخصائص الطيفية. يتم تحديد طيف الانبعاث لجسم ما التركيب الكيميائيالنجوم، درجة حرارتها تعتمد عليها.

الأكثر شيوعا هو تصنيف هارفارد، الذي تم إنشاؤه في بداية القرن العشرين. وفقا للمعايير المقبولة في ذلك الوقت، فإن تصنيف النجوم حسب اللون ينطوي على تقسيمها إلى 7 أنواع.

وهكذا، فإن النجوم ذات أعلى درجة حرارة، من 30 إلى 60 ألف كلفن، تصنف على أنها نجوم من الدرجة O. وهي اللون الأزرقتصل كتلة هذه الأجرام السماوية إلى 60 كتلة شمسية (s.m.) ونصف القطر - 15 نصف قطر شمسي (s.r.). خطوط الهيدروجين والهيليوم في طيفهم ضعيفة جدًا. يمكن أن يصل لمعان هذه الأجرام السماوية إلى مليون و 400 ألف لمعان شمسي (s.s.).

تشمل نجوم الفئة ب النجوم المضيئة بدرجات حرارة تتراوح من 10 إلى 30 ألف كلفن. وهي أجرام سماوية ذات لون أبيض-أزرق، وتبدأ كتلتها من 18 ثانية. م، ونصف القطر من 7 ث. م.أقل لمعان للأجسام من هذه الفئة هو 20 ألف ثانية. ق، وتتكثف خطوط الهيدروجين في الطيف، لتصل إلى قيم متوسطة.

نجوم الفئة (أ) تتراوح درجات حرارتها بين 7.5 إلى 10 آلاف كلفن أبيض. الحد الأدنى لكتلة هذه الأجرام السماوية يبدأ من 3.1 ثانية. م ، ونصف القطر من 2.1 ثانية. ر. يتراوح لمعان الأجسام من 80 إلى 20 ألف ثانية. مع. وتكون خطوط الهيدروجين في طيف هذه النجوم قوية، وتظهر الخطوط المعدنية.

كائنات الفئة F هي في الواقع ذات لون أصفر-أبيض، ولكنها تظهر باللون الأبيض. تتراوح درجة حرارتها من 6 إلى 7.5 ألف كلفن، وتتراوح الكتلة من 1.7 إلى 3.1 سم، ونصف القطر من 1.3 إلى 2.1 ثانية. ر. يتراوح لمعان هذه النجوم من 6 إلى 80 ثانية. مع. تضعف خطوط الهيدروجين في الطيف، وعلى العكس من ذلك، تتقوى خطوط المعادن.

وهكذا، فإن جميع أنواع النجوم البيضاء تقع ضمن الفئات من A إلى F. وبعد ذلك، حسب التصنيف، النجوم المضيئة الصفراء والبرتقالية.

النجوم الصفراء والبرتقالية والحمراء

تتراوح أنواع النجوم في اللون من الأزرق إلى الأحمر مع انخفاض درجة الحرارة وانخفاض حجم الجسم ولمعانه.

نجوم الفئة G، والتي تشمل الشمس، تصل درجات حرارتها من 5 إلى 6 آلاف كلفن اللون الأصفر. تتراوح كتلة هذه الأجسام من 1.1 إلى 1.7 ثانية. م، نصف القطر - من 1.1 إلى 1.3 ثانية. ر. اللمعان - من 1.2 إلى 6 ثواني. مع. الخطوط الطيفية للهيليوم والمعادن مكثفة، وخطوط الهيدروجين تصبح أضعف.

النجوم التي تنتمي إلى الفئة K تبلغ درجة حرارتها من 3.5 إلى 5 آلاف كلفن. وهي تبدو باللون الأصفر البرتقالي، لكن اللون الحقيقي لهذه النجوم هو اللون البرتقالي. 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 تكاد تكون غير مرئية، والخطوط المعدنية قوية جدًا.

أبرد وأصغر النجوم هي فئة M. درجة حرارتها هي 2.5 - 3.5 ألف كلفن فقط وتظهر باللون الأحمر، على الرغم من أن هذه الأجسام في الواقع ذات لون برتقالي-أحمر. تتراوح كتلة النجوم من 0.3 إلى 0.8 ثانية. م، نصف القطر - من 0.4 إلى 0.9 ثانية. ر. اللمعان هو 0.04 - 0.4 ثانية فقط. مع. هؤلاء هم النجوم المحتضرون. الأقزام البنية المكتشفة مؤخرًا هي أكثر برودة منها. تم تخصيص فصل M-T منفصل لهم.

تختلف النجوم التي نلاحظها من حيث اللون والسطوع. يعتمد سطوع النجم على كتلته وعلى بعده. ويعتمد لون التوهج على درجة الحرارة على سطحه. أروع النجوم حمراء. والأكثر سخونة لها لون مزرق. الأبيض و النجوم الزرقاء- الأكثر سخونة، ودرجة حرارتها أعلى من درجة حرارة الشمس. ينتمي نجمنا الشمس إلى فئة النجوم الصفراء.

كم عدد النجوم الموجودة في السماء؟
يكاد يكون من المستحيل حساب عدد النجوم تقريبًا في ذلك الجزء المعروف لنا من الكون. ولا يمكن للعلماء إلا أن يقولوا إنه قد يكون هناك حوالي 150 مليار نجم في مجرتنا التي تسمى درب التبانة. ولكن هناك مجرات أخرى! لكن الناس يعرفون بدقة أكبر عدد النجوم التي يمكن رؤيتها من سطح الأرض بالعين المجردة. هناك حوالي 4.5 ألف من هذه النجوم.

كيف تولد النجوم؟
إذا أضاءت النجوم، فهل يعني ذلك أن هناك من يحتاج إليها؟ في لا نهاية لها الفضاء الخارجيهناك دائمًا جزيئات من أبسط مادة في الكون - الهيدروجين. في مكان ما يوجد كمية أقل من الهيدروجين، وفي مكان آخر أكثر. تحت تأثير قوى التجاذب المتبادلة، تنجذب جزيئات الهيدروجين لبعضها البعض. يمكن أن تستمر عمليات الجذب هذه لفترة طويلة جدًا - ملايين وحتى مليارات السنين. ولكن عاجلاً أم آجلاً، تنجذب جزيئات الهيدروجين بالقرب من بعضها البعض بحيث تتشكل سحابة غازية. مع مزيد من الجذب، تبدأ درجة الحرارة في وسط هذه السحابة في الارتفاع. سوف تمر ملايين السنين الأخرى، وقد ترتفع درجة الحرارة في سحابة الغاز كثيرًا بحيث يبدأ تفاعل الاندماج النووي الحراري - سيبدأ الهيدروجين في التحول إلى هيليوم وسيظهر نجم جديد في السماء. أي نجم هو كرة غاز ساخنة.

عمر النجوم يختلف بشكل كبير. لقد وجد العلماء أنه كلما زادت كتلة النجم حديث الولادة، قصر عمره. يمكن أن يتراوح عمر النجم من مئات الملايين من السنين إلى مليارات السنين.

سنة ضوئية
السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها شعاع ضوئي في سنة واحدة بسرعة 300 ألف كيلومتر في الثانية. وهناك 31.536.000 ثانية في السنة! إذن، من أقرب نجم لنا، المسمى بروكسيما سنتوري، يسافر شعاع من الضوء لأكثر من أربع سنوات (4.22 سنة ضوئية)! هذا النجم يبعد عنا 270 ألف مرة عن الشمس. وبقية النجوم بعيدة عنا بكثير - عشرات ومئات وآلاف وحتى ملايين السنين الضوئية منا. ولهذا السبب تبدو النجوم صغيرة جدًا بالنسبة لنا. وحتى في أقوى التلسكوب، على عكس الكواكب، فهي مرئية دائمًا كنقاط.

ما هي "كوكبة"؟
منذ العصور القديمة، نظر الناس إلى النجوم ورأوا في الأشكال الغريبة التي تشكل مجموعات من النجوم الساطعة وصور الحيوانات والأبطال الأسطوريين. بدأت تسمى هذه الأرقام في السماء بالأبراج. وعلى الرغم من أن النجوم التي يشملها الأشخاص في كوكبة معينة تكون قريبة بصريًا من بعضها البعض في السماء، إلا أنه في الفضاء الخارجي يمكن وضع هذه النجوم على مسافة كبيرة من بعضها البعض. أشهر الأبراج هي Ursa Major و Ursa Minor. والحقيقة هي أن كوكبة Ursa Minor تضم النجم القطبي الذي يشار إليه القطب الشماليكوكبنا الأرض. ومعرفة كيفية العثور على نجم الشمال في السماء، سيتمكن أي مسافر وملاح من تحديد مكان الشمال والتنقل في المنطقة.

المستعرات الأعظمية
تبدأ بعض النجوم، في نهاية حياتها، فجأة في التوهج أكثر سطوعًا بآلاف وملايين المرات من المعتاد، وتقذف كتلًا هائلة من المادة إلى الفضاء المحيط بها. من الشائع أن يحدث انفجار سوبر نوفا. يتلاشى وهج المستعر الأعظم تدريجيًا، وفي النهاية لا يبقى في مكان هذا النجم سوى سحابة مضيئة. وقد لاحظ علماء الفلك القدماء انفجارًا مماثلًا للمستعر الأعظم في العالمين القريب والبعيد الشرق الأقصى 4 يوليو 1054. استمر اضمحلال هذا المستعر الأعظم 21 شهرًا. والآن في مكان هذا النجم يوجد سديم السرطان المعروف لدى الكثير من محبي علم الفلك.

لتلخيص هذا القسم، نلاحظ ذلك

الخامس. أنواع النجوم

التصنيف الطيفي الأساسي للنجوم:

الأقزام البنية

الأقزام البنية هي نوع من النجوم فيها التفاعلات النوويةلا يمكن أبدًا تعويض فقدان الطاقة بسبب الإشعاع. لفترة طويلة، كانت الأقزام البنية كائنات افتراضية. تم التنبؤ بوجودها في منتصف القرن العشرين، بناءً على أفكار حول العمليات التي تحدث أثناء تكوين النجوم. ومع ذلك، في عام 2004، تم اكتشاف القزم البني لأول مرة. حتى الآن، تم اكتشاف الكثير من النجوم من هذا النوع. فئتهم الطيفية هي M - T. ومن الناحية النظرية، هناك فئة أخرى مميزة - المعينة Y.

الأقزام البيضاء

بعد فترة وجيزة من وميض الهيليوم، "يشتعل" الكربون والأكسجين؛ يؤدي كل حدث من هذه الأحداث إلى إعادة هيكلة قوية للنجم وحركته السريعة على طول مخطط هيرتزسبرونج-راسل. يزداد حجم الغلاف الجوي للنجم أكثر، ويبدأ في فقدان الغاز بشكل مكثف في شكل تيارات متناثرة من الرياح النجمية. يعتمد مصير الجزء المركزي من النجم كليًا على كتلته الأولية: يمكن أن ينهي قلب النجم تطوره قزم ابيض(النجوم منخفضة الكتلة)، إذا تجاوزت كتلتها في مراحل لاحقة من التطور حد شاندراسيخار - كما النجم النيوتروني(النجم النابض) إذا تجاوزت الكتلة حد أوبنهايمر-فولكوف - كيف الثقب الأسود. في الحالتين الأخيرتين، كان اكتمال تطور النجوم مصحوبًا بأحداث كارثية - انفجارات السوبرنوفا.
الغالبية العظمى من النجوم، بما في ذلك الشمس، تنتهي من تطورها بالانكماش حتى يوازن ضغط الإلكترونات المتحللة الجاذبية. وفي هذه الحالة، عندما يتناقص حجم النجم مائة مرة، وتصبح كثافته أعلى من كثافة الماء بمليون مرة، يسمى النجم بالقزم الأبيض. إنه محروم من مصادر الطاقة، وبعد أن يبرد تدريجيا، يصبح مظلما وغير مرئي.

العمالقة الحمر

العمالقة الحمراء والعملاقة الفائقة هي نجوم ذات درجة حرارة فعالة منخفضة إلى حد ما (3000 - 5000 كلفن)، ولكن مع لمعان هائل. الحجم المطلق النموذجي لمثل هذه الأجسام هو 3m-0m(I و الدرجة الثالثةاللمعان). يتميز طيفها بوجود نطاقات امتصاص جزيئية، ويحدث الحد الأقصى للانبعاث في نطاق الأشعة تحت الحمراء.

النجوم المتغيرة

النجم المتغير هو نجم تغير سطوعه مرة واحدة على الأقل خلال تاريخ رصده بالكامل. هناك العديد من أسباب التباين ويمكن ربطها ليس فقط بـ العمليات الداخلية: إذا كان النجم مزدوجًا وكان خط الرؤية يقع أو كان على زاوية طفيفة من مجال الرؤية، فإن نجمًا واحدًا يمر عبر قرص النجم سوف يكسوفه، وقد يتغير السطوع أيضًا إذا كان الضوء من يمر النجم عبر مجال جاذبية قوي. ومع ذلك، في معظم الحالات، يرتبط التباين بعمليات داخلية غير مستقرة. في احدث اصداريعتمد الفهرس العام للنجوم المتغيرة التقسيم التالي:
النجوم المتغيرة المتفجرة- هذه هي النجوم التي يتغير سطوعها بسبب العمليات العنيفة والتوهجات في كروموسفيرها وإكليلها. يحدث التغير في اللمعان عادة بسبب التغيرات في الغلاف أو فقدان الكتلة في شكل رياح نجمية متغيرة الشدة و/أو التفاعل مع الوسط بين النجوم.
النجوم المتغيرة النابضةهي النجوم التي تظهر توسعًا وانكماشًا دوريًا لطبقاتها السطحية. يمكن أن تكون النبضات شعاعية أو غير شعاعية. النبضات الشعاعية للنجم تترك شكله كروي، بينما النبضات غير الشعاعية تتسبب في انحراف شكل النجم عن الشكل الكروي، وقد تكون المناطق المجاورة للنجم في أطوار متقابلة.
النجوم المتغيرة الدوارة- هي النجوم التي يكون توزيع سطوعها على السطح غير منتظم و/أو لها شكل غير إهليلجي، ونتيجة لذلك، عندما تدور النجوم، يسجل الراصد تقلبها. قد يكون سبب عدم التجانس في سطوع السطح هو البقع أو عدم التجانس الحراري أو الكيميائي الناجم عن المجالات المغناطيسيةوالتي لا تتطابق محاورها مع محور دوران النجم.
النجوم المتغيرة الكارثية (المتفجرة والشبيهة بالمستعرات).. إن تقلب هذه النجوم ناتج عن الانفجارات التي تحدث بسبب عمليات انفجارية في طبقاتها السطحية (المستعرات) أو في أعماقها (المستعرات الأعظم).
كسوف الأنظمة الثنائية.
الأنظمة الثنائية المتغيرة البصرية مع انبعاث الأشعة السينية الصلبة
أنواع متغيرة جديدة- أنواع التباين التي تم اكتشافها أثناء نشر الكتالوج وبالتالي لم يتم تضمينها في الفئات المنشورة بالفعل.

جديد

نوفا هو نوع من المتغيرات الكارثية. لا يتغير سطوعها بشكل حاد مثل سطوع المستعرات الأعظم (على الرغم من أن اتساعها يمكن أن يصل إلى 9 أمتار): قبل أيام قليلة من الحد الأقصى، يكون النجم أكثر خفوتا بمقدار 2 متر فقط. يحدد عدد هذه الأيام فئة المستعرات التي ينتمي إليها النجم:
سريع جدًا إذا كانت هذه المرة (المشار إليها بـ t2) أقل من 10 أيام.
سريع - 11 بطيء جدًا: 151 بطيء للغاية، ويظل قريبًا من الحد الأقصى لسنوات.

هناك اعتماد على الحد الأقصى للسطوع للمستعر على t2. في بعض الأحيان يتم استخدام هذا الاعتماد لتحديد المسافة إلى النجم. يتصرف الحد الأقصى للتوهج بشكل مختلف في نطاقات مختلفة: عندما يكون هناك بالفعل انخفاض في الإشعاع في النطاق المرئي، فإنه لا يزال ينمو في الأشعة فوق البنفسجية. إذا لوحظ وميض أيضًا في نطاق الأشعة تحت الحمراء، فلن يتم الوصول إلى الحد الأقصى إلا بعد أن ينحسر الوهج في الأشعة فوق البنفسجية. وبالتالي، فإن اللمعان البوليمري أثناء التوهج يظل دون تغيير لفترة طويلة.

في مجرتنا، يمكن التمييز بين مجموعتين من المستعرات: الأقراص الجديدة (في المتوسط، تكون أكثر سطوعًا وأسرع)، والانتفاخات الجديدة، وهي أبطأ قليلاً، وبالتالي أضعف قليلاً.

المستعرات الأعظمية

المستعرات الأعظم هي نجوم تنتهي تطورها بعملية انفجارية كارثية. تم استخدام مصطلح "المستعرات الأعظم" لوصف النجوم التي اندلعت كثيرًا (من حيث الحجم) بقوة أكبر من ما يسمى "المستعرات". في الواقع، لا أحد ولا الآخر جديدان فيزيائيًا، فالنجوم الموجودة تتوهج دائمًا. لكن في العديد من الحالات التاريخية، اشتعلت تلك النجوم التي كانت في السابق غير مرئية عمليًا أو كليًا في السماء، مما خلق تأثير ظهور نجم جديد. يتم تحديد نوع المستعر الأعظم من خلال وجود خطوط الهيدروجين في طيف التوهج. إذا كان موجودًا، فهو مستعر أعظم من النوع الثاني، وإذا لم يكن موجودًا، فهو مستعر أعظم من النوع الأول.

هايبرنوفا

Hypernova - انهيار نجم ثقيل بشكل استثنائي بعد عدم وجود مصادر أخرى لدعم التفاعلات النووية الحرارية؛ بمعنى آخر، إنه مستعر أعظم كبير جدًا. منذ أوائل التسعينيات، لوحظت انفجارات نجمية قوية للغاية لدرجة أن قوة الانفجار تجاوزت قوة المستعر الأعظم العادي بنحو 100 مرة، كما تجاوزت طاقة الانفجار 1046 جول. بالإضافة إلى ذلك، كانت العديد من هذه الانفجارات مصحوبة بانفجارات قوية جدًا من أشعة جاما. وجدت دراسة مكثفة للسماء عدة حجج لصالح وجود المستعرات الفائقة، ولكن في الوقت الحالي تعتبر المستعرات الفائقة كائنات افتراضية. يُستخدم هذا المصطلح اليوم لوصف انفجارات النجوم التي تتراوح كتلتها من 100 إلى 150 كتلة شمسية أو أكثر. من الناحية النظرية، يمكن أن تشكل المستعرات الفائقة تهديدًا خطيرًا للأرض بسبب التوهج الإشعاعي القوي، لكن في الوقت الحالي لا توجد نجوم بالقرب من الأرض يمكن أن تشكل مثل هذا الخطر. وفقا لبعض البيانات، قبل 440 مليون سنة، كان هناك انفجار هايبر نوفا بالقرب من الأرض. ومن المحتمل أن يكون نظير النيكل قصير العمر 56Ni قد سقط على الأرض نتيجة لهذا الانفجار.

النجوم النيوترونية

في النجوم الأضخم من الشمس، لا يمكن أن يحتوي ضغط الإلكترونات المتحللة على ضغط النواة، ويستمر حتى تتحول معظم الجسيمات إلى نيوترونات، متراصة بإحكام بحيث يتم قياس حجم النجم بالكيلومترات، وكثافته. هو 280 تريليون. أضعاف كثافة الماء. يُسمى مثل هذا الجسم بالنجم النيوتروني؛ ويتم الحفاظ على توازنها عن طريق ضغط المادة النيوترونية المتحللة.

يعلم الجميع الحالات الفيزيائية الثلاث للمادة - الصلبة والسائلة والغازية.. ماذا يحدث لمادة عند تسخينها على التوالي إلى درجات حرارة عالية في حجم مغلق؟ - الانتقال المتتالي من حالة التجميع إلى أخرى: صلب – سائل – غاز(بسبب زيادة سرعة حركة الجزيئات مع زيادة درجة الحرارة). مع زيادة تسخين الغاز عند درجات حرارة أعلى من 1200 درجة مئوية، يبدأ تفكك جزيئات الغاز إلى ذرات، وعند درجات حرارة أعلى من 10000 درجة مئوية - التفكك الجزئي أو الكامل لذرات الغاز إلى الجزيئات الأولية المكونة لها - الإلكترونات والنواة الذرية. البلازما هي الحالة الرابعة للمادة التي تتدمر فيها جزيئات أو ذرات المادة جزئيا أو كليا تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة أو لأسباب أخرى. 99.9% من مادة الكون موجودة في حالة البلازما.

النجوم هي فئة من الأجسام الكونية كتلتها 1026 -1029 كجم. النجم هو جسم كوني كروي من البلازما الساخنة، وهو، كقاعدة عامة، في حالة توازن هيدروديناميكي وديناميكي حراري.

إذا اختل التوازن، يبدأ النجم بالنبض (حجمه، لمعانه وتغير درجة حرارته). يصبح النجم نجما متغيرا.

نجم متغيرهو نجم يتغير سطوعه (السطوع المرئي في السماء) مع مرور الوقت. قد تكون أسباب التباين هي العمليات الفيزيائية التي تحدث في داخل النجم. تسمى هذه النجوم المتغيرات المادية(على سبيل المثال، δ Cephei. بدأت تسمى النجوم المتغيرة المشابهة لها القيفاويات).

قابل و المتغيرات الكسوفالنجوم التي يكون تقلبها ناتجًا عن الكسوف المتبادل لمكوناتها(على سبيل المثال، β Persei - Algol. تم اكتشاف تقلبها لأول مرة في عام 1669 من قبل الاقتصادي والفلكي الإيطالي جيمينيانو مونتاناري).

كسوف النجوم المتغيرة دائما مزدوج, أولئك. تتكون من نجمين متباعدين بشكل وثيق. تتم الإشارة إلى النجوم المتغيرة في المخططات النجمية بدائرة:

النجوم ليست دائما كرات. إذا كان النجم يدور بسرعة كبيرة، فإن شكله ليس كرويًا. ينقبض النجم من القطبين ويصبح مثل اليوسفي أو اليقطين (على سبيل المثال، فيجا، ريجولوس). إذا كان النجم مزدوجا، فإن الانجذاب المتبادل لهذه النجوم لبعضها البعض يؤثر أيضا على شكلها. تصبح بيضاوية الشكل أو بطيخية الشكل (على سبيل المثال، مكونات النجم المزدوج β Lyrae أو Spica):

النجوم هي السكان الرئيسيون لمجرتنا (مجرتنا مكتوبة بحرف كبير). هناك حوالي 200 مليار نجم فيها. وبمساعدة أكبر التلسكوبات، لا يمكن رؤية سوى نصف بالمائة من إجمالي عدد النجوم في المجرة. أكثر من 95% من جميع المواد المرصودة في الطبيعة تتركز في النجوم. أما الـ 5% المتبقية فتتكون من الغاز بين النجوم والغبار وجميع الأجسام غير ذاتية الإضاءة.

بصرف النظر عن الشمس، فإن جميع النجوم بعيدة عنا لدرجة أنه حتى في أكبر التلسكوبات يتم ملاحظتها على شكل نقاط مضيئة ذات ألوان وتألق مختلفة. أقرب نظام إلى الشمس هو نظام α Centauri، ويتكون من ثلاثة نجوم. واحد منهم، وهو قزم أحمر يسمى بروكسيما، وهو أقرب النجوم. يبعد عنا 4.2 سنة ضوئية. إلى سيريوس - 8.6 سيفرت. سنوات إلى ألتير - شارع 17. سنين. إلى فيجا - ش 26 سنين. إلى نجم الشمال - 830 سيفرت. سنين. إلى دينب - 1500 سيفرت. سنين. لأول مرة في عام 1837، تمكن V.Ya من تحديد المسافة إلى نجم آخر (كان فيغا). ستروف.

النجم الأول الذي كان من الممكن الحصول على صورة للقرص (وحتى بعض المواقع عليه) هو منكب الجوزاء (α Orionis). ولكن هذا لأن قطر منكب الجوزاء أكبر بـ 500-800 مرة من قطر الشمس (النجم نابض). كما تم الحصول على صورة لقرص ألتير (α Aquila)، ولكن ذلك لأن الطائر هو أحد أقرب النجوم.

يعتمد لون النجوم على درجة حرارة طبقاتها الخارجية.نطاق درجة الحرارة - من 2000 إلى 60.000 درجة مئوية. أروع النجوم هي الحمراء، والأكثر سخونة هي الأزرق. من خلال لون النجم يمكنك الحكم على مدى حرارة طبقاته الخارجية.

أمثلة على النجوم الحمراء: قلب العقرب (α برج العقرب) ومنكب الجوزاء (α Orionis).

أمثلة على النجوم البرتقالية: الديبران (α Tauri)، أركتوروس (α بوتس) وبولوكس (β الجوزاء).

أمثلة على النجوم الصفراء: الشمس، كابيلا (α Aurigae) وتوليمان (α Centauri).

أمثلة على النجوم ذات اللون الأبيض المصفر: Procyon (α Canis Minor) وCanopus (α Carinae).

أمثلة على النجوم البيضاء: الشعرى اليمانية (α Canis Majoris)، فيجا (α Lyrae)، الطائر (α Eagle) ودينيب (α Cygnus).

أمثلة على النجوم المزرقة: Regulus (α Leo) وSpica (α Virgo).

نظرًا لحقيقة أن القليل جدًا من الضوء يأتي من النجوم، فإن العين البشرية قادرة على تمييز ظلال الألوان فقط من ألمعها. باستخدام المنظار، وحتى باستخدام التلسكوب (حيث يلتقط ضوءًا أكثر من العين)، يصبح لون النجوم أكثر وضوحًا.

تزداد درجة الحرارة مع العمق. حتى أبرد النجوم تصل درجات حرارتها إلى ملايين الدرجات في مراكزها. تبلغ درجة حرارة الشمس في مركزها حوالي 15,000,000 درجة مئوية (يُستخدم مقياس كلفن أيضًا - وهو مقياس لدرجات الحرارة المطلقة، ولكن عندما نتحدث عن درجات حرارة عالية جدًا، يمكن إهمال الفرق البالغ 273 درجة مئوية بين مقياس كلفن ومقياس مئوية).

ما الذي يسخن النجم الداخلي كثيرًا؟ اتضح أن هناك ما يحدث العمليات النووية الحراريةونتيجة لذلك يتم إطلاق كمية هائلة من الطاقة. ترجمت كلمة "ترمس" من اليونانية وتعني دافئة. العنصر الكيميائي الرئيسي الذي تتكون منه النجوم هو هيدروجين.وهذا هو الوقود للعمليات النووية الحرارية. وفي هذه العمليات تتحول نواة ذرات الهيدروجين إلى نواة ذرات الهيليوم، ويصاحب ذلك انطلاق الطاقة. يتناقص عدد نوى الهيدروجين في النجم، ويزداد عدد نوى الهيليوم. وبمرور الوقت، يتم تصنيع عناصر كيميائية أخرى في النجم. جميع العناصر الكيميائية التي تشكل جزيئات المواد المختلفة ولدت في أعماق النجوم."النجوم هي ماضي الإنسان، والإنسان هو مستقبل النجم"، كما يقولون مجازيا في بعض الأحيان.

تسمى عملية انبعاث الطاقة من النجم على شكل موجات وجسيمات كهرومغناطيسية إشعاع. تنبعث النجوم من الطاقة ليس فقط في شكل ضوء وحرارة، ولكن أيضًا في أنواع أخرى من الإشعاع - أشعة جاما والأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية والإشعاع الراديوي. بالإضافة إلى ذلك، تبعث النجوم تيارات من الجسيمات المحايدة والمشحونة. تشكل هذه التيارات الرياح النجمية. الرياح النجميةهي عملية تدفق المادة من النجوم إلى الفضاء الخارجي. ونتيجة لذلك، فإن كتلة النجوم تتناقص باستمرار وتدريجيا. إن الرياح النجمية القادمة من الشمس (الرياح الشمسية) هي التي تؤدي إلى ظهور الشفق القطبي على الأرض والكواكب الأخرى. وهي الرياح الشمسية التي تحرف ذيول المذنبات في الاتجاه المعاكس للشمس.

النجوم بالطبع لا تظهر من الفراغ (المسافة بين النجوم ليست فراغًا مطلقًا). المواد هي الغاز والغبار. وهي موزعة بشكل غير متساو في الفضاء، وتشكل سحبًا عديمة الشكل ذات كثافة منخفضة جدًا ومدى هائل - من سنة أو اثنتين إلى عشرات السنين الضوئية. تسمى هذه الغيوم منتشر السدم الغاز الغبار.درجة الحرارة فيها منخفضة جدًا - حوالي -250 درجة مئوية. لكن ليس كل سديم الغاز والغبار ينتج نجومًا. يمكن لبعض السدم أن تعيش لفترة طويلة بدون نجوم. ما هي الشروط الضرورية لبدء عملية ولادة النجوم؟ الأول هو كتلة السحابة. إذا لم يكن هناك ما يكفي من المادة، فبالطبع، لن يظهر النجم. ثانيا، الاكتناز. إذا كانت السحابة ممتدة وفضفاضة للغاية، فلا يمكن أن تبدأ عمليات ضغطها. حسنًا، وثالثًا، هناك حاجة إلى بذرة - أي. كتلة من الغبار والغاز، والتي ستصبح فيما بعد جنين نجم - نجم أولي. بروتوستار- هذا نجم في المرحلة الأخيرة من تكوينه. إذا تم استيفاء هذه الشروط، يبدأ ضغط الجاذبية وتسخين السحابة. تنتهي هذه العملية تشكيل النجوم- ظهور نجوم جدد . وتستغرق هذه العملية ملايين السنين. اكتشف علماء الفلك سدمًا تكون فيها عملية تكوين النجوم على قدم وساق - وقد أضاءت بعض النجوم بالفعل، وبعضها على شكل أجنة - نجوم أولية، ولا يزال السديم محفوظًا. ومن الأمثلة على ذلك سديم أوريون العظيم.

الخصائص الفيزيائية الرئيسية للنجم هي اللمعان والكتلة ونصف القطر(أو القطر)، والتي يتم تحديدها من الملاحظات. بمعرفتها، وكذلك التركيب الكيميائي للنجم (الذي يحدده طيفه)، من الممكن حساب نموذج للنجم، أي. الظروف الفيزيائية في أعماقه، لاستكشاف العمليات التي تحدث فيه.دعونا نتناول المزيد من التفاصيل حول الخصائص الرئيسية للنجوم.

وزن.ولا يمكن تقدير الكتلة بشكل مباشر إلا من خلال تأثير جاذبية النجم على الأجسام المحيطة. فكتلة الشمس، على سبيل المثال، تم تحديدها من الفترات المعروفة لثورة الكواكب المحيطة بها. لا يمكن ملاحظة الكواكب مباشرة في النجوم الأخرى. لا يمكن إجراء قياس موثوق للكتلة إلا بالنسبة للنجوم المزدوجة (باستخدام قانون كبلر الذي عممه نيوتن الثالث، ن)ثم الخطأ هو 20-60%). حوالي نصف النجوم الموجودة في مجرتنا مزدوجة. تتراوح الكتل النجمية من ≈0.08 إلى ≈100 كتلة شمسية.لا توجد نجوم كتلتها أقل من 0.08 كتلة شمسية، فهي ببساطة لا تتحول إلى نجوم، بل تظل أجسامًا مظلمة.النجوم التي تزيد كتلتها عن 100 كتلة شمسية نادرة للغاية. معظم النجوم لها كتلة أقل من 5 كتلة شمسية. مصير النجم يعتمد على كتلته، أي. السيناريو الذي بموجبه يتطور النجم ويتطور.تستخدم الأقزام الحمراء الصغيرة والباردة الهيدروجين بشكل مقتصد للغاية، وبالتالي تستمر حياتها لمئات المليارات من السنين. يبلغ عمر الشمس، وهي قزم أصفر، حوالي 10 مليارات سنة (لقد عاشت الشمس بالفعل حوالي نصف عمرها). تستهلك العمالقة الضخمة الهيدروجين بسرعة وتتلاشى خلال بضعة ملايين من السنين بعد ولادتها. كلما كان النجم أكثر ضخامة، كان مسار حياته أقصر.

ويقدر عمر الكون بـ 13.7 مليار سنة.ولذلك فإن النجوم التي يزيد عمرها عن 13.7 مليار سنة لا وجود لها بعد.

• النجوم ذات الكتلة 0,08 الكتل الشمسية هي الأقزام البنية. مصيرها هو الضغط والتبريد المستمر مع توقف جميع التفاعلات النووية الحرارية والتحول إلى أجسام تشبه الكواكب المظلمة.

• النجوم ذات الكتلة 0,08-0,5 تبدأ كتل الشمس (وهي دائمًا أقزام حمراء) بعد استخدام الهيدروجين في الضغط ببطء، بينما تسخن وتصبح قزمًا أبيض.
  

• النجوم ذات الكتلة 0,5-8 تتحول كتل الشمس في نهاية حياتها أولاً إلى عمالقة حمراء ثم إلى أقزام بيضاء. وتنتشر الطبقات الخارجية للنجم في الفضاء الخارجي على شكل السديم الكوكبي. غالبًا ما يكون السديم الكوكبي كرويًا أو حلقي الشكل.
  

• النجوم ذات الكتلة 8-10 يمكن أن تنفجر الكتل الشمسية في نهاية حياتها، أو يمكنها أن تتقدم في السن بهدوء، وتتحول أولاً إلى عمالقة حمراء عملاقة ثم إلى أقزام حمراء.

• نجوم ذات كتلة أكبر من 10 كتلة الشمس في نهاية حياتها، تصبح في البداية عمالقة حمراء عملاقة، ثم تنفجر على شكل مستعرات أعظم (المستعر الأعظم ليس نجمًا جديدًا، بل نجمًا قديمًا) ثم يتحول إلى نجوم نيوترونية أو يصبح ثقوبًا سوداء.
  

الثقوب السوداء- هذه ليست ثقوبًا في الفضاء الخارجي، بل أجسام (بقايا نجوم ضخمة) ذات كتلة وكثافة عالية جدًا. لا تتمتع الثقوب السوداء بقوى خارقة للطبيعة ولا سحرية، وليست "وحوش الكون". لديهم ببساطة مجال جاذبية قوي بحيث لا يمكن لأي إشعاع (لا مرئي - خفيف ولا غير مرئي) أن يتركهم. ولهذا السبب الثقوب السوداء غير مرئية. ومع ذلك، يمكن اكتشافها من خلال تأثيرها على النجوم والسدم المحيطة. الثقوب السوداء ظاهرة شائعة تمامًا في الكون ولا داعي للخوف منها. قد يكون هناك ثقب أسود هائل في مركز مجرتنا.

نصف القطر (أو القطر). تختلف أحجام النجوم بشكل كبير - من عدة كيلومترات (النجوم النيوترونية) إلى 2000 مرة قطر الشمس (العمالقة الفائقة). وكقاعدة عامة، كلما كان النجم أصغر، كلما زاد متوسط ​​كثافته.وفي النجوم النيوترونية تصل الكثافة إلى 1013 جم/سم3! كشتبان من هذه المادة سيزن 10 ملايين طن على الأرض. لكن كثافة العمالقة الفائقة أقل من كثافة الهواء على سطح الأرض.

أقطار بعض النجوم مقارنة بالشمس:

سيريوس وألتير أكبر بـ 1.7 مرة،

فيجا أكبر بـ 2.5 مرة،

Regulus أكبر بـ 3.5 مرة،

السماك الرامح أكبر بـ 26 مرة

القطبية أكبر بـ 30 مرة،

العارضة أكبر بـ 70 مرة،

دينب أكبر 200 مرة،

قلب العقرب أكبر بـ 800 مرة،

YV Canis Majoris أكبر بـ 2000 مرة (أكبر نجم معروف).

اللمعان هو إجمالي الطاقة المنبعثة من جسم ما (في هذه الحالة النجوم) لكل وحدة زمنية.عادة ما تتم مقارنة لمعان النجوم مع لمعان الشمس (يتم التعبير عن لمعان النجوم من خلال لمعان الشمس). سيريوس، على سبيل المثال، يبعث طاقة أكثر بـ 22 مرة من الشمس (ضياء سيريوس يساوي 22 شمسًا). لمعان فيجا 50 شمسًا، وضياء دينب 54000 شمس (دينب من أقوى النجوم).

يعتمد السطوع الظاهري (أو الأصح السطوع) لنجم في سماء الأرض على:

- المسافة إلى النجم.وإذا اقترب نجم منا فإن سطوعه الظاهري سيزداد تدريجيا. والعكس صحيح، فعندما يبتعد النجم عنا، فإن سطوعه الظاهري يتضاءل تدريجياً. إذا أخذت نجمين متطابقين، فإن النجم الأقرب إلينا سيظهر أكثر سطوعًا.

- على درجة حرارة الطبقات الخارجية.كلما كان النجم أكثر سخونة، كلما زادت الطاقة الضوئية التي يرسلها إلى الفضاء، وظهر أكثر سطوعًا. وإذا بردت النجمة، نقص سطوعها الظاهري في السماء. نجمان من نفس الحجم وعلى نفس المسافات منا سيظهران بنفس السطوع الظاهري، بشرط أن يبعثا نفس الكمية من الطاقة الضوئية، أي. لها نفس درجة حرارة الطبقات الخارجية. فإذا كان أحد النجوم أكثر برودة من الآخر، فسيظهر أقل سطوعًا.

- على الحجم (القطر).فإذا أخذت نجمين لهما نفس درجة حرارة الطبقات الخارجية (نفس اللون) ووضعتهما على نفس المسافة منا، فإن النجم الأكبر سيبعث المزيد من الطاقة الضوئية، وبالتالي سيظهر أكثر سطوعا في السماء.

- من امتصاص الضوء بواسطة سحب الغبار والغاز الكونية الموجودة في مسار خط البصر.كلما زادت سماكة طبقة الغبار الكوني، كلما امتصت المزيد من الضوء من النجم، وظهر النجم باهتًا. فإذا أخذنا نجمين متطابقين ووضعنا سديم الغاز والغبار أمام أحدهما، فسيظهر هذا النجم أقل سطوعا.

- من ارتفاع النجم فوق الأفق.يوجد دائمًا ضباب كثيف بالقرب من الأفق يمتص بعضًا من ضوء النجوم. بالقرب من الأفق (بعد شروق الشمس بقليل أو قبل غروبها مباشرة)، تظهر النجوم دائمًا باهتة عما كانت عليه عندما تكون في السماء.

من المهم جدًا عدم الخلط بين مفهومي "يظهر" و"يكون". يمكن للنجم يكونمشرقة جدا في حد ذاته، ولكن يبدوخافتة لأسباب مختلفة: لكبر المسافة إليها، لصغر حجمها، بسبب امتصاص ضوءها بواسطة الغبار الكوني أو الغبار الموجود في الغلاف الجوي للأرض. لذلك، عند الحديث عن سطوع نجم في سماء الأرض، يستخدمون هذه العبارة "السطوع الظاهر" أو "التألق".

كما ذكرنا سابقًا، توجد نجوم مزدوجة. ولكن هناك أيضًا ثلاثية (على سبيل المثال، α Centauri)، ورباعية (على سبيل المثال، ε Lyra)، وخمسة وستة (على سبيل المثال، Castor)، وما إلى ذلك. تسمى النجوم الفردية في النظام النجمي عناصر. تسمى النجوم التي تحتوي على أكثر من مكونين مضاعفاتالنجوم. ترتبط جميع مكونات النجم المتعدد بواسطة قوى الجاذبية المتبادلة (وهي تشكل نظامًا من النجوم) وتتحرك على طول مسارات معقدة.

إذا كان هناك العديد من المكونات، فهذا لم يعد نجما متعددا، ولكن عنقود نجمي. يميز كرةو مبعثرمجموعات النجوم. تحتوي العناقيد الكروية على العديد من النجوم القديمة وهي أقدم من العناقيد المفتوحة التي تحتوي على العديد من النجوم الشابة. العناقيد الكروية مستقرة تمامًا، لأن... فالنجوم الموجودة فيها على مسافات صغيرة من بعضها البعض وقوى التجاذب المتبادل بينها أكبر بكثير من تلك الموجودة بين نجوم العناقيد المفتوحة. وتتفرق المجموعات المفتوحة مع مرور الوقت.

توجد العناقيد المفتوحة عادةً في نطاق درب التبانة أو بالقرب منه. على العكس من ذلك، تقع العناقيد الكروية في السماء المرصعة بالنجوم بعيدا عن مجرة ​​درب التبانة.

يمكن رؤية بعض العناقيد النجمية في السماء حتى بالعين المجردة. على سبيل المثال، المجموعات المفتوحة القلائص والثريا (M 45) في برج الثور، المجموعة المفتوحة المهد (M 44) في السرطان، المجموعة الكروية M 13 في هرقل. يمكن رؤية الكثير منها من خلال المنظار.

ما هو لون النجوم؟ و لماذا؟

1. النجوم تأتي في جميع ألوان قوس قزح. لأن لديهم درجات حرارة وتكوين مختلفة.

2. 
   
   http://www.pockocmoc.ru/color.php

   
   

3. النجوم تأتي في مجموعة متنوعة من الألوان. Arcturus له صبغة صفراء برتقالية، Rigel أبيض-أزرق، Antares أحمر فاتح. يعتمد اللون السائد في طيف النجم على درجة حرارة سطحه. تتصرف القشرة الغازية للنجم تقريبًا مثل باعث مثالي (جسم أسود تمامًا) وتخضع تمامًا لقوانين الإشعاع الكلاسيكية التي وضعها إم. بلانك (1858-1947)، وجي. ستيفان (1835-1893) وفي. فيينا ( 1864-1928)، وربط درجة حرارة الجسم وطبيعة إشعاعاته. يصف قانون بلانك توزيع الطاقة في طيف الجسم. ويشير إلى أنه مع زيادة درجة الحرارة، يزداد التدفق الإشعاعي الإجمالي، ويتحول الحد الأقصى في الطيف نحو موجات أقصر. يتم تحديد الطول الموجي (بالسنتيمتر) الذي يحدث عنده الحد الأقصى للإشعاع بموجب قانون فيينا: lmax = 0.29/T. وهذا القانون هو الذي يفسر اللون الأحمر لعقرب العقرب (T = 3500 K) واللون المزرق لـ Rigel (T = 18000 K).

   تصنيف هارفارد الطيفي

   الدرجة الطيفية درجة الحرارة الفعالة، KColor
   O ——————————————— 2600035000 —————— الأزرق
   ب ———————————————1200025000 ———-أبيض-أزرق
   أ ———————————————— 800011000 ——————— أبيض
   F ————————————————-62007900 ———-أصفر-أبيض
   G ————————————————50006100 ——————-أصفر
   ك ————————————————-35004900 ————-برتقالي
   م ———————————————— 26003400 —————— احمر

4. شمسنا نجمة صفراء شاحبة. بشكل عام، النجوم لديها مجموعة واسعة من الألوان والظلال. يرجع الاختلاف في ألوان النجوم إلى اختلاف درجات حرارتها. ولهذا السبب يحدث هذا. والضوء كما هو معروف هو إشعاع موجي طوله الموجي قصير جداً. فإذا غيرنا طول هذا الضوء ولو قليلاً، فإن لون الصورة التي نراها سيتغير بشكل كبير. على سبيل المثال، الطول الموجي للضوء الأحمر أطول بمرة ونصف من الطول الموجي للضوء الأزرق.

   مجموعة من النجوم الملونة

   لقد صاغ العلماء قوانين فيزيائية تتعلق باللون ودرجة الحرارة. كلما زادت حرارة الجسم كلما زادت الطاقة الإشعاعية المنبعثة من سطحه وقصر طول الموجات المنبعثة. ولذلك، إذا بعث جسم أطوال موجية زرقاء، فإنه يكون أكثر سخونة من الجسم الذي ينبعث منه موجات حمراء.
   ذرات الغازات الساخنة في النجوم تنبعث منها فوتونات. كلما زادت سخونة الغاز، زادت طاقة الفوتونات وقصر طولها الموجي. لذلك، تنبعث النجوم الجديدة الأكثر سخونة في النطاق الأزرق والأبيض. عندما تستهلك النجوم وقودها النووي، فإنها تبرد. لذلك، تنبعث النجوم الباردة القديمة في النطاق الأحمر من الطيف. تنبعث النجوم في منتصف العمر، مثل الشمس، في النطاق الأصفر.
   شمسنا قريبة نسبيا منا، وبالتالي نرى لونها بوضوح. هناك نجوم أخرى بعيدة عنا لدرجة أنه حتى بمساعدة التلسكوبات القوية لا يمكننا أن نقول على وجه اليقين ما هو لونها. لتوضيح هذه المسألة، يستخدم العلماء مقياس الطيف، وهو أداة لتحديد التركيب الطيفي لضوء النجوم.

5. يعتمد الأمر على درجة الحرارة، الألوان الأكثر سخونة هي الأبيض والأزرق، وأبردها هو اللون الأحمر، ولكن حتى مع ذلك فإن درجة حرارتها أعلى من أي معدن منصهر.
6. هل الشمس بيضاء؟
7. إن إدراك اللون أمر شخصي بحت، ويعتمد على رد فعل شبكية العين للمراقب.
8. في السماء؟ أعلم أن هناك ألوانًا زرقاء وأخرى صفراء وأخرى بيضاء. ها هي شمسنا - قزم أصفر)))
9. النجوم تأتي بألوان مختلفة. تتميز درجات الحرارة الزرقاء بدرجة حرارة أعلى من درجات الحرارة الحمراء وطاقة إشعاعية أكبر من سطحها. كما أنها تأتي باللون الأبيض والأصفر والبرتقالي، وجميعها تقريبًا مصنوعة من الهيدروجين.
10. تأتي النجوم في مجموعة متنوعة من الألوان، تقريبًا جميع ألوان قوس قزح (على سبيل المثال: شمسنا صفراء، وريجل أبيض مزرق، وأنتاريس أحمر، وما إلى ذلك).

    يرجع الاختلاف في ألوان النجوم إلى اختلاف درجات حرارتها. ولهذا السبب يحدث هذا. والضوء كما هو معروف هو إشعاع موجي طوله الموجي قصير جداً. فإذا غيرنا طول هذا الضوء ولو قليلاً، فإن لون الصورة التي نراها سيتغير بشكل كبير. على سبيل المثال، الطول الموجي للضوء الأحمر أطول بمرة ونصف من الطول الموجي للضوء الأزرق.

    كما تعلم، عندما ترتفع درجة الحرارة، يبدأ المعدن الساخن أولاً في التوهج باللون الأحمر، ثم الأصفر، وأخيراً الأبيض. النجوم تتألق بطريقة مماثلة. الأحمر هو الأكثر برودة، والأبيض (أو حتى الأزرق!) هو الأكثر سخونة. سيكون للنجم المتوهج حديثًا لون يتوافق مع الطاقة المنبعثة في قلبه، وتعتمد شدة هذا الإطلاق بدوره على كتلة النجم. وبالتالي، فإن جميع النجوم العادية تكون أكثر برودة كلما زاد لونها الأحمر، إذا جاز التعبير. النجوم "الثقيلة" تكون ساخنة وبيضاء، بينما النجوم "الخفيفة" غير الضخمة تكون حمراء وباردة نسبيا. لقد قمنا بالفعل بتسمية درجات حرارة النجوم الأكثر سخونة وبرودة (انظر أعلاه). نحن نعلم الآن أن أعلى درجات الحرارة تتوافق مع النجوم الزرقاء، وأدنى درجات الحرارة تتوافق مع النجوم الحمراء. ولنوضح أننا في هذه الفقرة كنا نتحدث عن درجات حرارة الأسطح المرئية للنجوم، لأن درجة الحرارة في مراكز النجوم (في قلوبها) أعلى بكثير، ولكنها تكون أعلى أيضًا في النجوم الزرقاء الضخمة.

    يرتبط طيف النجم ودرجة حرارته ارتباطًا وثيقًا بمؤشر اللون، أي بنسبة سطوع النجم في النطاقين الأصفر والأزرق من الطيف. قانون بلانك، الذي يصف توزيع الطاقة في الطيف، يعطي تعبيرًا لمؤشر اللون: C.I. = 7200/ت 0.64. تتمتع النجوم الباردة بمؤشر ألوان أعلى من النجوم الساخنة، أي أن النجوم الباردة تكون أكثر سطوعًا نسبيًا في الأشعة الصفراء منها في الأشعة الزرقاء. تبدو النجوم الساخنة (الزرقاء) أكثر سطوعًا على لوحات التصوير الفوتوغرافي العادية، بينما تظهر النجوم الباردة أكثر سطوعًا للعين والمستحلبات الفوتوغرافية الخاصة الحساسة للأشعة الصفراء.
    لقد صاغ العلماء قوانين فيزيائية تتعلق باللون ودرجة الحرارة. كلما زادت حرارة الجسم كلما زادت الطاقة الإشعاعية المنبعثة من سطحه وقصر طول الموجات المنبعثة. ولذلك، إذا بعث جسم أطوال موجية زرقاء، فإنه يكون أكثر سخونة من الجسم الذي ينبعث منه موجات حمراء.
    ذرات الغازات الساخنة في النجوم تنبعث منها فوتونات. كلما زادت سخونة الغاز، زادت طاقة الفوتونات وقصر طولها الموجي. لذلك، تنبعث النجوم الجديدة الأكثر سخونة في النطاق الأزرق والأبيض. عندما تستهلك النجوم وقودها النووي، فإنها تبرد. لذلك، تنبعث النجوم الباردة القديمة في النطاق الأحمر من الطيف. تنبعث النجوم في منتصف العمر، مثل الشمس، في النطاق الأصفر.
    شمسنا قريبة نسبيا منا، وبالتالي نرى لونها بوضوح. هناك نجوم أخرى بعيدة عنا لدرجة أنه حتى بمساعدة التلسكوبات القوية لا يمكننا أن نقول على وجه اليقين ما هو لونها. لتوضيح هذه المسألة، يستخدم العلماء مقياس الطيف، وهو أداة لتحديد التركيب الطيفي لضوء النجوم.
    تصنيف هارفارد الطيفي يعطي الاعتماد على درجة حرارة لون النجم، على سبيل المثال: 35004900 - برتقالي، 800011000 أبيض، 2600035000 أزرق، إلخ. http://www.pockocmoc.ru/color.php

    وحقيقة أخرى مهمة: اعتماد لون توهج النجم على كتلته.
    تتمتع النجوم العادية الأكثر ضخامة بدرجات حرارة سطحية وأساسية أعلى. إنهم يحرقون وقودهم النووي بشكل أسرع - الهيدروجين، الذي يتكون أساسًا من جميع النجوم تقريبًا. يمكن الحكم على أي من النجمين العاديين أكثر ضخامة من خلال لونه: الأزرق أثقل من الأبيض، والأبيض أثقل من الأصفر، والصفراء أثقل من البرتقالي، والبرتقالي أثقل من الأحمر.

نجوم متعددة الألوان في السماء. صورة بألوان محسنة

لوحة الألوان للنجوم واسعة. الأزرق والأصفر والأحمر - ظلال مرئية حتى من خلال الغلاف الجوي، والتي عادة ما تشوه الخطوط العريضة للأجسام الكونية. ولكن من أين يأتي لون النجم؟

أصل لون النجمة

أصبح سر الألوان المختلفة للنجوم أداة مهمة لعلماء الفلك، حيث ساعدهم لون النجوم في التعرف على أسطح النجوم. وهو يعتمد على ظاهرة طبيعية رائعة - العلاقة بين المادة ولون الضوء الذي تنبعث منه.

ربما تكون قد قمت بالفعل بتقديم ملاحظات حول هذا الموضوع بنفسك. يتوهج فتيل المصابيح الكهربائية منخفضة الطاقة بقدرة 30 وات باللون البرتقالي، وعندما ينخفض ​​جهد التيار الكهربائي، بالكاد يتوهج الفتيل باللون الأحمر. تتوهج المصابيح الأقوى باللون الأصفر أو حتى الأبيض. ويتوهج قطب اللحام ومصباح الكوارتز باللون الأزرق أثناء التشغيل. ومع ذلك، يجب ألا تنظر إليهم أبدًا - فطاقتهم كبيرة جدًا بحيث يمكن أن تلحق الضرر بسهولة بالشبكية.

وبناءً على ذلك، كلما كان الجسم أكثر سخونة، كلما كان لونه المتوهج أقرب إلى اللون الأزرق - وكلما كان باردًا، أصبح أقرب إلى اللون الأحمر الداكن. النجوم ليست استثناء: ينطبق عليهم نفس المبدأ. تأثير النجم على لونه صغير جدًا - فدرجة الحرارة يمكن أن تخفي العناصر الفردية وتؤينها.

لكن إشعاع النجم هو الذي يساعد في تحديد تركيبه. تتمتع ذرات كل مادة بقدرتها الاستيعابية الفريدة. تمر عبرها موجات ضوئية من بعض الألوان دون عوائق، بينما تتوقف أخرى - في الواقع، يحدد العلماء العناصر الكيميائية من نطاقات الضوء المحجوبة.

آلية "تلوين" النجوم

ما هو الأساس المادي لهذه الظاهرة؟ تتميز درجة الحرارة بسرعة حركة جزيئات مادة الجسم، فكلما ارتفعت كلما زادت سرعة حركتها. وهذا يؤثر على الطول الذي يمر عبر المادة. البيئة الحارة تقصر الأمواج، والبيئة الباردة، على العكس من ذلك، تطيلها. ويتم تحديد اللون المرئي لشعاع الضوء بدقة من خلال الطول الموجي للضوء: الموجات القصيرة مسؤولة عن الظلال الزرقاء، والموجات الطويلة مسؤولة عن الظلال الحمراء. يتم الحصول على اللون الأبيض نتيجة تراكب الأشعة الطيفية المختلفة.