ما هي المعلمة الفيزيائية التي يعتمد عليها تطور النجوم؟ المرحلة الأخيرة من تطور النجم. نجوم متوسطة الحجم

من خلال النظر إلى أعماق الكون، يقوم علماء الفلك بالتحقيق في اصطدام كائنات مختلفة قوة الفضاء. لقد رفع موت نجم حجاب حدود الزمان والمكان بالنسبة لنا. لقد جعل علم الفلك الحديث من الممكن رؤية كون مختلف تمامًا: عالم يغلي ولا يقهر. مشهد يرافقه عذاب الموت النجم العملاق. ويبدو سطحه مثل بحر من النار الهائج، مغطى برشقات من الغاز الساخن. تتسبب الأمواج المرتفعة في حدوث تسونامي بارتفاع ألف متر. تتصاعد أعمدة غاز ضخمة في الغلاف الجوي، أكبر من . في أعماق النجم بدأت عملية التدمير. وهذا يؤدي إلى انفجار وولادة سوبر نوفا. ولم يبق في مكانها سوى الخيوط الملونة وسحب الغازات المتوهجة.

والأمر المذهل هو أن موت نجم واحد يؤدي إلى ظهور جيل كامل من النجوم الجدد. مثل هذا التغيير في الموت والولادة يحدد التاريخ الكامل لمجرتنا - درب التبانةومليارات المجرات المماثلة في .

تتشكل رؤيتنا للكون من خلال الانفجارات النادرة للنجوم الساطعة بما يكفي لرؤيتها بالعين المجردة.

في عام 1054، مراقبو النجوم أمريكا الشماليةاكتشف سوبر نوفا أثناء مراقبة الهلال. وقد لوحظ نفس الحدث في الصين وكوريا والشرق الأوسط.

لاحظ عالم الفلك تايكو براغي ظاهرة مماثلة في عام 1572. كتب عن هذا: "لقد دهشت من هذا المشهد لدرجة أنني لم أخجل من التساؤل عما رأته عيني".

الحالة التالية، في عام 1604، وصفها يوهانس كيبلر. أسس غاليليو هذا على نهج جديد للفضاء، معتبرًا التغيير عنصرًا أساسيًا في الكون كفكرة.

لفهم كيفية تشكيل النجوم للكون، يستخدم العلماء ترسانة كاملة من التقنيات الجديدة. من التلسكوبات العملاقة الموجودة في أعالي الجبال إلى أسطول كامل من الأقمار الصناعية في الفضاء. عند النظر إلى النجوم من خلال التلسكوبات، نرى. ولكن هذا ليس سوى جزء صغير مما يعرف بالطيف الكهرومغناطيسي.

وفي أحد طرفي الطيف توجد الأشعة السينية وأشعة جاما القصيرة عالية الطاقة. ومن جهة أخرى، موجات راديو طويلة ومنخفضة الطاقة، موجات فائقة القصر. يتم استخدام عدد لا يحصى من التلسكوبات الراديوية لجمع الإشارات المنبعثة من النجوم في أقصى المجرة. إنها تساعد العلماء على رؤية الأشياء من خلال سماكة السدم وتراكمات الغاز.

وفي الطرف الآخر من الطيف توجد الأشعة فوق البنفسجية وأشعة جاما. تسمح الأشعة السينية قصيرة الموجة للأطباء بإضاءة أجسامنا ورؤية كسور العظام. ويبحث عنه علماء الفلك في الفضاء، كدليل على العمليات الأكثر عنفاً.

سديم السرطان عبارة عن قذيفة مستعر أعظم شوهدت في مواقع مختلفة في عام 1054. ركز العلماء اهتمامهم على الجزء العميق من النجم النابض. واكتشفوا رشقات من الإشعاع تركت آثارًا دائرية في سحابة الغاز المحيطة. تواجه بعض النجوم المحتضرة مصيرًا غريبًا للغاية. الكون يولد الوحوش.

اقترح ألبرت أينشتاين أن هناك نجومًا ذات جاذبية لا تسمح حتى للضوء بالهروب. لكنه رفض هذه الفكرة واعتبرها مستحيلة. وما كان في السابق خارج نطاق الفهم يحدد الآن الحدود. ويعتقد علماء الفلك أنه عندما ينفجر نجم كبير، تخترق كمية كبيرة من المادة جوهرها بحيث يمكنها مغادرة الكون. لكن للجاذبية الكلمة الأخيرة.

ومن خلال الاستفادة من الأرض، يمكننا توصيف الكون وفقًا لمعايير نعرفها، بما في ذلك أشكال الضوء على الطيف الكهرومغناطيسي. ومع ذلك، نحن لا نتفق مع هذا. كيف يمكنك التعرف على جسم لا ينتج الضوء؟

لقد وجد علماء الفلك الإجابة في موجة من أشعة جاما موجهة نحو مركز مجرتنا. ركزت التلسكوبات الراديوية على المصادر واكتشفت تدفقات المادة في اتجاهين. وهذا ما رأوه.

ثقب أسود ينبعث منه تيارات من الغاز من الطبقات الخارجية للنجم. أنها تشكل قرص الدوار. انها الأشكال المجالات المغناطيسية، والتي، بالتناوب، تشكل شعاعين أو تيارات عالية الطاقة من المادة التي تمر عبرها.

ويعرف علماء الفلك أن الثقوب السوداء قادرة على التركيز في هذه التيارات كمية كبيرةالطاقة في غمضة عين. واحد منهم، المعروف باسم GROJ 1655-40، يندفع عبر الكون بسرعة 400 ألف كيلومتر في الساعة. أسرع أربع مرات من النجوم الأخرى. وهذا مشابه لرصاصة مدفع أطلقها أحد المستعرات الأعظم.

الثقوب السوداء، بسبب قدرتها على تعبئة كميات هائلة من الطاقة، تثير اهتمامنا ليس فقط من باب الفضول. هناك فئة من الثقوب التي كانت موجودة منذ زمن سحيق. منذ ذلك الحين، عندما كانت النجوم الأولى في طور الظهور. وعندما مات هؤلاء العمالقة البدائيون، أنجبوا ثقوبًا سوداء.

غذت الجاذبية الثقوب السوداء بالمادة الكونية والغاز. وتحولت المادة لأول مرة إلى مجرات، ثم تطورت إلى مجرات كبيرة. وصلت كتلة بعضها إلى كتلة الشمس بمليارات المرات.

من خلال انبعاث تدفقات الطاقة، قاموا بتسخين المجرات المحيطة. أدى هذا إلى إيقاف تدفق الغاز في المجرة المركزية، مما أدى إلى إبطاء نموها وتحفيز نمو المجرات الطرفية. لكن تأثير الثقوب السوداء لم ينته عند هذا الحد.

ويحيط بمجموعة المجرات، التي تسمى Hydra A، تجاويف ساخنة تنبعث منها الأشعة السينية. ينبثق تيار من المجرة المركزية، ويمكن رؤيته في طيف الموجات الراديوية. يحتوي الغاز الموجود عند حواف هذا التدفق على عدد كبير منأيونات الحديد والمعادن الأخرى الناتجة عن انفجار المستعر الأعظم. ومن خلال دفع هذه المعادن إلى حواف الكون، تقوم الثقوب السوداء بتزويد المجرات البعيدة بالعناصر اللازمة لتشكيل النجوم وأنظمة الكواكب مثل نظامنا.

تُلاحظ الثقوب السوداء العملاقة في جميع المجرات في الكون تقريبًا. هناك أيضًا زيادة في عدد تدفقات الطاقة القوية.

لقد حصلنا على دور مراقبي دورة حياة النجوم الشائكة. كوننا على مسافة هائلة منهم في الزمان والمكان، فإننا لا نفهم الكثير.

أدى الإطلاق في عام 1977 إلى تقصير هذه المسافة بشكل كبير. بعد استكشاف الكواكب البعيدة النظام الشمسيوأقمارها الصناعية، تتجه هذه الأجهزة إلى الحدود الخارجية لنظامنا، على بعد عشرات المليارات من الكيلومترات من الأرض. تتحرك فوييجر 2 بسرعة 16 كيلومترًا في الثانية، وستغطي مسافة أربع سنوات ضوئية وستصل إلى أحد أقرب نجومنا، سيريوس، خلال 290 ألف سنة.

من خلال المراقبة من زاويتنا الهادئة من المجرة، أدركنا أن النجوم لا تضيء الكون فحسب، بل تشبعه أيضًا بالمادة الضرورية للحياة. من خلال مشاهدة نجم يموت في انفجار، نكتسب فهمًا للقوة التي تشكل الكون وتغير عوالم مثل عالمنا.

  • 20. الاتصالات اللاسلكية بين الحضارات الموجودة على أنظمة كوكبية مختلفة
  • 21. إمكانية الاتصال بين النجوم باستخدام الطرق البصرية
  • 22. التواصل مع الحضارات الفضائية باستخدام المجسات الآلية
  • 23. التحليل الاحتمالي النظري للاتصالات الراديوية بين النجوم. طبيعة الإشارات
  • 24. حول إمكانية الاتصال المباشر بين الحضارات الغريبة
  • 25. ملاحظات حول وتيرة وطبيعة التطور التكنولوجي للبشرية
  • ثانيا. هل التواصل مع الكائنات الذكية على الكواكب الأخرى ممكن؟
  • الجزء الأول: الجانب الفلكي للمشكلة

    4. تطور النجوم لدى علم الفلك الحديث عدد كبير من الحجج المؤيدة للتأكيد على أن النجوم تتشكل نتيجة لتكثيف سحب الغاز والغبار في الوسط البينجمي. تستمر عملية تكوين النجوم من هذه البيئة حتى يومنا هذا. يعد توضيح هذا الظرف من أعظم إنجازات علم الفلك الحديث. حتى وقت قريب نسبيا، كان يعتقد أن جميع النجوم تشكلت في وقت واحد تقريبا منذ عدة مليارات من السنين. تم تسهيل انهيار هذه الأفكار الميتافيزيقية، في المقام الأول، من خلال التقدم في علم الفلك الرصدي وتطوير نظرية بنية وتطور النجوم. ونتيجة لذلك، أصبح من الواضح أن العديد من النجوم المرصودة هي أجسام صغيرة نسبيا، وبعضها نشأ عندما كان الإنسان موجودا بالفعل على الأرض. هناك حجة مهمة لصالح الاستنتاج القائل بأن النجوم تتشكل من وسط الغاز والغبار بين النجوم، وهي موقع مجموعات من النجوم الشابة بشكل واضح (ما يسمى "الارتباطات") في فروع دوامةالمجرات. والحقيقة هي أنه، وفقا للملاحظات الفلكية الراديوية، يتركز الغاز بين النجوم بشكل رئيسي في الأذرع الحلزونية للمجرات. على وجه الخصوص، يحدث هذا في مجرتنا. علاوة على ذلك، من "الصور الراديوية" التفصيلية لبعض المجرات القريبة منا، يترتب على ذلك أن أعلى كثافة للغاز بين النجوم لوحظت على الحواف الداخلية (بالنسبة لمركز المجرة المقابلة) للدوامة، والتي لها تفسير طبيعي، التفاصيل التي لا يمكننا الخوض فيها هنا. ولكن في هذه الأجزاء من الحلزونات بالتحديد يتم ملاحظة "مناطق HII"، أي سحب الغاز البينجمي المتأين، من خلال طرق علم الفلك البصري. بوصة. 3 لقد قيل بالفعل أن سبب تأين مثل هذه السحب لا يمكن أن يكون إلا الأشعة فوق البنفسجية الصادرة عن النجوم الساخنة الضخمة - ومن الواضح أنها أجسام صغيرة (انظر أدناه). من الأمور المركزية في مشكلة تطور النجوم مسألة مصادر طاقتها. في الواقع، من أين تأتي، على سبيل المثال، الكمية الهائلة من الطاقة اللازمة للحفاظ على إشعاع الشمس عند المستوى المرصود تقريبًا لعدة مليارات من السنين؟ تبعث الشمس في كل ثانية 4x10 33 إرغًا، وعلى مدار أكثر من 3 مليارات سنة، تبعث 4x10 50 إرغًا. ولا شك أن عمر الشمس يبلغ حوالي 5 مليارات سنة. ويأتي هذا على الأقل من التقديرات الحديثة لعمر الأرض باستخدام طرق إشعاعية مختلفة. ومن غير المرجح أن تكون الشمس "أصغر سنا" من الأرض. في القرن الماضي وبداية هذا القرن تم طرح فرضيات مختلفة حول طبيعة مصادر الطاقة من الشمس والنجوم. بعض العلماء، على سبيل المثال، يعتقد أن المصدر طاقة شمسيةهو السقوط المستمر للنيازك على سطحه، بينما بحث آخرون عن المصدر في الضغط المستمر للشمس. ويمكن للطاقة الكامنة المنطلقة خلال هذه العملية أن تتحول، في ظل ظروف معينة، إلى إشعاع. وكما سنرى أدناه، يمكن أن يكون هذا المصدر فعالاً للغاية في مرحلة مبكرة من تطور النجوم، لكنه لا يستطيع توفير الإشعاع من الشمس في الوقت المطلوب. أتاح التقدم في الفيزياء النووية حل مشكلة مصادر الطاقة النجمية في أواخر الثلاثينيات من قرننا. ومثل هذا المصدر هو تفاعلات الاندماج النووي الحراري التي تحدث في أعماق النجوم عند درجة الحرارة العالية جدًا السائدة هناك (في حدود عشرة ملايين كلفن). ونتيجة لهذه التفاعلات، التي تعتمد سرعتها بشدة على درجة الحرارة، تتحول البروتونات إلى نوى الهيليوم، و"تتسرب" الطاقة المنطلقة ببطء عبر أحشاء النجوم، وفي النهاية تتحول بشكل كبير، وتنبعث إلى الفضاء العالمي. هذا استثنائي مصدر قوي. إذا افترضنا أن الشمس في البداية كانت تتكون فقط من الهيدروجين، وهو نتيجة للحرارة التفاعلات النوويةعند تحويله بالكامل إلى هيليوم، ستكون كمية الطاقة المنطلقة حوالي 10 52 إرج. وبالتالي، للحفاظ على الإشعاع عند المستوى المرصود لمليارات السنين، يكفي أن "تستخدم" الشمس ما لا يزيد عن 10٪ من مخزونها الأولي من الهيدروجين. الآن يمكننا أن نتخيل تطور النجم على النحو التالي. ولبعض الأسباب (يمكن تحديد عدة منها)، بدأت سحابة من الغاز البينجمي ووسط الغبار في التكاثف. قريبًا جدًا (بالطبع على نطاق فلكي!) تحت تأثير القوى الجاذبية العالميةومن هذه السحابة تتشكل كرة غازية كثيفة ومعتمة نسبيًا. بالمعنى الدقيق للكلمة، لا يمكن تسمية هذه الكرة بالنجمة بعد، لأن درجة الحرارة في مناطقها المركزية ليست كافية لبدء التفاعلات النووية الحرارية. إن ضغط الغاز داخل الكرة غير قادر بعد على موازنة قوى الجذب لأجزائها الفردية، لذلك سوف تنضغط بشكل مستمر. اعتقد بعض علماء الفلك سابقًا أن مثل هذه "النجوم الأولية" قد لوحظت في سدم فردية على شكل تكوينات مدمجة داكنة جدًا، تسمى الكريات (الشكل 12). ومع ذلك، فإن نجاحات علم الفلك الراديوي أجبرتنا على التخلي عن وجهة النظر الساذجة هذه (انظر أدناه). عادة، لا يتم تشكيل نجم أولي واحد في نفس الوقت، ولكن مجموعة أكثر أو أقل عددًا منهم. وبعد ذلك، تصبح هذه المجموعات جمعيات ومجموعات نجمية معروفة لدى علماء الفلك. ومن المحتمل جدًا أنه في هذه المرحلة المبكرة جدًا من تطور النجم، تتشكل حوله كتل ذات كتلة أقل، والتي تتحول بعد ذلك تدريجيًا إلى كواكب (انظر الفصل 9).

    أرز. 12. الكريات في سديم الانتشار

    عندما ينكمش النجم الأولي، ترتفع درجة حرارته ويتحرر جزء كبير منه الطاقة الكامنةتشع في الفضاء المحيط. وبما أن أبعاد كرة الغاز المنهارة كبيرة جدًا، فإن الإشعاع لكل وحدة من سطحها سيكون ضئيلًا. وبما أن التدفق الإشعاعي لكل وحدة سطحية يتناسب مع القوة الرابعة لدرجة الحرارة (قانون ستيفان-بولتزمان)، فإن درجة حرارة الطبقات السطحية للنجم منخفضة نسبيًا، في حين أن لمعانه يكاد يكون مماثلاً لدرجة لمعان نجم عادي. نفس الكتلة. لذلك، في مخطط "الطيف - اللمعان"، سيتم تحديد موقع هذه النجوم على يمينها التسلسل الرئيسيأي أنها ستقع في منطقة العمالقة الحمراء أو الأقزام الحمراء، اعتمادًا على قيم كتلتها الأولية. وفي وقت لاحق، يستمر النجم الأولي في التعاقد. تصبح أبعادها أصغر، وتزداد درجة حرارة السطح، ونتيجة لذلك يصبح الطيف "مبكرا" أكثر فأكثر. وبالتالي، عند التحرك على طول مخطط لمعان الطيف، سوف "يجلس" النجم الأولي بسرعة على التسلسل الرئيسي. خلال هذه الفترة، تكون درجة حرارة باطن النجم كافية بالفعل لبدء التفاعلات النووية الحرارية هناك. وفي الوقت نفسه، ضغط الغاز في الداخل نجم المستقبليوازن الجذب وتتوقف كرة الغاز عن الانكماش. النجم الأولي يتحول إلى نجم. يستغرق الأمر وقتًا قصيرًا نسبيًا حتى تمر النجوم الأولية بهذه المرحلة المبكرة من تطورها. على سبيل المثال، إذا كانت كتلة النجم الأولي أكبر من كتلة الشمس، فسيستغرق الأمر بضعة ملايين من السنين فقط، وإذا كانت أقل، فسيستغرق عدة مئات الملايين من السنين. نظرًا لأن الزمن التطوري للنجوم الأولية قصير نسبيًا، فمن الصعب اكتشاف هذه المرحلة الأولى من تطور النجوم. ومع ذلك، من الواضح أن النجوم في مثل هذه المرحلة يتم ملاحظتها. نحن نتحدث عن نجوم T Tauri المثيرة للاهتمام، والتي عادة ما تكون مدمجة في السدم المظلمة. في عام 1966، وبشكل غير متوقع تمامًا، أصبح من الممكن ملاحظة النجوم الأولية في المراحل الأولى من تطورها. وقد سبق أن ذكرنا في الفصل الثالث من هذا الكتاب عن اكتشاف علم الفلك الراديوي لعدد من الجزيئات الموجودة في الوسط النجمي، وعلى رأسها الهيدروكسيل OH وبخار الماء H2O. كانت مفاجأة علماء الفلك الراديوي عظيمة عندما، عند مسح السماء بطول موجة يبلغ 18 سم، الموافق لخط الراديو OH، كانت ساطعة ومضغوطة للغاية (أي ذات صغر حجمها) الأبعاد الزاوية) مصادر. كان هذا غير متوقع إلى حد أنهم رفضوا في البداية حتى الاعتقاد بأن مثل هذه الخطوط الراديوية الساطعة يمكن أن تنتمي إلى جزيء الهيدروكسيل. تم الافتراض بأن هذه الخطوط تنتمي إلى مادة غير معروفة، والتي أعطيت على الفور الاسم "المناسب" "mysterium". ومع ذلك، سرعان ما تقاسمت "ميستيريوم" مصير "إخوانها" البصريين - "السديم" و"الإكليل". والحقيقة هي أنه على مدى عقود عديدة، لم يكن من الممكن التعرف على الخطوط الساطعة للسدم والإكليل الشمسي من خلال أي خطوط طيفية معروفة. لذلك، تم نسبها إلى عناصر افتراضية معينة غير معروفة على الأرض - "السديم" و"التاج". دعونا لا نبتسم باستخفاف لجهل علماء الفلك في بداية قرننا: ففي نهاية المطاف، لم تكن هناك نظرية ذرية في ذلك الوقت! لم يترك تطور الفيزياء مكانًا في النظام الدوري لمندليف لـ "الأجرام السماوية" الغريبة: في عام 1927، تم فضح "السديم"، وتم تحديد خطوطه بشكل موثوق تمامًا مع الخطوط "المحظورة" للأكسجين والنيتروجين المتأين، وفي 1939-1941. وقد تبين بشكل مقنع أن خطوط "التاج" الغامضة تنتمي إلى ذرات متأينة متعددة من الحديد والنيكل والكالسيوم. إذا استغرق "فضح" "السديم" و"الكودونيا" عقودًا، ففي غضون أسابيع قليلة بعد الاكتشاف أصبح من الواضح أن خطوط "الغموض" تنتمي إلى الهيدروكسيل العادي، ولكن فقط في ظل ظروف غير عادية. كشفت الملاحظات الإضافية، أولاً وقبل كل شيء، أن مصادر "الغموض" لها أبعاد زاويّة صغيرة للغاية. تم إظهار ذلك باستخدام الجديد جدًا طريقة فعالةبحث يسمى "قياس التداخل الراديوي عند خطوط أساس طويلة جدًا". يتلخص جوهر الطريقة في المراقبة المتزامنة للمصادر على تلسكوبين راديويين يقعان على مسافة عدة آلاف من الكيلومترات عن بعضهما البعض. كما اتضح، يتم تحديد الدقة الزاوية بنسبة الطول الموجي إلى المسافة بين التلسكوبات الراديوية. في حالتنا، يمكن أن تكون هذه القيمة ~3x10 -8 راد أو عدة أجزاء من الألف من الثانية القوسية! لاحظ أنه في علم الفلك البصري، لا يزال مثل هذا القرار الزاوي بعيد المنال تمامًا. أظهرت هذه الملاحظات أن هناك على الأقل ثلاث فئات من مصادر "الغموض". هنا سنكون مهتمين بمصادر الدرجة الأولى. وتقع جميعها داخل سدم غازية متأينة، مثل سديم أوريون الشهير. كما ذكرنا سابقًا، فإن أحجامها صغيرة جدًا، أصغر بآلاف المرات من حجم السديم. الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أن لديهم بنية مكانية معقدة. لنأخذ على سبيل المثال مصدرًا يقع في سديم يسمى W3.

    أرز. 13. لمحات عن المكونات الأربعة لخط الهيدروكسيل

    في التين. يوضح الشكل 13 المظهر الجانبي لخط OH المنبعث من هذا المصدر. كما ترون، فهو يتكون من عدد كبير من الخطوط المضيئة الضيقة. يتوافق كل خط مع سرعة معينة من الحركة على طول خط رؤية السحابة التي ينبعث منها هذا الخط. يتم تحديد حجم هذه السرعة من خلال تأثير دوبلر. الفرق في السرعات (على طول خط البصر) بين السحب المختلفة يصل إلى 10 كم/ثانية. أظهرت ملاحظات قياس التداخل المذكورة أعلاه أن السحب التي ينبعث منها كل خط ليست متسقة مكانيًا. تظهر الصورة على النحو التالي: داخل مساحة تبلغ حوالي 1.5 ثانية، تتحرك حوالي 10 سحب مدمجة بسرعات مختلفة. تبعث كل سحابة خطًا واحدًا (ترددًا) محددًا. الأبعاد الزاوية للسحب صغيرة جدًا، حيث تصل إلى عدة أجزاء من الألف من الثانية القوسية. وبما أن المسافة إلى سديم W3 معروفة (حوالي 2000 قطعة)، فيمكن بسهولة تحويل الأبعاد الزاوية إلى أبعاد خطية. وتبين أن الأبعاد الخطية للمنطقة التي تتحرك فيها السحب هي في حدود 10-2 pc، وأبعاد كل سحابة هي في حدود حجمها فقط المزيد من المسافةمن الأرض إلى الشمس. تُطرح الأسئلة: ما هو نوع هذه السحب ولماذا تنبعث منها الكثير من خطوط راديو الهيدروكسيل؟ تم تلقي الإجابة على السؤال الثاني بسرعة كبيرة. وتبين أن آلية الإشعاع تشبه إلى حد كبير تلك التي لوحظت في أجهزة الليزر والليزر في المختبرات. لذا فإن مصادر "الغموض" هي أجهزة ليزر كونية طبيعية عملاقة تعمل عند موجة خط الهيدروكسيل التي يبلغ طولها 18 سم، وفي أجهزة الميزر (وفي الترددات البصرية والأشعة تحت الحمراء - في الليزر) يتم تحقيق سطوع هائل في يتحقق الخط، ويكون عرضه الطيفي صغيراً. وكما هو معروف، فإن تضخيم الإشعاع في الخطوط نتيجة لهذا التأثير ممكن عندما يتم "تنشيط" الوسط الذي ينتشر فيه الإشعاع بطريقة ما. وهذا يعني أن بعض مصادر الطاقة "الخارجية" (ما يسمى "الضخ") تجعل تركيز الذرات أو الجزيئات عند المستوى الأولي (العلوي) مرتفعًا بشكل غير طبيعي. بدون "ضخ" يعمل باستمرار، يكون الليزر أو الليزر مستحيلا. إن مسألة طبيعة آلية "ضخ" الماسرات الكونية لم يتم حلها بالكامل بعد. ومع ذلك، على الأرجح يتم توفير "الضخ" بواسطة الأشعة تحت الحمراء القوية إلى حد ما. آلية الضخ المحتملة الأخرى يمكن أن تكون تفاعلات كيميائية معينة. يجدر بنا أن نقطع قصتنا عن المخترعين الكونيين للتفكير في الظواهر المذهلة التي يواجهها علماء الفلك في الفضاء. أحد أعظم الاختراعات التقنية في قرننا المضطرب، والذي يلعب دورًا مهمًا في الثورة العلمية والتكنولوجية التي نشهدها الآن، يمكن تحقيقه بسهولة في الظروف الطبيعية، علاوة على ذلك، على نطاق واسع! إن تدفق الانبعاثات الراديوية الصادرة عن بعض أجهزة الميزر الكونية كبير جدًا بحيث يمكن اكتشافه حتى مع وجوده المستوى الفنيعلم الفلك الراديوي قبل 35 سنة، أي قبل اختراع الميزر والليزر! للقيام بذلك، تحتاج "فقط" إلى معرفة الطول الموجي الدقيق لرابط راديو OH وأن تكون مهتمًا بالمشكلة. وبالمناسبة، هذه ليست المرة الأولى التي تتحقق فيها أهم المشاكل العلمية والتقنية التي تواجه البشرية في الظروف الطبيعية. حفزت التفاعلات النووية الحرارية التي تدعم إشعاع الشمس والنجوم (انظر أدناه) تطوير وتنفيذ مشاريع لإنتاج "الوقود" النووي على الأرض، والذي ينبغي أن يحل في المستقبل جميع مشاكل الطاقة لدينا. وللأسف، ما زلنا بعيدين عن حل هذه المشكلة الأكثر أهمية، والتي حلتها الطبيعة «بسهولة». قبل قرن ونصف من المؤسس نظرية الموجةوعلق فريسنل (في مناسبة مختلفة بالطبع): "الطبيعة تضحك على الصعوبات التي نواجهها". وكما نرى، أصبحت ملاحظة فريسنل أكثر صحة اليوم. ومع ذلك، دعونا نعود إلى المخترعين الكونيين. على الرغم من أن آلية "ضخ" هذه المازرز ليست واضحة تماما بعد، إلا أنه لا يزال من الممكن الحصول على فكرة تقريبية عن الظروف الفيزيائية في السحب التي ينبعث منها خط 18 سم باستخدام آلية الميزر.بادئ ذي بدء، اتضح أن هذه السحب كثيفة جدًا: في سنتيمتر مكعبهناك ما لا يقل عن 10 8 -10 9 جسيمات، وجزء كبير (وربما معظمها) منها عبارة عن جزيئات. ومن غير المرجح أن تتجاوز درجة الحرارة ألفي كلفن، وعلى الأرجح أنها حوالي 1000 كلفن. تختلف هذه الخصائص بشكل حاد عن خصائص السحب الأكثر كثافة للغاز بين النجوم. وبالنظر إلى الحجم الصغير نسبيا للسحب، فإننا نتوصل بشكل لا إرادي إلى استنتاج مفاده أنها من المرجح أن تشبه الأجواء الممتدة والباردة إلى حد ما للنجوم العملاقة. ومن المحتمل جدًا أن هذه السحب ليست أكثر من مرحلة مبكرة في تطور النجوم الأولية، مباشرة بعد تكثيفها من الوسط بين النجوم. هناك حقائق أخرى تدعم هذا البيان (الذي عبر عنه مؤلف هذا الكتاب في عام 1966). في السدم حيث يتم ملاحظة الميزر الكوني، تظهر النجوم الشابة الساخنة (انظر أدناه). وبالتالي فإن عملية تشكل النجوم هناك انتهت مؤخرا، وعلى الأرجح أنها مستمرة في الوقت الحاضر. ربما يكون الأمر الأكثر فضولًا هو أنه، كما تظهر ملاحظات علم الفلك الراديوي، فإن أجهزة الليزر الكونية من هذا النوع "منغمسة" في سحب صغيرة كثيفة جدًا من الهيدروجين المتأين. هناك الكثير في هذه السحب الغبار الكونيمما يجعلها غير قابلة للرصد في النطاق البصري. تتأين مثل هذه "الشرانق" بواسطة النجم الشاب الساخن الموجود بداخلها. لقد أثبت علم الفلك بالأشعة تحت الحمراء أنه مفيد جدًا في دراسة عمليات تكوين النجوم. في الواقع، بالنسبة للأشعة تحت الحمراء، فإن امتصاص الضوء بين النجوم ليس مهمًا جدًا. يمكننا الآن أن نتخيل الصورة التالية: من سحابة الوسط النجمي، من خلال تكثيفها، يتم تشكيل عدة كتل ذات كتل مختلفة، تتطور إلى نجوم أولية. ويختلف معدل التطور: بالنسبة للكتل الأكثر ضخامة سيكون أكبر (انظر الجدول 2 أدناه). لذلك، فإن الكتلة الأكثر ضخامة ستتحول إلى نجم ساخن أولاً، في حين أن الباقي سيبقى لفترة طويلة تقريبًا في مرحلة النجم الأولي. نلاحظها كمصادر لإشعاع الميزر في المنطقة المجاورة مباشرة لنجم حار "حديث الولادة"، مما يؤدي إلى تأين الهيدروجين "الشرنقة" الذي لم يتكثف في كتل. وبطبيعة الحال، سيتم تحسين هذا المخطط التقريبي بشكل أكبر، وبطبيعة الحال، سيتم إجراء تغييرات كبيرة عليه. لكن الحقيقة تظل حقيقة: اتضح بشكل غير متوقع أنه لبعض الوقت (على الأرجح فترة قصيرة نسبيًا) ، "تصرخ" النجوم الأولية حديثي الولادة ، بالمعنى المجازي ، حول ولادتهم ، باستخدام أحدث أساليب الفيزياء الإشعاعية الكمومية (أي الماسرز)... 2 سنة بعد سنوات لاحقة من اكتشاف الميزر الكوني على الهيدروكسيل (خط 18 سم) - وجد أن نفس المصادر تنبعث في وقت واحد (أيضًا بواسطة آلية مازر) خط من بخار الماء يبلغ طوله الموجي 1.35 سم. ومايزر "الماء" أعظم من "الميزر" "الهيدروكسيل". السحب التي ينبعث منها خط H2O، على الرغم من أنها تقع في نفس الحجم الصغير مثل سحب "الهيدروكسيل"، تتحرك بسرعات مختلفة وتكون أكثر إحكاما بكثير. ولا يمكن استبعاد اكتشاف خطوط مازر أخرى* في المستقبل القريب. وهكذا، تحول علم الفلك الراديوي بشكل غير متوقع تمامًا مشكلة كلاسيكيةتكوين النجوم في فرع علم الفلك الرصدي**. بمجرد وصوله إلى التسلسل الرئيسي وتوقفه عن الانكماش، يشع النجم لفترة طويلة، عمليا دون تغيير موضعه على مخطط لمعان الطيف. ويدعم إشعاعها التفاعلات النووية الحرارية التي تحدث في المناطق الوسطى. وبالتالي، فإن التسلسل الرئيسي هو كما لو كان الموقع الهندسي للنقاط على مخطط لمعان الطيف، حيث يمكن للنجم (اعتمادا على كتلته) أن ينبعث لفترة طويلة وبشكل مطرد بسبب التفاعلات النووية الحرارية. يتم تحديد مكان النجم في التسلسل الرئيسي من خلال كتلته. تجدر الإشارة إلى أن هناك معلمة أخرى تحدد موضع النجم الباعث للتوازن على مخطط لمعان الطيف. هذه المعلمة هي التركيب الكيميائي الأولي للنجم. إذا انخفضت الوفرة النسبية للعناصر الثقيلة، فإن النجم سوف "يسقط" في الرسم البياني أدناه. وهذا هو الظرف الذي يفسر وجود سلسلة من الأقزام الفرعية. وكما ذكرنا سابقًا، فإن الوفرة النسبية للعناصر الثقيلة في هذه النجوم أقل بعشرات المرات من نجوم التسلسل الرئيسي. يتم تحديد الوقت الذي يبقى فيه النجم في التسلسل الرئيسي من خلال كتلته الأولية. وإذا كانت الكتلة كبيرة، فإن إشعاع النجم يتمتع بقوة هائلة، وسرعان ما يستهلك احتياطياته من "وقود" الهيدروجين. على سبيل المثال، يمكن لنجوم التسلسل الرئيسي التي تزيد كتلتها عن كتلة الشمس بعشرات المرات (وهي عمالقة زرقاء حارة من الفئة الطيفية O) أن تنبعث بشكل ثابت بينما تظل في هذا التسلسل لبضعة ملايين من السنين فقط، في حين أن النجوم ذات الكتلة القريبة من الطاقة الشمسية، كانت في التسلسل الرئيسي لمدة 10-15 مليار سنة. أدناه هو الجدول. 2، إعطاء المدة المحسوبة لضغط الجاذبية والبقاء على التسلسل الرئيسي للنجوم من الفئات الطيفية المختلفة. ويوضح نفس الجدول قيم كتل وأنصاف أقطار وسطوع النجوم في الوحدات الشمسية.

    الجدول 2


    سنين

    الطبقة الطيفية

    لمعان

    ضغط الجاذبية

    البقاء على التسلسل الرئيسي

    G2 (الأحد)

    ويترتب على الجدول أن مدة بقاء النجوم "في وقت لاحق" من KO في التسلسل الرئيسي أكبر بكثير من عمر المجرة، والتي، وفقًا للتقديرات الحالية، تقترب من 15-20 مليار سنة. يحدث "احتراق" الهيدروجين (أي تحوله إلى هيليوم أثناء التفاعلات النووية الحرارية) فقط في المناطق المركزية للنجم. ويفسر ذلك حقيقة أن المادة النجمية تمتزج فقط في المناطق المركزية للنجم، حيث تحدث التفاعلات النووية، بينما تحافظ الطبقات الخارجية على محتوى الهيدروجين النسبي دون تغيير. نظرًا لأن كمية الهيدروجين في المناطق المركزية للنجم محدودة، فعاجلاً أم آجلاً (اعتمادًا على كتلة النجم) سوف "يحترق" كل شيء تقريبًا هناك. وتظهر الحسابات أن كتلة ونصف قطر المنطقة الوسطى، التي تحدث فيها التفاعلات النووية، تتناقص تدريجيا، بينما يتحرك النجم ببطء إلى اليمين في مخطط الطيف واللمعان. تحدث هذه العملية بشكل أسرع بكثير في النجوم الضخمة نسبيًا. إذا تخيلنا مجموعة من النجوم المتطورة المتشكلة في وقت واحد، فمع مرور الوقت، سيبدو التسلسل الرئيسي في مخطط الطيف واللمعان المبني لهذه المجموعة ينحني إلى اليمين. ماذا سيحدث للنجم عندما "يحترق" كل (أو معظم) الهيدروجين الموجود في قلبه؟ نظرًا لتوقف إطلاق الطاقة في المناطق المركزية للنجم، لا يمكن الحفاظ على درجة الحرارة والضغط هناك عند المستوى اللازم لمواجهة قوة الجاذبية التي تضغط على النجم. سيبدأ قلب النجم بالانكماش، وسترتفع درجة حرارته. وتتكون منطقة حارة شديدة الكثافة، مكونة من الهيليوم (الذي تحول إليه الهيدروجين) مع خليط صغير من عناصر أثقل. ويسمى الغاز في هذه الحالة "المنحل". لديها عدد من الخصائص المثيرة للاهتمام التي لا يمكننا الخوض فيها هنا. في هذه المنطقة الحارة الكثيفة، لن تحدث تفاعلات نووية، لكنها ستستمر بشكل مكثف جدًا في محيط النواة، في طبقة رقيقة نسبيًا. تظهر الحسابات أن لمعان النجم وحجمه سيبدأان في الزيادة. يبدو أن النجم "ينتفخ" ويبدأ في "النزول" من التسلسل الرئيسي، وينتقل إلى منطقة العمالقة الحمراء. علاوة على ذلك، فقد اتضح أن النجوم العملاقة التي تحتوي على محتوى أقل من العناصر الثقيلة سيكون لها لمعان أعلى لنفس الحجم. في التين. يوضح الشكل 14 المسارات التطورية المحسوبة نظريًا على مخطط "اللمعان - درجة حرارة السطح" للنجوم ذات الكتل المختلفة. عندما ينتقل النجم إلى مرحلة العملاق الأحمر، فإن معدل تطوره يزداد بشكل ملحوظ. لاختبار النظرية أهمية عظيمةقام ببناء مخطط "الطيف - اللمعان" لمجموعات النجوم الفردية. والحقيقة هي أن النجوم من نفس المجموعة (على سبيل المثال، الثريا) لها نفس العمر بوضوح. من خلال مقارنة مخططات الطيف واللمعان لمجموعات مختلفة - "القديمة" و"الشبابية"، يمكن للمرء معرفة كيفية تطور النجوم. في التين. يُظهر الشكلان 15 و16 مخططات مؤشر اللون للإضاءة لمجموعتين نجميتين مختلفتين، أما مجموعة NGC 2254 فهي عبارة عن تكوين شاب نسبيًا.

    أرز. 14. المسارات التطورية للنجوم ذات الكتل المختلفة على مخطط اللمعان ودرجة الحرارة

    أرز. 15. مخطط هرتزبرونج-راسل للعنقود النجمي NGC 2254


    أرز. 16. هيرتزسبرونج - مخطط راسل ل كتلة كرويةم 3. على طول المحور الرأسي - الحجم النسبي

    يُظهر الرسم البياني المقابل بوضوح التسلسل الرئيسي بأكمله، بما في ذلك الجزء العلوي منه الجهه اليسرىحيث توجد النجوم الساخنة الضخمة (مؤشر اللون - 0.2 يتوافق مع درجة حرارة 20 ألف كلفن، أي طيف الفئة ب). الكتلة الكروية M3 هي كائن "قديم". من الواضح أنه لا توجد نجوم تقريبًا في الجزء العلوي من مخطط التسلسل الرئيسي المصمم لهذه المجموعة. لكن فرع العملاق الأحمر M 3 ممثل بشكل غني جدًا، في حين أن NGC 2254 بها عدد قليل جدًا من العمالقة الحمراء. هذا أمر مفهوم: المجموعة القديمة بها M 3 رقم ضخملقد "تركت" النجوم بالفعل التسلسل الرئيسي، بينما حدث هذا في العنقود الشاب NGC 2254 فقط مع عدد صغير من النجوم الضخمة نسبيًا وسريعة التطور. من الجدير بالذكر أن الفرع العملاق لـ M 3 يتجه بشكل حاد إلى الأعلى، بينما بالنسبة لـ NGC 2254 فهو أفقي تقريبًا. من الناحية النظرية، يمكن تفسير ذلك من خلال المحتوى الأقل بكثير من العناصر الثقيلة في M ​​3. وبالفعل، في نجوم العناقيد الكروية (وكذلك في النجوم الأخرى التي لا تركز كثيرًا على المستوى المجري كما هو الحال في النجوم الأخرى). نحو مركز المجرة)، والوفرة النسبية للعناصر الثقيلة ضئيلة. في مخطط "مؤشر اللون - اللمعان" لـ M 3، يظهر فرع أفقي آخر تقريبًا. لا يوجد فرع مماثل في الرسم التخطيطي الذي تم إنشاؤه لـ NGC 2254. وتشرح النظرية ظهور هذا الفرع على النحو التالي. بعد أن تصل درجة حرارة قلب الهيليوم الكثيف المتقلص للنجم - العملاق الأحمر - إلى 100-150 مليون كلفن، سيبدأ تفاعل نووي جديد هناك. يتكون هذا التفاعل من تكوين نواة الكربون من ثلاث نوى الهيليوم. بمجرد أن يبدأ هذا التفاعل، سيتوقف ضغط النواة. ومن ثم الطبقات السطحية

    تزيد النجوم من درجة حرارتها، وسيتحرك النجم الموجود على مخطط سطوع الطيف إلى اليسار. من هذه النجوم يتم تشكيل الفرع الأفقي الثالث للمخطط M 3.

    أرز. 17. ملخص مخطط هيرتزسبرونج-راسل لـ 11 مجموعة نجمية

    في التين. يُظهر الشكل 17 مخططًا تخطيطيًا موجزًا ​​"لللون اللامع" لـ 11 مجموعة، اثنتان منها (M 3 وM 92) كروية. من الواضح كيف أن التسلسلات الرئيسية للمجموعات المختلفة "تنحني" إلى اليمين وإلى الأعلى في اتفاق تام معها الأفكار النظرية، والتي تمت مناقشتها بالفعل. من الشكل. 17 يمكن للمرء أن يحدد على الفور أي المجموعات شابة وأيها قديمة. على سبيل المثال، المجموعة "المزدوجة" X وh Perseus شابة. لقد "حافظ" على جزء كبير من التسلسل الرئيسي. المجموعة M 41 أقدم، ومجموعة Hyades أقدم، ومجموعة M 67 قديمة جدًا، ومخطط لون اللمعان الخاص بها مشابه جدًا للمخطط المماثل للمجموعات الكروية M 3 وM 92. فقط العملاق فرع العناقيد الكروية أعلى بما يتفق مع الاختلافات في التركيب الكيميائي التي تمت مناقشتها سابقًا. وبالتالي، فإن بيانات الرصد تؤكد وتبرر بشكل كامل استنتاجات النظرية. قد يبدو من الصعب توقع التحقق من نظرية العمليات في الأجزاء الداخلية للنجوم، والتي تكون مخفية عنا بسبب سماكة هائلة من المادة النجمية. ومع ذلك، فإن النظرية تخضع دائمًا لسيطرة الممارسة هنا أيضًا. الملاحظات الفلكية. تجدر الإشارة إلى أن تجميع عدد كبير من مخططات الألوان واللمعان يتطلب عملاً هائلاً من خلال مراقبة علماء الفلك وتحسينًا جذريًا في طرق المراقبة. ومن ناحية أخرى نجاح النظرية الهيكل الداخليوكان تطور النجوم مستحيلاً لولا تكنولوجيا الحوسبة الحديثة القائمة على استخدام الآلات الحاسبة الإلكترونية عالية السرعة. كما قدم البحث في مجال الفيزياء النووية خدمة لا تقدر بثمن للنظرية، مما جعل من الممكن الحصول عليها الخصائص الكميةتلك التفاعلات النووية التي تحدث في باطن النجوم. وبدون مبالغة يمكننا القول أن تطور نظرية بنية النجوم وتطورها يعد من أكبر الإنجازات في علم الفلك في النصف الثاني من القرن العشرين. إن تطور الفيزياء الحديثة يفتح المجال أمام إمكانية إجراء اختبار رصدي مباشر لنظرية البنية الداخلية للنجوم، وخاصة الشمس. إنه على وشكحول إمكانية اكتشاف تيار قوي من النيوترينوات التي ينبغي أن تنبعث من الشمس إذا حدثت تفاعلات نووية في أعماقها. ومن المعروف أن النيوترينوات تتفاعل بشكل ضعيف للغاية مع غيرها الجسيمات الأولية. على سبيل المثال، يمكن للنيوترينو أن يطير عبر سمك الشمس بالكامل تقريبًا دون امتصاصه، في حين أن الأشعة السينية يمكن أن تمر عبر بضعة ملليمترات فقط من المادة في باطن الشمس دون امتصاص. إذا تخيلنا أن شعاعًا قويًا من النيوترينوات يحتوي على طاقة كل جسيم فيه

    الاندماج النووي الحراري في باطن النجوم

    في هذا الوقت، بالنسبة للنجوم التي تزيد كتلتها عن 0.8 كتلة شمسية، يصبح اللب شفافًا للإشعاع، ويسود نقل الطاقة الإشعاعية في اللب، بينما تظل القشرة في الأعلى حاملة للحمل. لا أحد يعرف على وجه اليقين كيف تصل النجوم ذات الكتلة الأقل إلى التسلسل الرئيسي، حيث أن الوقت الذي تقضيه هذه النجوم في فئة الشباب يتجاوز عمر الكون. كل أفكارنا حول تطور هذه النجوم مبنية على حسابات رقمية.

    ومع انقباض النجم، يبدأ ضغط غاز الإلكترون المنحل في الارتفاع، وعند نصف قطر معين من النجم، يوقف هذا الضغط زيادة درجة الحرارة المركزية، ثم يبدأ في خفضها. وبالنسبة للنجوم الأصغر من 0.08، يتبين أن هذا أمر مميت: فالطاقة المنبعثة أثناء التفاعلات النووية لن تكون كافية أبدًا لتغطية تكاليف الإشعاع. وتسمى مثل هذه النجوم الفرعية بالأقزام البنية، ومصيرها هو الضغط المستمر حتى يوقفها ضغط الغاز المنحل، ثم التبريد التدريجي مع توقف جميع التفاعلات النووية.

    النجوم المتوسطة الكتلة الشابة

    تتطور النجوم الشابة ذات الكتلة المتوسطة (من 2 إلى 8 أضعاف كتلة الشمس) من الناحية النوعية بنفس الطريقة تمامًا مثل أخواتها الأصغر، باستثناء أنها لا تحتوي على مناطق الحمل الحراري حتى التسلسل الرئيسي.

    ترتبط الكائنات من هذا النوع بما يسمى. نجوم Ae\Be Herbit ذات متغيرات غير منتظمة من النوع الطيفي B-F5. لديهم أيضًا أقراص نفاثة ثنائية القطب. سرعة التدفق الخارجي واللمعان ودرجة الحرارة الفعالة أعلى بكثير من تلك الموجودة في τ برج الثور، لذلك يقومون بتسخين وتشتيت بقايا السحابة النجمية بشكل فعال.

    النجوم الشابة التي تزيد كتلتها عن 8 أضعاف كتلة الشمس

    في الواقع، هذه نجوم عادية بالفعل. وبينما كانت كتلة النواة الهيدروستاتيكية تتراكم، تمكن النجم من القفز عبر جميع المراحل الوسيطة وتسخين التفاعلات النووية إلى حد تعويض الخسائر الناجمة عن الإشعاع. تتمتع هذه النجوم المتدفقة بكتلة وإضاءة كبيرة لدرجة أنها لا تمنع انهيار ما تبقى منها المناطق الخارجية، لكنه يدفعهم إلى الخلف. وبالتالي، فإن كتلة النجم الناتج أقل بشكل ملحوظ من كتلة السحابة النجمية الأولية. على الأرجح، يفسر هذا الغياب في مجرتنا من النجوم التي تزيد كتلتها عن 100-200 مرة كتلة الشمس.

    دورة منتصف عمر النجم

    من بين النجوم المتكونة هناك مجموعة كبيرة ومتنوعة من الألوان والأحجام. وهي تتراوح في النوع الطيفي من الأزرق الحار إلى الأحمر البارد، وكتلتها من 0.08 إلى أكثر من 200 كتلة شمسية. يعتمد لمعان النجم ولونه على درجة حرارة سطحه، والتي بدورها تتحدد بكتلته. هذا كل شيء، النجوم الجدد "يأخذون مكانهم" في التسلسل الرئيسي وفقًا لحالتهم التركيب الكيميائيوالكتلة. نحن لا نتحدث عن الحركة الجسدية للنجم - فقط عن موضعه على الرسم البياني المشار إليه، اعتمادًا على معلمات النجم. أي أننا نتحدث في الواقع فقط عن تغيير معالم النجم.

    ما سيحدث بعد ذلك مرة أخرى يعتمد على كتلة النجم.

    السنوات اللاحقة وموت النجوم

    النجوم القديمة ذات الكتلة المنخفضة

    حتى الآن، ليس من المعروف على وجه اليقين ما يحدث للنجوم الخفيفة بعد استنفاد إمدادات الهيدروجين الخاصة بها. بما أن عمر الكون هو 13.7 مليار سنة، وهي فترة ليست كافية لاستنفاد مخزونه من وقود الهيدروجين، النظريات الحديثةتعتمد على النمذجة الحاسوبية للعمليات التي تحدث في مثل هذه النجوم.

    يمكن لبعض النجوم دمج الهيليوم فقط في مناطق نشطة معينة، مما يسبب عدم الاستقرار والرياح الشمسية القوية. في هذه الحالة، لا يحدث تكوين سديم كوكبي، ويتبخر النجم فقط، ليصبح أصغر من القزم البني.

    لكن النجم الذي كتلته أقل من 0.5 شمس لن يتمكن أبدًا من تصنيع الهيليوم حتى بعد توقف التفاعلات التي تتضمن الهيدروجين في القلب. غلافها النجمي ليس ضخمًا بما يكفي للتغلب على الضغط الناتج عن النواة. وتشمل هذه النجوم الأقزام الحمراء (مثل بروكسيما سنتوري)، والتي كانت في التسلسل الرئيسي لمئات المليارات من السنين. بعد توقف في جوهرها التفاعلات النووية الحرارية، فإنها، بعد تبريدها تدريجيًا، ستستمر في إصدارها بشكل ضعيف في نطاقات الأشعة تحت الحمراء والميكروويف من الطيف الكهرومغناطيسي.

    نجوم متوسطة الحجم

    عندما يصل نجم متوسط ​​الحجم (من 0.4 إلى 3.4 كتلة شمسية) إلى مرحلة العملاق الأحمر، تستمر طبقاته الخارجية في التوسع، وينقبض قلبه، وتبدأ التفاعلات في تصنيع الكربون من الهيليوم. يُطلق الاندماج قدرًا كبيرًا من الطاقة، مما يمنح النجم فترة راحة مؤقتة. بالنسبة لنجم مماثل في الحجم للشمس، يمكن أن تستغرق هذه العملية حوالي مليار سنة.

    تؤدي التغيرات في كمية الطاقة المنبعثة إلى مرور النجم بفترات من عدم الاستقرار، بما في ذلك التغيرات في الحجم ودرجة حرارة السطح ومخرجات الطاقة. يتحول إنتاج الطاقة نحو الإشعاع منخفض التردد. ويصاحب كل هذا زيادة في فقدان الكتلة بسبب الرياح الشمسية القوية والنبضات الشديدة. تسمى النجوم في هذه المرحلة نجوم من النوع المتأخر, أوه -IR النجومأو نجوم تشبه ميرا، اعتمادًا على خصائصها الدقيقة. ويكون الغاز المقذوف غنيًا نسبيًا بالعناصر الثقيلة المنتجة في باطن النجم، مثل الأكسجين والكربون. يشكل الغاز غلافًا متوسعًا ويبرد أثناء تحركه بعيدًا عن النجم، مما يسمح بتكوين جزيئات وجزيئات الغبار. مع الأشعة تحت الحمراء القوية الصادرة عن النجم المركزي، تتشكل الظروف المثالية لتفعيل الميزر في مثل هذه الأصداف.

    تفاعلات احتراق الهيليوم حساسة جدًا لدرجة الحرارة. في بعض الأحيان يؤدي هذا إلى عدم استقرار كبير. تحدث نبضات عنيفة، والتي تنقل في النهاية ما يكفي من الطاقة الحركية إلى الطبقات الخارجية ليتم إخراجها وتصبح سديمًا كوكبيًا. في وسط السديم، يبقى جوهر النجم، الذي يتحول، عندما يبرد، إلى قزم أبيض من الهيليوم، وعادة ما تصل كتلته إلى 0.5-0.6 شمسي وقطره يعادل قطر الأرض. .

    الأقزام البيضاء

    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.

    في النجوم الأضخم من الشمس، لا يمكن أن يحتوي ضغط الإلكترونات المتحللة على ضغط النواة، ويستمر حتى تتحول معظم الجسيمات إلى نيوترونات، معبأة بإحكام بحيث يتم قياس حجم النجم بالكيلومترات وهو 100. مياه أكثر كثافة بمليون مرة. يُسمى مثل هذا الجسم بالنجم النيوتروني؛ ويتم الحفاظ على توازنها عن طريق ضغط المادة النيوترونية المتحللة.

    النجوم فائقة الضخامة

    بعد أن تتناثر الطبقات الخارجية لنجم كتلته أكبر من خمس كتل شمسية لتشكل عملاقًا أحمرًا فائقًا، يبدأ القلب في الانضغاط بسبب قوى الجاذبية. ومع زيادة الضغط، تزداد درجة الحرارة والكثافة، ويبدأ تسلسل جديد من التفاعلات النووية الحرارية. في مثل هذه التفاعلات، يتم تصنيع العناصر الثقيلة، مما يمنع انهيار النواة مؤقتًا.

    في نهاية المطاف، مع تقدم التعليم، أكثر وأكثر العناصر الثقيلةفي الجدول الدوري، يتم تصنيع الحديد 56 من السيليكون. حتى هذه اللحظة، أطلق تخليق العناصر كمية كبيرة من الطاقة، لكن نواة الحديد -56 هي التي لديها أقصى عيب في الكتلة وتكوين نوى أثقل غير مناسب. لذلك، عندما يصل اللب الحديدي للنجم إلى قيمة معينة، فإن الضغط الموجود فيه لم يعد قادرًا على تحمل قوة الجاذبية الهائلة، ويحدث الانهيار الفوري للنواة مع نيترون مادته.

    ما سيحدث بعد ذلك ليس واضحا تماما. ولكن مهما كان الأمر، فإنه يتسبب في انفجار سوبر نوفا بقوة لا تصدق في غضون ثوان.

    يثير انفجار النيوترينوات المصاحب موجة صدمة. تدفع النفاثات القوية من النيوترينوات والمجال المغناطيسي الدوار الكثير من المواد المتراكمة في النجم - ما يسمى بالعناصر البذرة، بما في ذلك الحديد والعناصر الأخف. يتم قصف المادة المتفجرة بالنيوترونات المنبعثة من النواة، فتلتقطها وبالتالي تكوّن مجموعة من العناصر الأثقل من الحديد، بما في ذلك العناصر المشعة، وصولاً إلى اليورانيوم (وربما حتى الكاليفورنيوم). وهكذا، تفسر انفجارات المستعرات الأعظم وجود عناصر أثقل من الحديد في المادة بين النجوم.

    تحمل موجة الانفجار ونفاثات النيوترينو المواد بعيدًا نجم يموتفي الفضاء بين النجوم. وبعد ذلك، أثناء تحركها عبر الفضاء، قد تصطدم مادة المستعر الأعظم هذه بحطام فضائي آخر، وربما تشارك في تكوين نجوم أو كواكب أو أقمار صناعية جديدة.

    لا تزال العمليات التي تحدث أثناء تكوين المستعر الأعظم قيد الدراسة، وحتى الآن لا يوجد وضوح بشأن هذه المسألة. ومن المشكوك فيه أيضًا ما تبقى بالفعل من النجم الأصلي. ومع ذلك، يتم النظر في خيارين:

    النجوم النيوترونية

    ومن المعروف أنه في بعض المستعرات الأعظم، تؤدي الجاذبية القوية في أعماق العملاق إلى سقوط الإلكترونات في نواة الذرة، حيث تندمج مع البروتونات لتشكل النيوترونات. تختفي القوى الكهرومغناطيسية التي تفصل بين النوى القريبة. أصبح قلب النجم الآن عبارة عن كرة كثيفة من النوى الذريةوالنيوترونات الفردية.

    هذه النجوم، المعروفة باسم النجوم النيوترونية، صغيرة للغاية - لا يزيد حجمها عن حجمها مدينة كبيرة، ولها كثافة عالية لا يمكن تصورها. تصبح الفترة المدارية قصيرة للغاية مع انخفاض حجم النجم (بسبب الحفاظ على الزخم الزاوي). بعضها يقوم بـ 600 دورة في الثانية. عندما يصل المحور بين الشمال والجنوب القطب المغناطيسيومن هذا النجم سريع الدوران والمتجه نحو الأرض، يمكن اكتشاف نبضة من الإشعاع تتكرر على فترات تساوي الفترة المدارية للنجم. كانت تسمى هذه النجوم النيوترونية "النجوم النابضة"، وكانت أول النجوم التي تم اكتشافها. النجوم النيوترونية.

    الثقوب السوداء

    لا تصبح جميع المستعرات الأعظمية نجومًا نيوترونية. إذا كان لدى النجم كتلة كبيرة بما فيه الكفاية، فسيستمر انهيار النجم وستبدأ النيوترونات نفسها في الانخفاض إلى الداخل حتى يصبح نصف قطرها أقل من نصف قطر شفارتزشيلد. وبعد ذلك يتحول النجم إلى ثقب أسود.

    تم التنبؤ بوجود الثقوب السوداء من خلال النظرية النسبية العامة. وفقا للنسبية العامة، لا يمكن للمادة والمعلومات أن تترك الثقب الأسود تحت أي ظرف من الظروف. ومع ذلك، فإن ميكانيكا الكم تجعل الاستثناءات لهذه القاعدة ممكنة.

    هناك عدد اليسار أسئلة مفتوحة. وأهمها: "هل هناك ثقوب سوداء على الإطلاق؟" بعد كل شيء، من أجل القول على وجه اليقين أن هذا الكائن هو ثقب أسود، فمن الضروري مراقبة أفق الحدث الخاص به. كل المحاولات للقيام بذلك انتهت بالفشل. لكن لا يزال هناك أمل، إذ لا يمكن تفسير بعض الأجسام دون التراكم، والتراكم على جسم دون سطح صلب، لكن هذا لا يثبت وجود الثقوب السوداء في حد ذاته.

    الأسئلة مفتوحة أيضًا: هل من الممكن أن ينهار النجم مباشرة في ثقب أسود، متجاوزًا المستعر الأعظم؟ هل هناك مستعرات أعظمية ستصبح فيما بعد ثقوبًا سوداء؟ ما هو التأثير الدقيق للكتلة الأولية للنجم على تكوين الأجسام في نهاية دورة حياته؟

    ملحوظات

    أنظر أيضا

    روابط

    • تطور النجوم (الموسوعة الفيزيائية)

    مؤسسة ويكيميديا. 2010.

    انظر ما هو "تطور النجوم" في القواميس الأخرى:

      - (من النشر اللاتيني Evolutio)، بالمعنى الواسع مرادفًا للتنمية؛ عمليات التغيير (المشار إليها بأنها لا رجعة فيها) التي تحدث في الطبيعة الحية وغير الحية، وكذلك في النظم الاجتماعية. E. يمكن أن يؤدي إلى تعقيد، تمايز، زيادة... ... الموسوعة الفلسفية

    من المستحيل دراسة تطور النجوم من خلال مراقبة نجم واحد فقط، حيث أن العديد من التغيرات في النجوم تحدث ببطء شديد بحيث لا يمكن ملاحظتها حتى بعد مرور عدة قرون. ولذلك يدرس العلماء العديد من النجوم، كل منها يكون في مرحلة معينة من دورة حياته. على مدى العقود القليلة الماضية، أصبحت نمذجة بنية النجوم باستخدام تكنولوجيا الكمبيوتر واسعة الانتشار في الفيزياء الفلكية.

    يوتيوب الموسوعي

      1 / 5

      ✪ النجوم وتطور النجوم (رواية عالم الفيزياء الفلكية سيرجي بوبوف)

      ✪ النجوم وتطور النجوم (رواية سيرجي بوبوف وإلغونيس فيلكس)

      ✪ تطور النجوم. تطور العملاق الأزرق في 3 دقائق

      ✪ س. أ. لمزين - "التطور النجمي"

      ✪ سوردين ف.ج. تطور النجوم الجزء الأول

      ترجمات

    الاندماج النووي الحراري في باطن النجوم

    النجوم الشباب

    يمكن وصف عملية تكوين النجوم بطريقة موحدة، لكن المراحل اللاحقة من تطور النجم تعتمد بشكل كامل تقريبًا على كتلته، وفقط في نهاية تطور النجم يمكن أن يلعب تركيبه الكيميائي دورًا.

    نجوم شابة منخفضة الكتلة

    النجوم الشابة منخفضة الكتلة (تصل إلى ثلاث كتل شمسية) [ ]، والتي تقترب من التسلسل الرئيسي، تكون بالحمل الحراري تمامًا - حيث تغطي عملية الحمل الحراري جسم النجم بالكامل. هذه هي في الأساس نجوم أولية، بدأت التفاعلات النووية في مراكزها للتو، ويحدث كل الإشعاع بشكل أساسي بسبب ضغط الجاذبية. حتى يتم تحقيق التوازن الهيدروستاتيكي، يتناقص لمعان النجم عند درجة حرارة فعالة ثابتة. في مخطط هيرتزسبرونج-راسل، تشكل هذه النجوم مسارًا عموديًا تقريبًا يسمى مسار هاياشي. ومع تباطؤ الضغط، يقترب النجم الشاب من التسلسل الرئيسي. ترتبط الأجسام من هذا النوع بنجوم T Tauri.

    في هذا الوقت، بالنسبة للنجوم التي تزيد كتلتها عن 0.8 كتلة شمسية، يصبح اللب شفافًا للإشعاع، ويصبح نقل الطاقة الإشعاعية في اللب هو السائد، حيث يتم إعاقة الحمل الحراري بشكل متزايد بسبب الضغط المتزايد للمادة النجمية. في الطبقات الخارجية لجسم النجم، يسود نقل الطاقة بالحمل الحراري.

    من غير المعروف على وجه اليقين ما هي الخصائص التي تتمتع بها النجوم ذات الكتلة الأقل لحظة دخولها في التسلسل الرئيسي، حيث أن الوقت الذي تقضيه هذه النجوم في فئة الشباب يتجاوز عمر الكون [ ] . تستند جميع الأفكار حول تطور هذه النجوم فقط على الحسابات العددية والنمذجة الرياضية.

    عندما ينكمش النجم، يبدأ ضغط غاز الإلكترون المنحل في الزيادة وعندما يتم الوصول إلى نصف قطر معين للنجم، يتوقف الضغط، مما يؤدي إلى توقف الزيادة الإضافية في درجة الحرارة في قلب النجم بسبب الضغط، ومن ثم إلى الانخفاض. بالنسبة للنجوم الأصغر من 0.0767 كتلة شمسية، لا يحدث هذا: فالطاقة المنطلقة أثناء التفاعلات النووية لا تكفي أبدًا لموازنة الضغط الداخلي وضغط الجاذبية. تبعث مثل هذه "النجوم السفلية" طاقة أكثر مما يتم إنتاجه خلال التفاعلات النووية الحرارية، وتصنف على أنها أقزام بنية. ومصيرها هو الضغط المستمر حتى يوقفه ضغط الغاز المنحل، ثم التبريد التدريجي مع توقف جميع التفاعلات النووية الحرارية التي بدأت.

    النجوم المتوسطة الكتلة الشابة

    النجوم الشابة ذات الكتلة المتوسطة (من 2 إلى 8 كتلة شمسية) [ ] يتطورون نوعيًا تمامًا بنفس الطريقة التي تتطور بها أخواتهم وإخوانهم الأصغر، باستثناء أنه ليس لديهم مناطق الحمل الحراري حتى التسلسل الرئيسي.

    ترتبط الكائنات من هذا النوع بما يسمى. Ae\Be Herbig نجوم ذات متغيرات غير منتظمة من الفئة الطيفية B-F0. كما أنها تظهر الأقراص والنفاثات ثنائية القطب. يعد معدل تدفق المادة من السطح واللمعان ودرجة الحرارة الفعالة أعلى بكثير من معدل T Tauri، لذا فهي تعمل بشكل فعال على تسخين وتشتيت بقايا السحابة النجمية الأولية.

    النجوم الشابة التي تزيد كتلتها عن 8 أضعاف كتلة الشمس

    تتمتع النجوم التي لها مثل هذه الكتل بالفعل بخصائص النجوم العادية، لأنها مرت بجميع المراحل الوسيطة وتمكنت من تحقيق مثل هذا المعدل من التفاعلات النووية التي عوضت الطاقة المفقودة بسبب الإشعاع بينما تراكمت الكتلة لتحقيق التوازن الهيدروستاتيكي للنواة. بالنسبة لهذه النجوم، يكون تدفق الكتلة واللمعان كبيرًا جدًا لدرجة أنها لا توقف فقط الانهيار الجاذبي للمناطق الخارجية للسحابة الجزيئية التي لم تصبح بعد جزءًا من النجم، بل على العكس من ذلك، تشتتها بعيدًا. وبالتالي، فإن كتلة النجم الناتج أقل بشكل ملحوظ من كتلة السحابة النجمية الأولية. وهذا ما يفسر على الأرجح غياب النجوم التي تزيد كتلتها عن 300 كتلة شمسية في مجرتنا.

    دورة منتصف عمر النجم

    النجوم تأتي في مجموعة واسعة من الألوان والأحجام. وتتراوح حسب النوع الطيفي من الأزرق الحار إلى الأحمر البارد، ومن حيث الكتلة - من 0.0767 إلى حوالي 300 كتلة شمسية، وفقا لأحدث التقديرات. يعتمد لمعان ولون النجم على درجة حرارة سطحه، والتي بدورها تتحدد بكتلته. جميع النجوم الجديدة "تأخذ مكانها" في التسلسل الرئيسي وفقًا لتركيبها الكيميائي وكتلتها. بطبيعة الحال، نحن لا نتحدث عن الحركة الجسدية للنجم - فقط عن موقعه على الرسم التخطيطي المشار إليه، اعتمادا على معلمات النجم. في الواقع، فإن حركة النجم على طول المخطط تتوافق فقط مع التغيير في معلمات النجم.

    يؤدي "حرق" المادة النووي الحراري، الذي يتم استئنافه عند مستوى جديد، إلى توسع هائل في النجم. "ينتفخ النجم" ويصبح "فضفاضًا" للغاية ويزداد حجمه حوالي 100 مرة. فيتحول النجم إلى عملاق أحمر، وتستمر مرحلة احتراق الهيليوم حوالي عدة ملايين من السنين. تقريبا كل العمالقة الحمراء هي نجوم متغيرة.

    المراحل النهائية لتطور النجوم

    النجوم القديمة ذات الكتلة المنخفضة

    في الوقت الحاضر، ليس من المعروف على وجه اليقين ما يحدث للنجوم الخفيفة بعد استنفاد مخزون الهيدروجين في قلبها. وبما أن عمر الكون يبلغ 13.7 مليار سنة، وهو ما لا يكفي لاستنفاد مخزون وقود الهيدروجين في مثل هذه النجوم، فإن النظريات الحديثة تعتمد على المحاكاة الحاسوبية للعمليات التي تحدث في مثل هذه النجوم.

    يمكن لبعض النجوم تصنيع الهيليوم فقط في مناطق نشطة معينة، مما يسبب عدم الاستقرار ورياح نجمية قوية. في هذه الحالة، لا يحدث تكوين سديم كوكبي، ويتبخر النجم فقط، ليصبح أصغر من القزم البني [ ] .

    النجم الذي كتلته أقل من 0.5 شمس غير قادر على تحويل الهيليوم حتى بعد تفاعلات تتضمن توقف الهيدروجين في قلبه - كتلة مثل هذا النجم صغيرة جدًا بحيث لا توفر مرحلة جديدة من ضغط الجاذبية إلى درجة كافية "للإشعال". هيليوم وتشمل هذه النجوم الأقزام الحمراء، مثل بروكسيما سنتوري، الذي يتراوح زمن إقامته في التسلسل الرئيسي من عشرات المليارات إلى عشرات التريليونات من السنين. بعد توقف التفاعلات النووية الحرارية في قلوبها، فإنها، بعد تبريدها تدريجيًا، ستستمر في انبعاثها بشكل ضعيف في نطاقات الأشعة تحت الحمراء والميكروويف من الطيف الكهرومغناطيسي.

    نجوم متوسطة الحجم

    عند الوصول نجم متوسط ​​الحجم (من 0.4 إلى 3.4 كتلة شمسية) [ ] من مرحلة العملاق الأحمر، ينفد الهيدروجين في قلبه، وتبدأ تفاعلات تخليق الكربون من الهيليوم. وتحدث هذه العملية عند درجات حرارة أعلى وبالتالي يزداد تدفق الطاقة من النواة، ونتيجة لذلك تبدأ الطبقات الخارجية للنجم في التوسع. تمثل بداية تخليق الكربون مرحلة جديدة في حياة النجم وتستمر لبعض الوقت. بالنسبة لنجم مماثل في الحجم للشمس، يمكن أن تستغرق هذه العملية حوالي مليار سنة.

    تؤدي التغيرات في كمية الطاقة المنبعثة إلى مرور النجم بفترات من عدم الاستقرار، بما في ذلك التغيرات في الحجم ودرجة حرارة السطح وإطلاق الطاقة. يتحول إنتاج الطاقة نحو الإشعاع منخفض التردد. كل هذا مصحوب بفقدان متزايد للكتلة بسبب الرياح النجمية القوية والنبضات الشديدة. تسمى النجوم في هذا الطور "نجوم النوع المتأخر" (أيضًا "النجوم المتقاعدة")، أوه -IR النجومأو نجوم تشبه ميرا، اعتمادًا على خصائصها الدقيقة. ويكون الغاز المقذوف غنيًا نسبيًا بالعناصر الثقيلة المنتجة في داخل النجم، مثل الأكسجين والكربون. يشكل الغاز غلافًا متوسعًا ويبرد أثناء تحركه بعيدًا عن النجم، مما يسمح بتكوين جزيئات وجزيئات الغبار. مع الأشعة تحت الحمراء القوية الصادرة عن النجم المصدر، تتشكل الظروف المثالية لتنشيط الميزر الكوني في مثل هذه الأصداف.

    تفاعلات الاحتراق النووي الحراري للهيليوم حساسة جدًا لدرجة الحرارة. في بعض الأحيان يؤدي هذا إلى عدم استقرار كبير. تنشأ نبضات قوية، مما يعطي نتيجة لذلك تسارعًا كافيًا للطبقات الخارجية لتتخلص منها وتتحول إلى سديم كوكبي. في وسط مثل هذا السديم، يبقى اللب العاري للنجم، حيث تتوقف التفاعلات النووية الحرارية، وعندما يبرد يتحول إلى قزم أبيض هيليوم، وعادة ما تصل كتلته إلى 0.5-0.6 كتلة شمسية وقطره. على ترتيب قطر الأرض.

    الغالبية العظمى من النجوم، بما في ذلك الشمس، تكمل 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، والتبريد تدريجيا، يصبح قزما أسود غير مرئي.

    في النجوم الأكثر ضخامة من الشمس، لا يمكن لضغط الإلكترونات المتحللة أن يوقف المزيد من الضغط على النواة، وتبدأ "الضغط" على الإلكترونات في النوى الذرية، مما يحول البروتونات إلى نيوترونات، لا توجد بينها قوى تنافر كهروستاتيكية. يؤدي هذا النيوترنة للمادة إلى حقيقة أن حجم النجم، الذي هو الآن، في الواقع، نواة ذرية ضخمة واحدة، يقاس بعدة كيلومترات، وكثافته أعلى 100 مليون مرة من كثافة الماء. يُسمى مثل هذا الجسم بالنجم النيوتروني؛ ويتم الحفاظ على توازنها عن طريق ضغط المادة النيوترونية المتحللة.

    النجوم فائقة الضخامة

    بعد أن يدخل نجم كتلته أكثر من خمس كتل شمسية إلى مرحلة العملاق الأحمر، يبدأ قلبه بالانكماش تحت تأثير الجاذبية. ومع استمرار الضغط، تزداد درجة الحرارة والكثافة، ويبدأ تسلسل جديد من التفاعلات النووية الحرارية. في مثل هذه التفاعلات، يتم تصنيع عناصر أثقل بشكل متزايد: الهيليوم والكربون والأكسجين والسيليكون والحديد، مما يحد مؤقتًا من انهيار النواة.

    ونتيجة لذلك، مع تشكل العناصر الأثقل بشكل متزايد في الجدول الدوري، يتم تصنيع الحديد 56 من السيليكون. في هذه المرحلة، يصبح المزيد من الاندماج النووي الحراري الطارد للحرارة أمرًا مستحيلًا، نظرًا لأن نواة الحديد 56 بها عيب أقصى في الكتلة ومن المستحيل تكوين نوى أثقل مع إطلاق الطاقة. لذلك، عندما يصل اللب الحديدي للنجم إلى حجم معين، فإن الضغط الموجود فيه لا يعد قادرًا على تحمل وزن الطبقات التي تغطي النجم، ويحدث الانهيار الفوري للنواة مع نيترون مادته.

    ما سيحدث بعد ذلك ليس واضحًا تمامًا بعد، ولكن على أي حال، تؤدي العمليات التي تحدث في غضون ثوانٍ إلى انفجار سوبر نوفا بقوة لا تصدق.

    تدفع نفاثات النيوترينو القوية والمجال المغناطيسي الدوار الكثير من المواد المتراكمة للنجم. [ ] - ما يسمى بعناصر الجلوس ومنها عناصر الحديد والولاعة. يتم قصف المادة المتفجرة بالنيوترونات الهاربة من قلب النجم، فتلتقطها، وبالتالي تكوّن مجموعة من العناصر الأثقل من الحديد، بما في ذلك العناصر المشعة، وصولاً إلى اليورانيوم (وربما حتى الكاليفورنيوم). وهكذا فإن انفجارات السوبرنوفا تفسر وجود عناصر أثقل من الحديد في المادة الموجودة بين النجوم، ولكن هذا ليس السبب الوحيد. طريقة حل ممكنةتكوينها، والذي، على سبيل المثال، يظهر من خلال نجوم التكنيشيوم.

    موجة الانفجار و تحمل نفاثات النيوترينوات المادة بعيدًا عن النجم المحتضر [ ] في الفضاء بين النجوم. بعد ذلك، عندما تبرد وتتحرك عبر الفضاء، يمكن أن تصطدم مادة المستعر الأعظم هذه مع "الإنقاذ" الكوني الآخر، وربما تشارك في تكوين نجوم أو كواكب أو أقمار صناعية جديدة.

    لا تزال العمليات التي تحدث أثناء تكوين المستعر الأعظم قيد الدراسة، وحتى الآن لا يوجد وضوح بشأن هذه المسألة. ومن المشكوك فيه أيضًا ما تبقى بالفعل من النجم الأصلي. ومع ذلك، يتم النظر في خيارين: النجوم النيوترونية والثقوب السوداء.

    النجوم النيوترونية

    ومن المعروف أنه في بعض المستعرات الأعظم، تعمل الجاذبية القوية في أعماق العملاق الهائل على امتصاص الإلكترونات من قبل النواة الذرية، حيث تندمج مع البروتونات لتكوين النيوترونات. وتسمى هذه العملية النيوترونات. تختفي القوى الكهرومغناطيسية التي تفصل بين النوى القريبة. أصبح قلب النجم الآن عبارة عن كرة كثيفة من النوى الذرية والنيوترونات الفردية.

    مثل هذه النجوم، المعروفة باسم النجوم النيوترونية، صغيرة للغاية - لا يزيد حجمها عن حجم مدينة كبيرة - ولها كثافة عالية لا يمكن تصورها. تصبح الفترة المدارية قصيرة للغاية مع انخفاض حجم النجم (بسبب الحفاظ على الزخم الزاوي). تدور بعض النجوم النيوترونية 600 مرة في الثانية. وعند بعضهم قد تكون الزاوية بين ناقل الإشعاع ومحور الدوران بحيث تسقط الأرض في المخروط الذي يشكله هذا الإشعاع؛ وفي هذه الحالة من الممكن اكتشاف نبضة إشعاعية تتكرر على فترات تساوي الفترة المدارية للنجم. كانت تسمى هذه النجوم النيوترونية "النجوم النابضة"، وكانت أول النجوم النيوترونية التي تم اكتشافها.

    الثقوب السوداء

    ليست كل النجوم، بعد مرورها بمرحلة انفجار المستعر الأعظم، تصبح نجومًا نيوترونية. إذا كان النجم لديه كتلة كبيرة بما فيه الكفاية، فسوف يستمر انهيار مثل هذا النجم، وستبدأ النيوترونات نفسها في الانخفاض إلى الداخل حتى يصبح نصف قطرها أقل من نصف قطر شوارزشيلد. وبعد ذلك يتحول النجم إلى ثقب أسود.

    تم التنبؤ بوجود الثقوب السوداء من خلال النظرية النسبية العامة. ووفقا لهذه النظرية،

    دورة حياة النجوم

    يطلق النجم النموذجي الطاقة عن طريق دمج الهيدروجين في الهيليوم في فرن نووي في قلبه. وبعد أن يستهلك النجم الهيدروجين الموجود في المركز، يبدأ بالاحتراق في قشرة النجم، فيزداد حجمه وينتفخ. يزداد حجم النجم، وتنخفض درجة حرارته. تؤدي هذه العملية إلى ظهور العمالقة الحمراء والعمالقة الفائقة. يتم تحديد عمر كل نجم من خلال كتلته. تنهي النجوم الضخمة دورة حياتها بانفجار. النجوم مثل الشمس تتقلص وتتحول إلى أقزام بيضاء كثيفة. في طور التحول من عملاق أحمر إلى قزم ابيضيمكن للنجم أن يتخلص من طبقاته الخارجية كقشرة خفيفة من الغاز، كاشفًا قلبه.

    من كتاب الإنسان وروحه. الحياة في الجسد المادي و العالم النجمي المؤلف إيفانوف يو م

    من كتاب الكبير الموسوعة السوفيتية(زهي) للمؤلف مكتب تقييس الاتصالات

    من كتاب الرحالة مؤلف دوروزكين نيكولاي

    من كتاب اقتصاديات العقارات مؤلف بورخانوفا ناتاليا

    مسار حياة معقد لقد شهد موقف علمائنا المحليين تجاه سفين هيدين تغيرات كبيرة. تكمن الأسباب في شخصية هيدين نفسه وفي المواقف السياسية في عصره. منذ شبابي أعرف اللغة الروسية وأشعر بالتعاطف مع روسيا وأهلها

    من كتاب التمويل: ورقة الغش مؤلف المؤلف غير معروف

    4. دورة حياة الأشياء العقارية بما أن الأشياء العقارية تخضع لتغيرات اقتصادية ومادية وقانونية أثناء وجودها، فإن أي شيء غير منقول (باستثناء الأرض) يمر بالمراحل التالية:

    من كتاب كل شيء عن كل شيء. المجلد 5 المؤلف ليكوم أركادي

    47. تأثير التمويل على المستوى المعيشي للسكان يتمثل الجوهر الاجتماعي والاقتصادي للعلاقات المالية في دراسة مسألة من تتلقى الدولة الموارد المالية على حسابه ومن تستخدم هذه الأموال لصالحه. جزء كبير

    من كتاب السلوك التنظيمي: ورقة الغش مؤلف المؤلف غير معروف

    كم هو بعيد عن النجوم؟ هناك نجوم في الكون بعيدة عنا لدرجة أننا لا نملك حتى الفرصة لمعرفة بعدها أو تحديد عددها. ولكن كم يبعد أقرب نجم عن الأرض؟ المسافة من الأرض إلى الشمس هي 150.000.000 كيلومتر. منذ النور

    من كتاب التسويق: ورقة الغش مؤلف المؤلف غير معروف

    50. دورة حياة المنظمة إن مفهوم دورة حياة المنظمة منتشر على نطاق واسع - يتغير مع تسلسل معين من الحالات عند التفاعل مع بيئة. يخرج مراحل معينة، والتي تمر من خلالها المنظمات ، و

    من كتاب علم الأحياء [ دليل كاملللتحضير لامتحان الدولة الموحدة] مؤلف ليرنر جورجي إسحاقوفيتش

    45. دورة حياة المنتج دورة حياة المنتج هي التغير في المبيعات والأرباح على مدار حياته. المنتج له مرحلة البداية والنمو والنضج والنهاية - "الموت"، المغادرة.1. مرحلة "التطوير والانطلاق إلى السوق". هذه هي فترة الاستثمار في التسويق

    من كتاب 200 حالة تسمم مشهورة المؤلف أنتسيشكين إيغور

    2.7. خلية - الوحدة الجينيةعلى قيد الحياة. الكروموسومات وبنيتها (شكلها وحجمها) ووظائفها. عدد الكروموسومات وثبات نوعها. ملامح الخلايا الجسدية والجرثومية. دورة حياة الخلية: الطور البيني والانقسام الفتيلي. الانقسام هو انقسام الخلايا الجسدية. الانقسام الاختزالي. المراحل

    من كتاب المرجع السريع المعرفة اللازمة مؤلف تشيرنيفسكي أندريه فلاديميروفيتش

    4.5.1. دورة حياة الطحالب يشمل قسم الطحالب الخضراء نباتات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا. هناك حوالي 13 ألف نوع في المجموع. الكائنات وحيدة الخلية تشمل Chlamydomonas وChlorella. تتكون المستعمرات من خلايا فولفوكس وباندورينا. إلى متعددة الخلايا

    من كتاب مراقب النجوم الشعبي مؤلف شلاشينكوف إيجور

    تضحيات النجوم كان عالم الرياضيات الإيطالي كاردانو فيلسوفًا وطبيبًا ومنجمًا. في البداية كان يعمل حصريًا في الطب، ولكن منذ عام 1534 كان أستاذًا للرياضيات في ميلانو وبولونيا؛ لكن الأستاذ لم يغادر من أجل زيادة دخله المتواضع

    من كتاب أحدث القاموس الفلسفي مؤلف جريتسانوف ألكسندر ألكسيفيتش

    25 أقرب النجوم بالسيارات - الحجم البصري؛ ص - المسافة إلى النجم، جهاز الكمبيوتر؛ L هو لمعان (قوة الإشعاع) للنجم، معبرًا عنه بوحدات اللمعان الشمسي (3.86–1026)

    من كتاب أستكشف العالم. الفيروسات والأمراض المؤلف تشيركوف س.ن.

    أنواع النجوم بالمقارنة مع النجوم الأخرى في الكون، تعتبر الشمس نجما قزما وينتمي إلى فئة النجوم العادية، حيث يتحول الهيدروجين في أعماقها إلى هيليوم. بطريقة أو بأخرى، تصف أنواع النجوم تقريبًا دورة حياة كل منها بشكل منفصل

    من كتاب المؤلف

    "عالم الحياة" (Lebenswelt) هو أحد المفاهيم المركزية لظاهرات هوسرل المتأخرة، والتي صاغها كنتيجة للتغلب على الأفق الضيق للطريقة الظاهرية الصارمة من خلال معالجة مشاكل الروابط العالمية للوعي. مثل هذا التضمين لـ "العالم"

    من كتاب المؤلف

    دورة حياة الفيروس يخترق كل فيروس الخلية بطريقته الفريدة. بعد الاختراق، يجب عليه أولاً خلع ملابسه الخارجية حتى يكشف حمضه النووي، جزئيًا على الأقل، ويبدأ في تقليده.عمل الفيروس منظم جيدًا.



    إقرأ أيضاً: