النجوم هي الأجسام المضيئة في الكون التي تتكون بشكل رئيسي من الهيدروجين والهيليوم، وتعتبر مصانع للطاقة والضوء في الفضاء. تتبع النجوم دورة حياة تتألف من عدة مراحل، بدءًا من نشوئها وتكونها، مرورًا بتطورها، وصولاً إلى موتها.
1. نشوء وتكوّن النجوم
السحب الجزيئية (السدم):
- النجوم تبدأ حياتها في السحب الجزيئية، وهي مناطق ضخمة من الغاز والغبار في الفضاء تعرف بالسدم.
- تتكون السدم بشكل أساسي من الهيدروجين (حوالي 75%)، الهيليوم (حوالي 24%)، وعناصر أخرى بنسبة صغيرة.
تكوين النجم:
- بسبب الجاذبية، يبدأ الغاز والغبار في السحب الجزيئية بالتكتل والانضغاط بمرور الوقت. كلما زاد التكتل، زادت الكثافة والحرارة في المركز.
- عندما تصل درجة الحرارة في النواة إلى حوالي 10 ملايين درجة مئوية، تبدأ عملية الاندماج النووي، حيث يتحول الهيدروجين إلى هيليوم، وهذا يؤدي إلى إطلاق كميات هائلة من الطاقة في شكل ضوء وحرارة.
- في هذه المرحلة، يولد نجم أولي ويستمر في النمو إذا توفرت المواد الكافية.
2. المكونات الأساسية للنجوم
- الهيدروجين: العنصر الأساسي الذي يشكل الوقود الرئيسي للنجوم عبر عملية الاندماج النووي.
- الهيليوم: يتم إنتاجه من اندماج الهيدروجين، وهو العنصر الثاني من حيث النسبة في النجوم.
- العناصر الثقيلة: تشكل نسبة صغيرة جدًا في بداية حياة النجم، لكنها تزداد في مراحل لاحقة بسبب الاندماج النووي.
3. تطور النجوم
التسلسل الرئيسي:
- بعد فترة من الانكماش، يصل النجم إلى مرحلة التسلسل الرئيسي، وهي المرحلة الأطول في حياة النجم. في هذه المرحلة، يستمر النجم في تحويل الهيدروجين إلى هيليوم في نواته، ويكون في حالة توازن بين الجاذبية وضغط الإشعاع الناتج عن الاندماج النووي.
- النجوم الصغيرة مثل الشمس تبقى في هذه المرحلة لفترة طويلة تصل إلى 10 مليارات سنة، بينما النجوم الأكبر حجماً تستمر فقط بضعة ملايين من السنين.
نهاية التسلسل الرئيسي:
- عندما يستهلك النجم معظمه من الهيدروجين في النواة، تبدأ النواة في الانكماش بفعل الجاذبية، بينما يتوسع الغلاف الخارجي. يعتمد التطور اللاحق للنجم على كتلته.
4. موت النجوم
النجوم الصغيرة والمتوسطة (مثل الشمس):
- العملاق الأحمر: بعد استنفاد الهيدروجين في النواة، يبدأ النجم بتحويل الهيليوم إلى عناصر أثقل (مثل الكربون والأكسجين)، ويتضخم ليصبح عملاقًا أحمر.
- السديم الكوكبي: في نهاية مرحلة العملاق الأحمر، يبدأ النجم بفقدان طبقاته الخارجية على شكل غازات، مكونًا سديمًا كوكبيًا.
- القزم الأبيض: بعد أن يفقد النجم طبقاته الخارجية، تبقى النواة الساخنة كمركز كثيف وصغير يعرف باسم القزم الأبيض. القزم الأبيض لا يقوم بإنتاج طاقة جديدة، ولكنه يتوهج لفترة طويلة قبل أن يتلاشى ببطء.
النجوم الضخمة:
- العملاق الأحمر الفائق: النجوم الكبيرة تتضخم لتصبح عملاقًا أحمر فائقًا بعد استهلاك الهيدروجين. ثم تبدأ بدمج عناصر أثقل مثل الكربون والنيون والأكسجين والسيليكون، حتى تصل إلى الحديد.
- المستعر الأعظم (Supernova): عندما يتراكم الحديد في نواة النجم، تتوقف عملية الاندماج النووي لأن اندماج الحديد لا يطلق طاقة. تنهار النواة بشكل مفاجئ بفعل الجاذبية، مما يؤدي إلى انفجار هائل يعرف باسم المستعر الأعظم.
- النجم النيوتروني أو الثقب الأسود: بعد المستعر الأعظم، يتبقى من النجم إما:
- نجم نيوتروني: إذا كانت كتلة النجم المتبقي تتراوح بين 1.4 إلى 3 مرات كتلة الشمس.
- ثقب أسود: إذا كانت كتلة النجم المتبقي تفوق 3 مرات كتلة الشمس.
5. أنواع النجوم حسب كتلتها
- النجوم القزمة: تشمل النجوم الصغيرة مثل الشمس، والتي تتطور في النهاية إلى أقزام بيضاء.
- النجوم العملاقة: النجوم الأكبر التي تصبح عمالقة حمراء وتتطور إلى مستعرات عظمى.
- النجوم الفائقة الكتلة: تتضمن النجوم الأضخم التي تنتهي حياتها كثقوب سوداء بعد انفجار سوبرنوفا.
الخلاصة:
- تبدأ حياة النجوم في السحب الجزيئية حيث تتكون من غاز الهيدروجين.
- بعد ولادتها، تمر النجوم بمرحلة التسلسل الرئيسي حيث تندمج ذرات الهيدروجين وتحولها إلى طاقة.
- يعتمد تطور النجوم وموتها على كتلتها. النجوم الصغيرة والمتوسطة تنتهي كأقزام بيضاء، بينما النجوم الكبيرة تنفجر في سوبرنوفا وقد تتحول إلى نجوم نيوترونية أو ثقوب سوداء.