ساعدنیوز: تتکوّن النجوم بشکل أساسی من الهیدروجین والهیلیوم، اللذین یشکّلان معًا نحو 98٪ من کتلتها. یستعرض هذا المقال البنیه المکوّنه من ثلاث طبقات للنجوم، ویشرح عملیه الاندماج النووی.
وفقًا لـ«ساعدنیوز»، تُعدّ النجوم من أکثر الأجرام إثارهً للاهتمام وإضاءهً فی سماء اللیل. وقد راقبها البشر لقرون طویله وحاولوا فهم أصولها وبنیتها وترکیبها. ولکن ممَّ تتکوّن النجوم تحدیدًا؟
تتکوّن النجوم بشکل أساسی من الهیدروجین والهیلیوم. وهذان العنصران هما الأکثر وفره فی الکون، ویشکّلان نحو 98% من کتله معظم النجوم. ویمکن تقسیم النجم عمومًا إلى ثلاث مناطق رئیسیه:
النواه هی المنطقه الداخلیه للنجم وموقع حدوث التفاعلات النوویه. وفیها تسمح درجات الحراره والضغوط المرتفعه للغایه باندماج نوى الهیدروجین معًا لتکوین الهیلیوم. وتُعرف هذه العملیه باسم الاندماج النووی، وهی المصدر الأساسی لطاقه النجم.
تسمح الطاقه الناتجه عن الاندماج النووی للنجوم بإصدار الضوء والحراره، کما تساعد على الحفاظ على التوازن بین قوه الجاذبیه التی تسحب الماده إلى الداخل والضغط المتولد داخل النجم والذی یدفع إلى الخارج.
تحیط بالنواه المنطقه الإشعاعیه، حیث تنتقل الطاقه الناتجه فی النواه إلى الخارج بشکل أساسی عن طریق الإشعاع. وبما أن الطاقه یمکن أن تُمتص مرارًا وتُعاد إزالتها بواسطه الجسیمات، فقد تستغرق رحلتها عبر هذه المنطقه وقتًا طویلًا للغایه، وقد تصل إلى ملایین السنین.
ومع انتقال الطاقه إلى الخارج، تنخفض درجات الحراره تدریجیًا.
تقع المنطقه الحملیه فوق المنطقه الإشعاعیه. وهنا تنتقل الطاقه من خلال الحرکه الفعلیه لماده النجم. فالماده الأکثر سخونه ترتفع نحو السطح، بینما تهبط الماده الأکثر بروده إلى أعماق النجم.
وتؤدی هذه الحرکه المستمره إلى تکوین تیارات حمل حراری تساعد على نقل الحراره نحو الطبقات الخارجیه للنجم.
على الرغم من أن الهیدروجین والهیلیوم یشکّلان الجزء الأکبر من ترکیب النجوم، فإن النجوم تحتوی أیضًا على کمیات صغیره من العناصر الأثقل، ومنها الکربون والنیتروجین والأکسجین والحدید وغیرها الکثیر.
الهیدروجین هو أبسط العناصر وأکثرها وفره فی الکون. ویشکّل نحو 74% من کتله النجم النموذجی.
داخل نوى النجوم، یخضع الهیدروجین للاندماج النووی ویتحوّل إلى هیلیوم. وتطلق هذه العملیه کمیات هائله من الطاقه التی تمدّ النجم بالطاقه اللازمه.
الهیلیوم هو ثانی أکثر العناصر وفره فی النجوم، ویشکّل نحو 24% من کتلتها. وینتج جزء کبیر من الهیلیوم الموجود فی النجوم عن اندماج الهیدروجین.
ویؤدی الهیلیوم دورًا مهمًا بشکل خاص فی تطور النجوم؛ فعندما تنفد کمیه الهیدروجین الموجوده فی النواه، یمکن للهیلیوم فی نهایه المطاف أن یصبح وقودًا لمراحل لاحقه من الاندماج النووی.
تحتوی النجوم أیضًا على عناصر أثقل مثل الکربون والنیتروجین والأکسجین والحدید، إلا أن هذه العناصر توجد بکمیات أقل بکثیر من الهیدروجین والهیلیوم.
ویتکوّن العدید من هذه العناصر من خلال الاندماج النووی داخل النجوم الضخمه، ولا سیما خلال المراحل المتأخره من تطور النجوم. وعندما تنفجر النجوم الضخمه فی نهایه المطاف على شکل مستعرات عظمى، یمکن لهذه العناصر أن تنتشر فی الفضاء وتصبح جزءًا من نجوم وکواکب وأجرام سماویه أخرى تتکوّن لاحقًا.
یمکن تقسیم حیاه النجم إلى عده مراحل، تبدأ بتکوّنه وتنتهی بموته. وخلال هذه الرحله، تتغیر بنیته وترکیبه الکیمیائی مع استمرار التفاعلات النوویه.
تتکوّن النجوم داخل سحب هائله من الغاز والغبار تُعرف باسم السحب الجزیئیه. وداخل هذه السحب، تتسبب الجاذبیه فی تجمع الماده فی مناطق تزداد کثافتها تدریجیًا.
ومع ازدیاد ترکّز الماده، ترتفع درجه الحراره والضغط. وفی النهایه، تصبح الظروف داخل النجم المتکوّن ساخنه وکثیفه بما یکفی لبدء الاندماج النووی.
بمجرد بدء الاندماج النووی المستمر، یولد نجم جدید. وفی هذه المرحله یبدأ النجم بإنتاج کمیات هائله من الطاقه، ویصبح مصدرًا مستقرًا للضوء والحراره.
وقد تستغرق المراحل المبکره من تکوّن النجم ملایین السنین، بینما یستقر النجم تدریجیًا فی حاله مستقره.
خلال معظم فتره حیاته، یحوّل النجم الهیدروجین إلى هیلیوم من خلال الاندماج النووی. ویمکن أن تستمر هذه المرحله ملایین السنین أو حتى ملیارات السنین، وذلک اعتمادًا بدرجه کبیره على کتله النجم.
ومع انخفاض کمیه الهیدروجین فی النواه، یخضع النجم لتغیرات فی بنیته، وقد یتطور إلى نجم عملاق أو، بحسب کتلته، یتحول فی النهایه إلى قزم أبیض.
یعتمد المصیر النهائی للنجم بشکل أساسی على کتلته.
یمکن للنجوم الضخمه أن تنهی حیاتها بانفجارات هائله تُعرف باسم المستعرات العظمى. ویمکن لهذه الانفجارات أن تنتج العناصر الثقیله وتنشرها فی أنحاء الفضاء.
أما النجوم الأصغر، مثل الشمس، فلا تنفجر على هیئه مستعرات عظمى. وبدلًا من ذلک، وبعد مرورها بالمراحل المتأخره من تطورها النجمی، تتخلص من طبقاتها الخارجیه وتترک فی النهایه وراءها قزمًا أبیض کثیفًا.
النجوم عباره عن کرات هائله من البلازما شدیده السخونه، تتکوّن أساسًا من الهیدروجین والهیلیوم، مع کمیات أقل من العناصر الأثقل. وینتج الاندماج النووی فی نواها الطاقه التی تجعلها تتوهج، کما یؤدی دورًا أساسیًا فی تطورها.
ومن تکوّنها داخل سحب الغاز والغبار إلى تحولها فی نهایه المطاف إلى أقزام بیضاء أو بقایا مستعرات عظمى، تؤدی النجوم دورًا أساسیًا فی تشکیل الکون. وفی الواقع، فإن العدید من العناصر الثقیله الموجوده فی الکواکب، بل وحتى فی الکائنات الحیه، قد تشکّلت داخل النجوم أو أثناء موتها العنیف.
