“مخطط هيرتزبرنغ – رسل” لفهم آلية تطور النجوم

2016 عصر الكهرباء

جون كلارك مع مايكل ألابي وإيمي جان بيير

KFAS

علم الفلك

أحدث هيرتزبرنغ – رسل، في المخطط البياني الذي يرسم فيه سطوع النجوم مقابل درجة حرارتها، ثورة في مفاهيمنا حول النجوم. ورغم مرور حوالي قرن على وضع المخطط، لكنه مازال أداة مهمة لباحثي علم الفلك الحديث.

جمع الفلكيون بنهاية القرن التاسع عشر ثروة من المعلومات والقياسات حول آلاف النجوم. كانت نتائج الرصد تتوالى وتتضاعف وتصبح أكثر دقة مع توافر تكنولوجيا دقيقة أكثر.

بلغ التقدم بحلول القرن العشرين درجة مكنت الفلكيين من قياس «القدر الظاهري» للنجوم بدقة بالغة. ويشير مصطلح «القدر الظاهري» إلى مقدار سطوع النجم وهو يتوهج في سمائنا. ويعتمد على السطوع الحقيقي للنجم (كمية الضوء الذي يبثه) وبُعده عنا.

ورغم صعوبة قياس هذه المسافات الهائلة أصبح بإمكان الفلكيين القيام بحسابات يُعتد بها.

توصل الفلكي الألماني إينار هيرتزبرنغ (١٨٧٣-١٩٦٧)، ويشكل مستقل عنه، الفلكي الأمريكي هنري رسل (١٨٧٧ – ١٩٥٧) إلى استخدام المعلومات المتوافرة لربط درجة سطوع النجم بخاصية أخرى – لون النجم. ويعكس لون النجم درجة حرارة سطحه ونطاق الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يبثه، والمعروف بالطيف.

 

من موقعه كمدير لمرصد هارفارد خلال هذه الفترة قام الفلكي الأمريكي إدوارد بكرينغ (١٨٤٦ – ١٩١٩) بمسح الطيف الكهرومغناطيسي لآلاف النجوم. وكلت مهمة تصنيف هذه الأطياف إلى الفلكية آني كانون (١٨٦٣–١٩٤١).

استحدثت كانون نظاماً سباعياً يعتمد على درجة حرارة النجم ولونه، ومازال هذا النظام معمولاً به.

تمثل رمز التصنيف بأحرف الأبجدية O, B, A, F, G, K, M بحيث تصنف النجوم الزرقاء مرتفعة درجة الحرارة ضمن الزمرة «O» والنجوم الحمراء الأقل درجة حرارة ضمن الزمرة «M» . وتقع شمسنا ضمن الزمرة «G» التي تمثل النجوم الصفراء متوسطة درجة الحرارة.

لاحظ إينار هيرتزبرنغ، المؤهل كمهندس كيميائي في الأصل، أن النجوم الزرقاء – البيضاء تتبع قاعدة مفادها أن ارتفاع السطوع يعنى درجة حرارة أعلى لسطح النجم، لكن يمكن تقسيم النجوم الأكثر حمرة والأقل درجة حرارة إلى مجموعتين هما مجموعة السطوع العالي ومجموعة السطوع المنخفض.

ونظراً لآن درجة حرارة هذه النجوم واحدة يعزى الإختلاف في درجة السطوع إلى اختلاف حجمها.

تحدت هذه الفكرة المفاهيم السائدة حيئذٍ بأن مسار تطور حياة النجوم هو انتقالها من زمرة O إلى الزمر التالية وصولًا إلى الزمرة M وذلك مع انخفاض درجة حرارتها.

 

أطلق هيرتزبرنغ مسمى «النجوم العملاقة» على النجوم الضخمة الباردة. ونظراً لندرة هذه النجوم مقارنة بالنجوم صغيرة الحجم شبه هيرتزبرنغ ندرتها بندرة «الحيتان بين الأسماك البحرية».

نشر هيرتزبرنغ أفــكاره عامــي ١٩٠٥ و١٩٠٧ في مجلة مجهولة للتصوير الضوئي، ولذلك لم ينتبه أحد من الفلكيين الرئيسيين في عصره لهذه الأفكار.

في الفترة نفسها– ودون معرفة مسبقة بأعمال هيرتزبرنغ– عكف هنري رسل بجامعة برنستون على تطوير أفكار مماثلة. وبحلول عام ١٩١٣ إستحدث رسل مخططاً رسم فيه خريطة لسطوع النجوم مقابل درجة حرارتها.

وكان رسل فيما بعد مهتماً بإعطاء التقدير اللازم لأفكار هيرتزبرنغ السابقة فأطلق مسمى هيرتزبرنغ – رسل (HR) على مخططه ليعكس الاسم إسهام الرجلين. استخدم العلماء مخطط HR على مدى العقود التالية لفهم آلية تطور النجوم.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]