النجم الليثيومي وطريقة اختبار “الليثيوم”

2006 موسوعة علم الفلك والفضاء2

شوقي محمد صالح الدلال

KFAS

علم الفلك

– نَجْم ليثيومي lithium star

نجوم عملاقة تنتمي إلى الزمرة الطيفية G أو K أو M وتتميز بشدة خطوط الليثيوم في طيفها.  

تؤدي التفاعلات النووية التي تحدث في قلب النجم أو قريباً منه إلى تكون البريليوم الذي ينتقل بالحمل نحو الطبقات العليا ويتحول إلى الليثيوم بأسره إلكتروناً.

ويستخدم هذا المصطلح أحياناً للإشارة إلى نجوم T الثور (T Tauri stars)* ، وفي هذه الحالة فإن الليثيوم يكون موجوداً في الغاز الذي تكون منه النجم ، ولكنه لا يلبث أن يتحطم عندما يبلغ النجم مرحلة التتابع الرئيس .

 

– اختبار الليثيوم lithium test, the

طُور اختبار الليثيوم تطويراً رئيساً من قبل فريق بحث يرأسه رافائيل ريبولو (Rafael Rebolo) في معهد الفيزياء الفلكية في جزر الكناري.

وهذا الاختبار هو الأول من نوعه للتمييز رصدياً ، وقطعياً ، بين النجوم والأقزام السمر (white dwarf)*.

ويعتمد الاختبار على تعريف القزم الأسمر ، وهو جرم سماوي كبير الكتلة نسبياً ، ولكن كتلته لا تسمح بإحداث الضغط ودرجة الحرارة اللازمين لبدء تفاعلات الاندماج النووي في قلبه .

 

ومن الممكن حدوث نوعين من تفاعلات الاندماج النووي عند درجات الحرارة المنخفضة نسبياً ، ففي التفاعل الأول يتحول الديتريوم إلى هليوم.

وهو ما يحدث في الفترة الأولى من نشوء الأقزام السمر ، والتفاعل الآخر هو ما يعرف باختبار الليثيوم، وهو جزء من سلسلة تفاعلات الاندماج النووي المعيارية التي تغذي نجوم التتابع الرئيس (main sequence)* بالطاقة.

ويحدث هذا التفاعل بصورة سريعة ويؤدي إلى تحطيم عنصر الليثيوم في النجوم صغيرة الكتلة خلال مدة لا تتجاوز الـ 50 مليون سنة تقريباً ، وفي الأقزام السمر كبيرة الكتلة (65 إلى 80 كتلة مشتروية) خلال 250 مليون سنة .

 

أما الأقزام السمر التي تقل كتلتها عن 65 كتلة مشتروية فتحتفظ بالليثيوم إلى الأبد ، وذلك لأن قلب مثل هذه الأجرام لا يبلغ درجة الحرارة والضغط اللازمين لإحداث تفاعلات الاندماج النووي.

وما يحدث في قلب النجوم صغيرة الكتلة أو الأقزام السمر له علاقة وطيدة بما يرصده الفلكيون في الغلاف الجوي لهذه الأجرام.

فتبين نظرية بنية النجوم أن هذه الأجرام تسودها تيارات الحمل بشكل كامل ؛ أي أن مكوناتها في حالة مزج متواصل، فما يظهر في الغلاف الجوي في زمن معين قد يعود إلى قلب الجرم خلال عشرات قليلة من السنين ؛ ولذا يتوقع أن تكون وفرة العناصر الكيميائية في النجم صغير الكتلة أو القزم الأسمر متجانسة تماماً بدءاً بالقلب وحتى الغلاف الجوي.

 

وبالمقابل فإن النجوم متوسطة الكتلة ، كالشمس ، لا تنتشر فيها تيارات الحمل بشكل كامل ، وإنما تقتصر على منطقة قريبة من السطح ؛ ولذا يبقى بعض الليثيوم في الأغلفة الجوية لهذه النجوم ، ويمكن رصده بسهولة.

وهذا الليثيوم لا يصل أبداً إلى قلب النجم ، وإذا حدث ذلك فإنه يتحطم بسرعة كبيرة بواسطة تفاعلات الاندماج النووي .

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]