أنواع النجوم المتعددة

2013 أطلس الكون

مور ، السير باتريك مور

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

علم الفلك

أنواع النجوم المتعددة

في عام 1908 رسم الفلكي الدنماركي إينار هرتسبرنغ (Ejnar Hertzsprung) مخططا للعلاقة بين تألق النجوم وزمرتها الطيفية. وفي أمريكا، قام هنري نوريس رسل (Henry Norris Russell) بعمل مماثل فأصبحت المخططات من هذا النوع معروفة اليوم بمخطط هرتسبرنغ – رسل أو مخطط H-R. ووهو بالغ الأهمية في علم الفلك الفيزيائي. تستطيع أن ترى مباشرة أن معظم النجوم في المخطط العادي، كالمبين أدناه، تقع على حزمة ممتدة من أعلى اليسار إلى أسفل اليمين وهذا ما يسمى بالتتابع الرئيسي. وتعتبر شمسنا نجما نموذجيا من نجوم التتابع الرئيسي، وفي أعلى اليمين تجد النجوم العملاقة وفوق العملاقة شديدة التألق بينما نجد في أسفل اليسار الأقزام البيضاء والتي تنتمي إلى فئة مختلفة تماما ولم تكن معروفة حين وضعت أول مخططات H-R.

تنتمي معظم النجوم إلى التتابع ما بين الفئة B و M وأشد النجوم حرارة وأشدها برودة نادرة نسبيا. والنجوم من فئة W، O، و B في الأغلب تميل إلى الأزرق، ومن فئة A لونها أبيض، ومن فئة F تميل إلى الأصفر، ومن فئة G صفراء ومن فئة K لونها برتقالي ومن فئة M لونها أحمر-برتقالي والبقية شديدة الاحمرار. أما في السماء، فتشبه بعضها الفحم المتوهج. النجوم المزرقة والبيضاء يقال عليها أنها من الفئة ’المبكرة’ أما نجوم M وما وراءها من الفئة ’المتأخرة’ ولكن هذه التسمية مضللة لأنها لا علاقة لها بعمر النجوم، فنجم منكب الجوزاء (ألفا الجبار) يسبق الشعرى اليمانية (ألفا الكلب الأكبر) و الرِجل الجبار (بيتا الجبار) في تطوره.

من الواضح أن النجوم البرتقالية والنجوم الحمراء من فئتين محددتين، إحداها العملاقة الشديدة القوة والأخرى القزمة الشديدة الضعف. لو بحثت عن نجوم حمراء قوتها نفس قوة الشمس لن تجدها، لأنها إما تكون عمالقة حمراء أو أقزام حمراء ولا شيء بينهما. والتمييز بين النجوم الصفراء واضح، وبالتالي فنجمتا العيوق (ألفا ممسك الأعنة) والشمس ينتميان إلى الفئة G ولكن العيوق عملاق في حين تصنّف الشمس رسميا كقزم مثل بقية نجوم التتابع الرئيسي. (للدقة، يتكون العيوق من عملاقين من فئة G متقاربين جدا من بعضهما، ويبلغ تألقهما 50 و 80 ضعفا للشمس على التوالي). لا ينطبق التمييز بين العملاق والقزم على النجوم العادية البيضاء أو المزرقة.

تتراوح النجوم في أحجامها ودرجات تألقها، فحين أن بعضها تفوق الشمس قوة بملايين الأضعاف نجد أن بعضها لها درجة تألق تبلغ فقط جزءا صغيرا من تألق الشمس. لو تخيلنا الشمس كمصباح يدوي لتراوحت النجوم ما بين الأضواء الكشافة والدود الوهاج. وهناك تفاوت أقل في الكتلة لأن النجوم الأكبر دائما ما تكون أقل كثافة وتصبح المقارنة كأنها ما بين كُرَيَّة حديدية و قطعة من المرنغ. وأصغر النجوم هي من حجم الكواكب العملاقة مع الاختلاف الشاسع في تكوينها، وأكبر النجوم المعروفة حجما هائل جدا لدرجة أنها بإمكانه احتواء كل مدارات كواكب المنظومة الشمسية وصولا إلى كوكب زحل.

ومذا عن شمسنا؟ هي لا تتميز بشيء، فهي مجرد نجم عادي من النجوم التي يبلغ عددها 400,000 مليون في مجرتنا. والنجم 18 العقرب قدره 5.5 ويبعد 46 سنة ضوئية يبدو وكأنه نسخة مطابقة للشمس، ولكننا لا نعلم حتى الآن لو كانت لديه أيضا عائلة من الكواكب.

الاستدلال على الطريق في سماء الليل ليست بالصعوبة التي قد نتخيلها، فعمليا تبقى النجوم ثابتة في مواقعها النسبية، ولا يتجول سوى جيراننا القريبة من المنظومة الشمسية. والخدعة هنا أن تختار بضعة كوكبات لا يمكنك الخطأ فيها وتقوم باستخدامها كمؤشرات لبقية الكوكبات. عندما كنت في الثامنة أو التاسعة من عمري، عزمت على أن أتعرف على كوكبة جديدة في السماء في كل ليلة صافية ونجحت معي هذه الطريقة وبعد مدة قصيرة تمكنت من التعرف على جميع النجوم الساطعة بدون مواجهة أي صعوبة إطلاقا، هذا وكنت قد بدأت فقط بكوكبتي الجبار والدب الأكبر.

وقد أدهشني أيضا أن النجوم تختلف في ألوانها، ففي كوكبة الجبار مثلا نجد أن النجمين الرئيسين ليس لهما أي علاقة ببعضهما البعض لأن رِجل الجبار أبيض في حين أن منكب الجوزاء برتقالي-أحمر. والسبب يرجع إلى أن سطح رِجل الجبار درجة حرارته أعلى والحرارة البيضاء أشد من الحرارة الحمراء، ودرجة حرارة رِجل الجبار تبلغ °12,000 مئوية مما تفوق تلك لمنكب الجوزاء التي تبلغ °3,000 مئوية.

وبما أن النجوم هي أيضا شموس في نفس الوقت فإننا قد نتوقع منها أن تظهر أطيافا مشابهة للطيف الأساسي الذي تصدره شمسنا فيكون لها خلفية قوس قزح مخططة بخطوط الامتصاص المعتمة، وهي بالفعل كذلك مع وجود فروقات جلية في التفاصيل، وبالتالي فإن النجوم البيضاء مثل الشعرى اليمانية لها أطياف تهيمن عليها خطوط الهيدروجين في حين أن النجوم الباردة البرتقالية-الحمراء تصدر أطيافا معقدة بحزم متعددة تمثل بصمات الجزيئات.

تمت جهود ومحاولات رائدة في خلال القرن العشرين لتصنيف النجوم في زمرات طيفية محددة، والنظام الذي تم اتباعه أخيرا هو الذي طورته جامعة هارفارد الأمريكية، والذي يخصص حرفا لكل زمرة طيفية وترتيبها كالتالي ابتداءا من درجة الحرارة الأعلى: O ، B ، A ، F ، G ، K ، M ، R ، N و S والأصل أنها كانت مرتبة حسب الأبجدية الأنجليزية A ، B ، C ولكن حدثت تعقيدات عديدة والنتيجة كانت فوضى من الأحرف. ثم تم إضافة الفئة W بعد ذلك لأشد النجوم حرارة، وبعدها بفترة تم إضافة L ، T و Y للأقزام الحمراء الأشد برودة. )تم ضم الفئتين R و N إلى الفئة C وهي نجوم الكربون(. تستخدم جملة قديمة كوسيلة معينة على تذكر الترتيب القديم وهي: “Wow! O Be A Fine Girl Kiss Me Right Now Sweetie”. و من غير المثير للدهشة هنا أن هذه الجملة لطالما تسببت في استياء أولئك المتعصبين تجاه التعبيرات اللائقة سياسيا ولكنه لا يمكن إنكار فائدتها! ثم يتم تقسيم كل فئة مرة أخرى فيصبح النجم من فئة A5 متوسطا ما بين A0 و F، أما شمسنا فهي من الفئة G2 في حين أن النجمين الشعرى اليمانية و منكب الجوزاء من الفئة M2.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]