تستمر النجوم لوقت طويل ، لكن في النهاية سيموتون. الطاقة التي تصنع النجوم ، وبعض أكبر الأشياء التي ندرسها ، تأتي من تفاعل الذرات الفردية. لذلك ، لفهم أكبر وأقوى الأشياء في الكون ، يجب علينا أن نفهم أبسط. ثم ، مع انتهاء حياة النجم ، تأتي تلك المبادئ الأساسية مرة أخرى لوصف ما سيحدث للنجم القادم.
ولادة نجم
استغرقت النجوم وقتًا طويلاً لتشكيلها ، حيث انجراف الغاز في الكون تم رسمه بواسطة قوة الجاذبية. هذا الغاز هو في الغالب هيدروجين ، لأنه العنصر الأساسي الأكثر وفرة في الكون ، على الرغم من أن بعض الغاز قد يتكون من بعض العناصر الأخرى. ما يكفي من هذا الغاز يبدأ بالتجمع معا تحت الجاذبية وكل ذرة تسحب على جميع الذرات الأخرى.
إن قوة الجاذبية هذه كافية لإجبار الذرات على التصادم مع بعضها البعض ، مما يؤدي بدوره إلى توليد الحرارة. في الواقع ، عندما تصطدم الذرات ببعضها البعض ، فإنها تهتز وتتحرك بسرعة أكبر (أي ، بعد كل شيء ، ما هي طاقة الحرارة الحقيقية: الحركة الذرية). في نهاية المطاف ، يصبح الجو حارًا جدًا ، وتحتوي الذرات الفردية على قدر كبير من الطاقة الحركية ، حتى عندما تصطدم بذرة أخرى (والتي تحتوي أيضًا على الكثير من الطاقة الحركية) فإنها لا ترتد من بعضها البعض.
مع طاقة كافية ، تتصادم الذرتان وتدمج نواة هذه الذرات معًا.
تذكر أن هذا هو في الغالب هيدروجين ، مما يعني أن كل ذرة تحتوي على نواة بروتون واحد فقط. عندما تندمج هذه النوى معًا (عملية معروفة بشكل كافٍ ، كإندماج نووي ) ، يكون للنواة الناتجة بروتونين ، مما يعني أن الذرة الجديدة التي تم إنشاؤها هي هيليوم . قد تقوم النجوم أيضًا بدمج ذرات أثقل ، مثل الهيليوم ، معًا لجعل نويات ذرية أكبر.
(يعتقد أن هذه العملية ، التي يطلق عليها "التركيب النووي" nucleosynthesis ، هي عدد العناصر التي تشكلت في الكون).
حرق نجم
لذا فإن الذرات (غالباً عنصر الهيدروجين ) داخل النجم تتصادم معاً ، تمر بعملية اندماج نووي ، التي تولد حرارة ،إشعاع كهرومغناطيسي (بما في ذلك الضوء المرئي ) ، والطاقة في أشكال أخرى ، مثل جسيمات الطاقة العالية. هذه الفترة من الاحتراق الذري هي ما يفكر فيه معظمنا بحياة نجم ، وفي هذه المرحلة نرى معظم النجوم في السماء.
هذه الحرارة تولد ضغطا - مثل الكثير من تسخين الهواء داخل البالون يخلق ضغطا على سطح البالون (القياس التقريبي) - الذي يدفع الذرات بعيدا. لكن تذكر أن الجاذبية تحاول أن تسحبهم سويا. في النهاية ، يصل النجم إلى توازن حيث تتوازن جاذبية الجاذبية وضغط التنافر ، وخلال هذه الفترة يحترق النجوم بطريقة مستقرة نسبيًا.
حتى نفاد الوقود ، وهذا هو.
تبريد نجم
عندما يتحول وقود الهيدروجين في نجم إلى هيليوم ، وإلى بعض العناصر الثقيلة ، فإنه يأخذ المزيد والمزيد من الحرارة للتسبب في الاندماج النووي. تستخدم النجوم الكبيرة وقودها بشكل أسرع لأنها تتطلب طاقة أكبر لمقاومة قوة الجاذبية الأكبر.
(أو ، بعبارة أخرى ، قوة الجاذبية الأكبر تتسبب في تصادم الذرات مع بعضها بسرعة أكبر). في حين أن شمسنا ستستمر على الأرجح لنحو 5 آلاف مليون سنة ، فإن النجوم الضخمةقد تستمر أقل من مائة مليون عام قبل أن تستغلها. وقود.
ومع بدء نفاد وقود النجم ، يبدأ النجم في توليد حرارة أقل. بدون الحرارة لمواجهة سحب الجاذبية ، يبدأ النجم بالتقلص.
لا تضيع كل شيء ، ولكن! تذكر أن هذه الذرات تتكون من بروتونات ونيوترونات وإلكترونات ، وهي فرميونات. تُسمى إحدى القواعد التي تحكم الفيرميون مبدأ استبعاد باولي ، والذي ينص على أنه لا يوجد أي فرمونين يمكنهما احتلال نفس "الدولة" ، وهي طريقة خيالية للقول أنه لا يمكن أن يكون هناك أكثر من واحد متطابق في نفس المكان نفس الشيء.
(من ناحية أخرى ، لا تصطدم بوسونس بهذه المشكلة ، التي هي جزء من سبب عمل الليزر القائم على الفوتونات).
والنتيجة هي أن مبدأ استبعاد باولي يخلق قوة طاردة أخرى بسيطة بين الإلكترونات ، والتي يمكن أن تساعد في التصدي لانهيار نجم ، وتحويله إلى قزم أبيض . اكتشف هذا من قبل الفيزيائي الهندي Subrahmanyan Chandrasekhar في عام 1928.
نوع آخر من النجم ، النجم النيوتروني ، ينشأ عندما ينهار نجم ، ويقاوم تنافر النيوترون إلى النيوترون انهيار الجاذبية.
ومع ذلك ، لا تصبح كل النجوم نجومًا قزمة بيضاء أو حتى نجومًا نيوترونية. أدرك شاندراسيخار أن بعض النجوم سيكون لها مصائر مختلفة.
موت نجم
حدد شاندراسيخار أي نجم أكثر ضخامة من حوالي 1.4 مرة من شمسنا (كتلة تسمى حد شاندراسيخار ) لن يكون قادرا على دعم نفسه ضد جاذبيته الخاصة ، وسوف ينهار إلى قزم أبيض . النجوم التي تصل إلى حوالي 3 أضعاف شمسنا تصبح نجوم نيوترونية .
أبعد من ذلك ، على الرغم من ذلك ، هناك كتلة كبيرة جدا للنجم لمواجهة سحب الجاذبية من خلال مبدأ الاستبعاد. من المحتمل أنه عندما يموت النجم ، قد يمر عبر مستعر أعظم ، مما يؤدي إلى طرد ما يكفي من الكتلة إلى الكون بحيث ينخفض إلى ما دون هذه الحدود ويصبح أحد هذه الأنواع من النجوم ... ولكن إذا لم يكن كذلك ، فما الذي يحدث؟
حسنا ، في هذه الحالة ، تستمر الكتلة في الانهيار تحت قوى الجاذبية حتى يتم تشكيل ثقب أسود .
وهذا ما تسمونه موت نجم.
رد مع اقتباس
