إذا نظرت عن كثب إلى سماء الليل ، فمن السهل أن تلاحظ أن النجوم التي تنظر إلينا تختلف في اللون. مزرق ، أبيض ، أحمر ، يلمع بالتساوي أو تومض مثل إكليل شجرة عيد الميلاد. في التلسكوب ، تصبح الاختلافات اللونية أكثر وضوحًا. يكمن سبب هذا التنوع في درجة حرارة الغلاف الضوئي. وخلافًا للافتراض المنطقي ، فإن النجوم الأكثر سخونة ليست حمراء ، بل زرقاء وبيضاء وأزرق وأبيض. لكن أول الأشياء أولاً.
التصنيف الطيفي
النجوم هي كرات ضخمة من الغاز الساخن. تعتمد الطريقة التي نراهم بها من الأرض على العديد من المعايير. على سبيل المثال ، النجوم لا تومض في الواقع. من السهل جدًا الاقتناع بهذا: يكفي أن نتذكر الشمس. يحدث تأثير الخفقان بسبب حقيقة أن الضوء القادم من الأجسام الكونية إلينا يتغلب على الوسط النجمي المليء بالغبار والغاز. شيء آخر هو اللون. إنه نتيجة لتسخين القذائف (خاصة الغلاف الضوئي) إلى درجات حرارة معينة. قد يختلف اللون الحقيقي عن اللون المرئي ، لكن الفرق عادة ما يكون صغيراً.
اليوم ، يتم استخدام تصنيف هارفارد الطيفي للنجوم في جميع أنحاء العالم. هي تصادف أن تكوندرجة الحرارة وتستند إلى الشكل والشدة النسبية لخطوط الطيف. كل فئة تتوافق مع النجوم ذات اللون المحدد. تم تطوير التصنيف في مرصد هارفارد في 1890-1924.
رجل إنجليزي حلق تمور مثل الجزر
هناك سبع فئات طيفية رئيسية: O-B-A-F-G-K-M. يعكس هذا التسلسل انخفاضًا تدريجيًا في درجة الحرارة (من O إلى M). لتذكرها ، هناك صيغ خاصة للذاكرة. في اللغة الروسية ، يبدو أحدهم كما يلي: "رجل إنجليزي محلوق يمضغ التمر مثل الجزر". يتم إضافة اثنين آخرين إلى هذه الفئات. يشير الحرفان C و S إلى النجوم اللامعة الباردة مع نطاقات أكسيد الفلز في الطيف. دعونا نلقي نظرة فاحصة على فئات النجوم:
- تتميز الفئة O بأعلى درجة حرارة للسطح (من 30 إلى 60 ألف كلفن). النجوم من هذا النوع تتجاوز كتلة الشمس بمقدار 60 ، وفي نصف القطر - بمقدار 15 مرة. لونها المرئي أزرق. من حيث اللمعان ، فهم يتقدمون على نجمنا بأكثر من مليون مرة. النجم الأزرق HD93129A ، الذي ينتمي إلى هذه الفئة ، يتميز بأحد أعلى مؤشرات اللمعان بين الأجسام الكونية المعروفة. وبحسب هذا المؤشر ، فإنها تتقدم على الشمس بخمسة ملايين مرة. النجم الازرق يقع على بعد 7.5 الف سنة ضوئية من عندنا
- درجة حرارة الصنف B هي 10-30 ألف كلفن ، وهي كتلة أكبر بـ 18 مرة من كتلة الشمس. هذه نجوم بيضاء وزرقاء وبيضاء. نصف قطرها أكبر بـ 7 مرات من نصف قطرها
- تتميز الصنف A بدرجة حرارة تتراوح ما بين 7.5 - 10 آلاف كلفن ،نصف قطر وكتلة تتجاوز 2.1 و 3.1 مرة ، على التوالي ، المعلمات المتشابهة للشمس. هذه نجوم بيضاء
- الفئة F: درجة الحرارة 6000-7500 K. كتلة أكبر من الشمس بمقدار 1.7 مرة ، نصف القطر - بمقدار 1.3. من الأرض ، تبدو مثل هذه النجوم بيضاء أيضًا ، لونها الحقيقي أبيض مصفر.
- الفئة G: درجة الحرارة 5-6 آلاف كلفن. تنتمي الشمس إلى هذه الفئة. اللون الظاهر والحقيقي لهذه النجوم أصفر
- الفئة K: درجة الحرارة 3500-5000 K. نصف القطر والكتلة أقل من الشمس ، وهما 0.9 و 0.8 من المعلمات المقابلة للنجم. من الأرض ، لون هذه النجوم برتقالي مائل للصفرة.
- الفئة M: درجة الحرارة 2-3.5 ألف كلفن. الكتلة ونصف القطر - 0.3 و 0.4 من معايير مماثلة للشمس. من سطح كوكبنا تبدو حمراء برتقالية. تنتمي Beta Andromedae و Alpha Chanterelles إلى الفئة M. النجم الأحمر الساطع المألوف للكثيرين هو منكب الجوزاء (Alpha Orionis). من الأفضل البحث عنه في السماء في الشتاء. النجمة الحمراء تقع أعلى وإلى يسار حزام الجبار قليلاً.
كل فصل مقسم إلى فئات فرعية من 0 إلى 9 ، أي من الأكثر سخونة إلى الأبرد. تشير أعداد النجوم إلى الانتماء إلى نوع طيفي معين ودرجة تسخين الغلاف الضوئي بالمقارنة مع النجوم الأخرى في المجموعة. على سبيل المثال ، تنتمي الشمس إلى الفئة G2.
بياض بصري
وهكذا ، يمكن لفئات النجوم من B إلى F أن تبدو بيضاء من الأرض. وفقط الكائنات التي تنتمي إلى النوع A هي التي تمتلك بالفعل هذا التلوين. لذا ، فإن النجم سيف (كوكبة أوريون) وألغول (بيتا فرساوس) لمراقب غير مسلح بتلسكوب سيبدوأبيض. إنها تنتمي إلى الفئة الطيفية B. لونها الحقيقي أزرق-أبيض. يظهر أيضًا اللون الأبيض Mythrax و Procyon ، وهما ألمع النجوم في الرسومات السماوية لـ Perseus و Canis Minor. ومع ذلك ، فإن لونها الحقيقي أقرب إلى الأصفر (الدرجة F).
لماذا النجوم بيضاء للمراقب الأرضي؟ اللون مشوه بسبب المسافة الشاسعة التي تفصل كوكبنا عن الأجسام المماثلة ، وكذلك بسبب السحب الضخمة من الغبار والغاز ، والتي توجد غالبًا في الفضاء.
الدرجة أ
تتميز النجوم البيضاء بدرجة حرارة ليست عالية جدًا مثل ممثلي الفئتين O و B. وتتراوح حرارة الغلاف الضوئي الخاصة بهم إلى 7.5-10 آلاف كلفن. النجوم الطيفية من الفئة أ أكبر بكثير من الشمس. لمعانها أكبر أيضًا - حوالي 80 مرة.
في أطياف النجوم A ، تظهر خطوط الهيدروجين من سلسلة Balmer بقوة. خطوط العناصر الأخرى أضعف بشكل ملحوظ ، لكنها تصبح أكثر أهمية كلما انتقلت من الفئة الفرعية A0 إلى A9. العمالقة والعملاقة العملاقة التي تنتمي إلى الفئة الطيفية A تتميز بخطوط هيدروجين أقل وضوحًا من نجوم التسلسل الرئيسي. في حالة هؤلاء النجوم ، تصبح خطوط المعادن الثقيلة أكثر وضوحًا.
هناك العديد من النجوم الغريبة التي تنتمي إلى الفئة الطيفية A. يشير هذا المصطلح إلى النجوم التي لها سمات ملحوظة في الطيف والمعلمات الفيزيائية ، مما يجعل من الصعب تصنيفها. على سبيل المثال ، تتميز النجوم النادرة من نوع Bootes lambda بنقص المعادن الثقيلة وبطء دورانها الشديد. تشمل النجوم الغريبة أيضًا الأقزام البيضاء.
الفئة أ تنتمي إلى مثل هذه الأجسام الساطعة في الليلالجنة ، مثل Sirius و Mencalinan و Alioth و Castor وغيرهم. دعنا نتعرف عليهم بشكل أفضل
ألفا كانيس الرائد
سيريوس هو ألمع نجم في السماء ، وإن لم يكن الأقرب. المسافة إليها 8.6 سنة ضوئية. بالنسبة للمراقب الأرضي ، يبدو ساطعًا جدًا لأنه بحجم مثير للإعجاب ومع ذلك فهو ليس بعيدًا مثل العديد من الأجسام الكبيرة والمشرقة الأخرى. أقرب نجم إلى الشمس هو Alpha Centauri. سيريوس في المركز الخامس في هذه القائمة
ينتمي إلى كوكبة Canis Major وهو نظام مكون من عنصرين. يتم فصل Sirius A و Sirius B بواسطة 20 وحدة فلكية ويتم تدويرها لمدة تقل قليلاً عن 50 عامًا. المكون الأول للنظام ، نجم التسلسل الرئيسي ، ينتمي إلى الفئة الطيفية A1. كتلته ضعف كتلة الشمس ونصف قطره 1.7 مرة. هو الذي يمكن ملاحظته بالعين المجردة من الأرض.
المكون الثاني للنظام هو قزم أبيض. يساوي النجم سيريوس ب كتلة نجمنا تقريبًا ، وهذا ليس نموذجيًا لمثل هذه الأجسام. عادة ، تتميز الأقزام البيضاء بكتلة من 0.6 إلى 0.7 كتلة شمسية. في نفس الوقت ، أبعاد سيريوس ب قريبة من تلك الموجودة على الأرض. من المفترض أن مرحلة القزم الأبيض بدأت لهذا النجم منذ حوالي 120 مليون سنة. عندما كان سيريوس ب موجودًا في التسلسل الرئيسي ، فمن المحتمل أنه كان نجمًا كتلة كتلته 5 كتل شمسية وينتمي إلى النوع الطيفي ب.
سينتقل Sirius A ، وفقًا للعلماء ، إلى المرحلة التالية من التطور في حوالي 660 مليون سنة. ثمسوف يتحول إلى عملاق أحمر ، وبعد ذلك بقليل - إلى قزم أبيض ، مثل رفيقه.
ألفا إيجل
مثل سيريوس ، العديد من النجوم البيضاء ، التي ترد أسماؤها أدناه ، معروفة جيدًا ليس فقط للأشخاص المولعين بعلم الفلك بسبب سطوعها وتكرار ذكرها في صفحات أدب الخيال العلمي. Altair هو أحد هؤلاء النجوم اللامعة. تم العثور على Alpha Eagle ، على سبيل المثال ، في Ursula le Guin و Steven King. في سماء الليل ، يمكن رؤية هذا النجم بوضوح بسبب سطوعه وقربه نسبيًا. المسافة التي تفصل بين الشمس والنجم هي 16.8 سنة ضوئية. من نجوم الفئة الطيفية (أ) ، فقط سيريوس هو الأقرب إلينا.
يبلغ حجم نسر Altair 1.8 مرة كتلة الشمس. السمة المميزة لها هي دوران سريع للغاية. يقوم النجم بدورة واحدة حول محوره في أقل من تسع ساعات. سرعة الدوران بالقرب من خط الاستواء 286 كم / ث. نتيجة لذلك ، سيتم تسطيح Altair "الذكي" من القطبين. بالإضافة إلى ذلك ، بسبب الشكل الإهليلجي ، تنخفض درجة حرارة وسطوع النجم من القطبين إلى خط الاستواء. هذا التأثير يسمى "سواد الجاذبية".
ميزة أخرى لـ Altair هي أن تألقها يتغير بمرور الوقت. يشير إلى متغيرات من نوع دلتا الدرع.
Alpha Lyra
Vega هو أكثر النجوم دراسة بعد الشمس. Alpha Lyrae هو أول نجم يتم تحديد طيفه. كما أصبحت ثاني نجمة مضيئة بعد الشمس ، تم التقاطها في الصورة. كان فيجا أيضًا من بين النجوم الأولى التي قاس العلماء المسافة إليها باستخدام طريقة المنظر.لفترة طويلة ، سطوع النجم يؤخذ على أنه 0 عند تحديد مقادير الأجسام الأخرى.
Alpha Lyra معروف جيدًا لكل من الفلكي الهاوي والمراقب البسيط. إنه خامس ألمع بين النجوم ، ويتم تضمينه في asterism المثلث الصيفي جنبًا إلى جنب مع Altair و Deneb.
المسافة من الشمس إلى فيجا 25.3 سنة ضوئية. نصف قطرها الاستوائي وكتلتها أكبر بمقدار 2.78 و 2.3 مرة من المعلمات المماثلة لنجمنا ، على التوالي. شكل النجم بعيد كل البعد عن أن يكون كرة مثالية. يكون القطر عند خط الاستواء أكبر بشكل ملحوظ مما هو عليه عند القطبين. السبب هو سرعة الدوران الهائلة. عند خط الاستواء ، تصل إلى 274 كم / ث (بالنسبة للشمس ، هذه المعلمة تزيد قليلاً عن كيلومترين في الثانية).
إحدى ميزات فيجا الخاصة هي قرص الغبار الذي يحيط به. من المفترض أنه نشأ نتيجة لعدد كبير من اصطدامات المذنبات والنيازك. قرص الغبار يدور حول النجم ويتم تسخينه بواسطة إشعاعه. نتيجة لذلك ، تزداد شدة الأشعة تحت الحمراء لفيغا. منذ وقت ليس ببعيد ، تم اكتشاف عدم تناسق في القرص. تفسيرهم المحتمل هو أن النجم لديه كوكب واحد على الأقل.
Alpha الجوزاء
ثاني ألمع كائن في كوكبة الجوزاء هو كاستور. إنه ، مثل النجوم السابقة ، ينتمي إلى الفئة الطيفية A. يعتبر Castor أحد ألمع النجوم في سماء الليل. في القائمة المقابلة هو في المركز 23.
كاستور هو نظام متعدد يتكون من ستة مكونات. العنصران الرئيسيان (كاستور أ ، كاستور ب) يدورانحول مركز كتلة مشترك لمدة 350 سنة. كل من النجمين هو ثنائي طيفي. مكونات Castor A و Castor B أقل سطوعًا ويفترض أنها تنتمي إلى النوع الطيفي M.
لم يتم توصيل Castor C على الفور بالنظام. في البداية ، تم تعيينه كنجم مستقل YY Gemini. في عملية البحث في هذه المنطقة من السماء ، أصبح معروفًا أن هذا النجم مرتبط فعليًا بنظام Castor. النجم يدور حول مركز كتلة مشترك لجميع المكونات مع فترة تصل إلى عدة عشرات الآلاف من السنين وهو أيضًا ثنائي طيفي.
بيتا Aurigae
يتضمن الرسم السماوي لأوريجا حوالي 150 "نقطة" ، العديد منها نجوم بيضاء. لن تقول أسماء النجوم البارزة شيئًا لشخص بعيد عن علم الفلك ، لكن هذا لا ينتقص من أهميتها للعلم. ألمع كائن في النمط السماوي ، ينتمي إلى الفئة الطيفية A ، هو Mencalinan أو Beta Aurigae. معنى اسم النجمة بالعربية "كتف صاحب مقاليد"
منكالينان - نظام ثلاثي. مكوناها هما عميان فرعيان من الفئة الطيفية A. سطوع كل منهما يتجاوز المعلمة المماثلة للشمس بمقدار 48 مرة. تفصل بينهما مسافة 0.08 وحدة فلكية. المكون الثالث هو قزم أحمر على مسافة 330 AU من الزوج. ه
إبسيلون أورسا الرائد
ألمع "نقطة" ربما في أشهر كوكبة في السماء الشمالية (Ursa Major) هو Aliot ، المصنف أيضًا ضمن الفئة A. الحجم الظاهر هو 1.76.يحتل ألمع نجم لامع المرتبة 33. يدخل أليوث علامة نجمية Big Dipper وهو أقرب إلى الوعاء من النجوم اللامعة الأخرى.
يتميز طيف Aliot بخطوط غير عادية تتأرجح مع فترة 5.1 يوم. من المفترض أن السمات مرتبطة بتأثير المجال المغناطيسي للنجم. قد تحدث تقلبات في الطيف ، وفقًا للبيانات الحديثة ، بسبب الموقع القريب لجسم كوني كتلته حوالي 15 كتلة كوكب المشتري. ما إذا كان الأمر كذلك لا يزال لغزا. إنه ، مثل أسرار النجوم الأخرى ، يحاول علماء الفلك فهمه كل يوم.
الأقزام البيضاء
ستكون قصة النجوم البيضاء غير مكتملة إذا لم نذكر تلك المرحلة في تطور النجوم التي سميت بـ "القزم الأبيض". حصلت هذه الأشياء على اسمها بسبب حقيقة أن أول اكتشاف منها ينتمي إلى الفئة الطيفية A. كان Sirius B و 40 Eridani B. اليوم ، يُطلق على الأقزام البيضاء أحد الخيارات للمرحلة الأخيرة من حياة النجم.
دعونا نتناول المزيد من التفاصيل حول دورة حياة النجوم.
تطور النجوم
النجوم لا تولد في ليلة واحدة: أي منها يمر بعدة مراحل. أولاً ، تبدأ سحابة من الغاز والغبار في الانكماش تحت تأثير قوى الجاذبية الخاصة بها. ببطء ، تأخذ شكل كرة ، بينما تتحول طاقة الجاذبية إلى حرارة - ترتفع درجة حرارة الجسم. في اللحظة التي تصل فيها القيمة إلى 20 مليون كلفن ، يبدأ تفاعل الاندماج النووي. تعتبر هذه المرحلة بداية حياة نجم كامل.
معظم الوقت الذي يقضيه النجوم في التسلسل الرئيسي. ردود الفعل تحدث باستمرار في أمعائهمدورة الهيدروجين. قد تختلف درجة حرارة النجوم. عندما ينتهي كل الهيدروجين في النواة ، تبدأ مرحلة جديدة من التطور. الآن الهيليوم هو الوقود. في نفس الوقت يبدأ النجم في التوسع. يزيد لمعانه ، بينما تقل درجة حرارة السطح. يترك النجم التسلسل الرئيسي ويصبح عملاقًا أحمر.
تزداد كتلة نواة الهيليوم تدريجياً ، وتبدأ في الانكماش تحت وزنها. تنتهي مرحلة العملاق الأحمر بشكل أسرع من المرحلة السابقة. يعتمد المسار الذي سيتخذه التطور الإضافي على الكتلة الأولية للكائن. تبدأ النجوم منخفضة الكتلة في مرحلة العملاق الأحمر في الانتفاخ. نتيجة لهذه العملية ، يتخلص الجسم من قذائفه. يتكون السديم الكوكبي واللب العاري لنجم. في مثل هذه النواة ، تكتمل جميع تفاعلات الاندماج. يطلق عليه قزم الهليوم الأبيض. عمالقة حمراء أكثر ضخامة (حتى حد معين) تتطور إلى أقزام كربونية بيضاء. تحتوي نواتها على عناصر أثقل من الهيليوم
الميزات
الأقزام البيضاء أجسام ، في الكتلة ، كقاعدة عامة ، قريبة جدًا من الشمس. في نفس الوقت ، حجمها يتوافق مع الأرض. لا يمكن تفسير الكثافة الهائلة لهذه الأجسام الكونية والعمليات التي تحدث في أعماقها من وجهة نظر الفيزياء الكلاسيكية. تم الكشف عن أسرار النجوم بواسطة ميكانيكا الكم
مادة الأقزام البيضاء هي بلازما إلكترون نووي. يكاد يكون من المستحيل تصميمه حتى في المختبر. لذلك ، تظل العديد من خصائص هذه الكائنات غير مفهومة.
حتى لو كنت تدرس النجوم طوال الليل ، فلن تتمكن من اكتشاف قزم أبيض واحد على الأقل بدون معدات خاصة. لمعانها أقل بكثير من لمعان الشمس. وفقًا للعلماء ، تشكل الأقزام البيضاء ما يقرب من 3 إلى 10٪ من جميع الكائنات في المجرة. ومع ذلك ، حتى الآن ، تم العثور فقط على تلك التي لا تبعد أكثر من 200-300 فرسخ فلكي من الأرض.
تستمر الأقزام البيضاء في التطور. مباشرة بعد التكوين ، ترتفع درجة حرارة سطحها ، لكنها تبرد بسرعة. بعد بضع عشرات من مليارات السنين من التكوين ، وفقًا للنظرية ، يتحول القزم الأبيض إلى قزم أسود - جسم لا ينبعث منه ضوء مرئي.
النجم الأبيض أو الأحمر أو الأزرق للمراقب يختلف في اللون بشكل أساسي. يبدو الفلكي أعمق. يخبر اللون بالنسبة له على الفور الكثير عن درجة حرارة الجسم وحجمه وكتلته. النجم الأزرق أو الأزرق الساطع عبارة عن كرة ساخنة عملاقة ، متقدّمة بفارق كبير عن الشمس من جميع النواحي. النجوم البيضاء ، أمثلة منها موصوفة في المقالة ، أصغر إلى حد ما. تخبر أرقام النجوم في كتالوجات مختلفة المحترفين كثيرًا ، ولكن ليس كلهم. لم يتم شرح كمية كبيرة من المعلومات حول حياة الأجسام الفضائية البعيدة بعد ، أو لم يتم اكتشافها حتى الآن.
