قد يكون توصيف الأجرام السماوية مربكًا للغاية. النجوم فقط هي التي لها حجم ظاهر ومطلق ومعان ومعايير أخرى. سنحاول التعامل مع هذا الأخير. ما هو لمعان النجوم؟ وهل لها علاقة برؤيتهم في سماء الليل؟ ما هو لمعان الشمس؟
طبيعة النجوم
النجوم هي أجسام كونية ضخمة جدًا تنبعث منها الضوء. تتشكل من الغازات والغبار نتيجة ضغط الجاذبية. يوجد داخل النجوم نواة كثيفة تحدث فيها التفاعلات النووية. يجعلون النجوم تلمع. الخصائص الرئيسية للنجوم هي الطيف والحجم والتألق واللمعان والهيكل الداخلي. كل هذه المعلمات تعتمد على كتلة نجم معين وتركيبه الكيميائي.
"المنشئون" الرئيسيون لهذه الأجرام السماوية هم الهيليوم والهيدروجين. بكميات أقل بالنسبة لهم ، يمكن احتواء الكربون والأكسجين والمعادن (المنغنيز والسيليكون والحديد). النجوم الفتية تمتلك أكبر كمية من الهيدروجين والهيليوم ، مع مرور الوقت تتناقص نسبها ، مما يفسح المجال لعناصر أخرى.
ووالمناطق الداخلية للنجم ، البيئة "حارة" جدا. تصل درجة الحرارة فيها إلى عدة ملايين من درجات كلن. هناك تفاعلات مستمرة يتحول فيها الهيدروجين إلى هيليوم. على السطح ، تكون درجة الحرارة أقل بكثير ولا تصل إلا إلى بضعة آلاف من درجات كلن.
ما هو لمعان النجوم؟
تفاعلات الاندماج داخل النجوم مصحوبة بإطلاقات للطاقة. يُطلق على اللمعان أيضًا كمية مادية تعكس بالضبط مقدار الطاقة التي ينتجها جسم سماوي في وقت معين.
غالبًا ما يتم الخلط بينه وبين عوامل أخرى ، مثل سطوع النجوم في سماء الليل. ومع ذلك ، فإن السطوع أو القيمة الظاهرية هي خاصية تقريبية لا يتم قياسها بأي شكل من الأشكال. يرتبط إلى حد كبير بمسافة النجم من الأرض ويصف فقط مدى جودة رؤية النجم في السماء. كلما قل رقم هذه القيمة ، زاد سطوعها الظاهر.
على عكس ذلك ، يعد لمعان النجوم معيارًا موضوعيًا. لا يعتمد على مكان وجود المراقب. هذه هي خاصية النجم الذي يحدد قوته في الطاقة. يمكن أن يتغير في فترات مختلفة من تطور جرم سماوي.
تقريبي للسطوع ، ولكن ليس متطابقًا ، هو الحجم المطلق. يشير إلى سطوع النجم المرئي للمراقب على مسافة 10 فرسخ فلكي أو 32.62 سنة ضوئية. يستخدم عادة لحساب لمعان النجوم.
تحديد اللمعان
كمية الطاقة التي يبثها جسم سماوي تُحدد بالواط (W) ، جول في الثانية(J / s) أو في ergs في الثانية (erg / s). هناك عدة طرق للعثور على المعلمة المطلوبة.
يمكن حسابه بسهولة باستخدام الصيغة L=0، 4 (Ma -M) إذا كنت تعرف القيمة المطلقة للنجم المطلوب. لذا ، الحرف اللاتيني L يشير إلى اللمعان ، والحرف M هو الحجم المطلق ، و Ma هو الحجم المطلق للشمس (4.83 مللي أمبير).
طريقة أخرى تنطوي على مزيد من المعرفة حول النجم. إذا علمنا نصف القطر (R) ودرجة الحرارة (Tef ) لسطحه ، فيمكن تحديد اللمعان بالصيغة L=4pR2sT4ef. تعني الحروف اللاتينية في هذه الحالة كمية فيزيائية مستقرة - ثابت ستيفان بولتزمان.
لمعان شمسنا 3.839 × 1026واط. من أجل البساطة والوضوح ، يقارن العلماء عادةً لمعان الجسم الكوني بهذه القيمة. إذاً ، هناك أجسام بآلاف أو ملايين المرات أضعف أو أقوى من الشمس.
فئات لمعان النجوم
لمقارنة النجوم مع بعضها البعض ، يستخدم علماء الفيزياء الفلكية تصنيفات مختلفة. وهي مقسمة حسب الأطياف والأحجام ودرجات الحرارة وما إلى ذلك. ولكن في أغلب الأحيان ، للحصول على صورة أكثر اكتمالاً ، يتم استخدام العديد من الخصائص في وقت واحد.
هناك تصنيف مركزي لهارفارد يعتمد على الأطياف المنبعثة من النجوم. يستخدم الحروف اللاتينية ، كل منها يتوافق مع لون معين للإشعاع (O- أزرق ، B - أبيض - أزرق ، A - أبيض ، إلخ).
يمكن أن يكون للنجوم من نفس الطيف مختلفةلمعان. لذلك ، طور العلماء تصنيف Yerk ، والذي يأخذ أيضًا في الاعتبار هذه المعلمة. إنها تفصلهم عن طريق اللمعان ، بناءً على حجمهم المطلق. في الوقت نفسه ، لا يتم تعيين أحرف الطيف فقط لكل نوع من النجوم ، ولكن أيضًا الأرقام المسؤولة عن اللمعان. لذلك ، خصص:
- hypergiants (0) ؛
- ألمع العمالقة (Ia +) ؛
- عمالقة فائقة مشرق (Ia) ؛
- عمالقة عاديون (Ib) ؛
- عمالقة مشرقون (II) ؛
- عمالقة عاديون (III) ؛
- العمالقة الفرعية (IV) ؛
- الأقزام من التسلسل الرئيسي (V) ؛
- الأقزام الفرعية (السادس) ؛
- الأقزام البيضاء (السابع) ؛
كلما زاد اللمعان ، قلت قيمة القيمة المطلقة. بالنسبة للعمالقة والعملاقين ، يشار إليها بعلامة ناقص.
العلاقة بين القيمة المطلقة ، درجة الحرارة ، الطيف ، لمعان النجوم موضحة في مخطط Hertzsprung-Russell. تم اعتماده في عام 1910. يجمع الرسم البياني بين تصنيفات هارفارد ويورك ويسمح لك بالنظر في النجوم البارزة وتصنيفها بشكل أكثر شمولية.
الفرق في اللمعان
معلمات النجوم مترابطة بقوة مع بعضها البعض. يتأثر اللمعان بدرجة حرارة النجم وكتلته. وهم يعتمدون إلى حد كبير على التركيب الكيميائي للنجم. كلما زادت كتلة النجم كلما قلت العناصر الثقيلة (أثقل من الهيدروجين والهيليوم).
العمالقة العملاقة ومختلف العمالقة لديهم الكتلة الأكبر. هم أقوى النجوم وأكثرها سطوعًا في الكون ، لكنهم في نفس الوقت هم الأندر. الأقزام ، على العكس من ذلك ، لديهم كتلة صغيرة واللمعان ، لكنها تشكل حوالي 90٪ من كل النجوم.
أضخم نجم معروف حاليًا هو العملاق الأزرق R136a1. يتجاوز لمعانها ضوء الشمس بمقدار 8.7 مليون مرة. نجم متغير في كوكبة Cygnus (P Cygnus) يتجاوز الشمس في لمعانها بمقدار 630.000 مرة ، ويتجاوز S Doradus هذه المعلمة بمقدار 500000 مرة. يعد 2MASS J0523-1403 أحد أصغر النجوم المعروفة ، حيث يبلغ سطوعه 0.00126 من الشمس.
