بحث عن النجوم ج2

كيف يستخدم الناس النجوم


كيف تساعد
النجوم في الملاحة لإيجـاد موقـع سفينتـهم، يختـار البحـارة ثلاثـة نجـوم
ويقيسون الزاويـة التي تكـون بين كـل نجـم والأفـق. ويستخدمون التقويم
لإيجـاد الموقـع الأرضي المتعلـق بكل نجـم عند وقت قياس زاويتـه. وعند ذلك،
يحسبـون مسافـة سفينتهم من كـل من المواقـع الثلاثـة للنجـوم. وموقع
سفينتهم يكون ملتقى تقاطـع الخطـوط الثـلاثة للمسافات الثلاثة.
قياس
الاتجاه والموقع. تساعد النجوم صانعي الخرائط، والطيارين، والبحارة في
تحديد الاتجاهات والمواقع، فالنجم الشمالي مثلاً، يستخدم موجهًا للاتجاه
الشمالي لأن هذا النجم دائماً يظهر في المكان نفسه فوق القطب الشمالي.
ودوران الأرض حول نفسها يجعل السماء تبدو كأنها تدور كل ليلة. ويرى
المراقب، في شمال خط الاستواء، أن النجوم تدور حول نقطة فوق القطب الشمالي.
والنجم الشمالي قريب من هذه النقطة في السماء ويبدو متحركاً قليلاً.

ويمكن
أن يستخدم النجم الشمالي لقياس خطوط العرض أيضًا، حيث يستخدم المراقب آلة
السُّدسية لقياس الزاوية التي يظهر بها النجم فوق الأفق الشمالي. وتمثل هذه
الزاوية خط عرض المراقب. فعند خط عرض 45°، على سبيل المثال، يكون نجم
الشمال واقعًا بزاوية 45° فوق الأفق الشمالي.

ويقيس الطيارون
والملاحون مواقعهم بالملاحة الفلكية. وهذه الطريقة تقوم على فكرة أن النجم
يكون تماماً فوق موقع أرضي عند وقت معين. ويتغير الموقع الأرضي للنجم،
ويظهر كأنه متحرك من الشرق إلى الغرب. ويوضح كتاب يدعى التقويم المواقع
الأرضية لعدة نجوم في أوقات مختلفة. ولإيجاد مواقعها، يقيس المراقب الزاوية
للنجم باستخدام آلة السدسية، ويسجل وقت القياس بالضبط. وينظر بعد ذلك إلى
الموقع الأرضي في كتاب التقويم. ثم يستخدم زاوية النجم لإيجاد بُعد موقعه
عن موقع النجم الأرضي. وبإعادة العملية مع نجمين آخرين، يحدد موقعه . انظر:
الملاحة.

قياس الوقت (الزمن). يقاس الوقت عن طريق حركتي الأرض
الأساسيتين: 1- دورانها حول نفسها، 2- حركتها حول الشمس، وهاتان الحركتان
للأرض تسببان تغيرًا في موقع الشمس والنجوم الأخرى.

وتجعل حركة
دوران الأرض الشمس والنجوم الأخرى تبدو وكأنها متحركة عبر السماء كل يوم.
وتبين الساعة المعتادة التوقيت الشمسي، أي التوقيت الذي يتم تحديده حسب
حركة الشمس الظاهرية، فترة الوقت المستغرقة من منتصف ليلة إلى منتصف الليلة
التي بعدها اليوم الشمسي.

وتبين ساعات الفلكيين التوقيت النجمي ـ
أي الوقت الذي يعتمد على حركة النجوم الظاهرية. واليوم النجمي هو الوقت
الذي يستغرقه النجم للوصول إلى الموقع نفسه في السماء في ليلتين، واحدة بعد
الأخرى. ولأن حركة الأرض حول الشمس في اتجاه دورانها اليومي نفسه، فإن
اليوم النجمي أقصر من اليوم الشمسي بقليل. ونتيجة لذلك، فإن نجمًا معينًا
يخرج بحوالي أربع دقائق مبكراً في كل يوم قبل اليوم الآخر. وهذا التغير
اليومي يجعل نجومًا مختلفة ظاهرة في سماء الليل في أوقات مختلفة من السنة.

وحركــة
الأرض حـول الشمس أيضًا تجعل الشمس تغير موقعها بالنسبة لخلفية النجوم
الأخرى خلال السنة. ويقيس العلماء طول السنة النجمية بقياس الوقت الذي
تقضيه الشمس لتصل إلى الموقع نفسه بين النجوم. انظر: التوقيت النجمي.

التعلُّم
من النجوم. يعد فهم ماهية النجوم جزءًا مهمًا من العلوم، وقد قاد إلى
أفكار جديدة في الفيزياء والكيمياء. فعنصر الهيليوم مثلاً اكتشف في الشمس
قبل أن يعرف في الأرض. وبالإضافة إلى ذلك، قادت دراسة الجاذبية القوية
للنجوم إلى فهم أفضل للجاذبية.

أنواع النجوم

انفجار
نجم في كوكبة فرساوس كوّن سحابة من الغاز. شوهد ضوء الانفجار في 1901م.
كانت السحابة من الصغر بحيث تعذر رؤيتها حتى 1916م وماتزال تتمدد حتى الآن.
يصنف
الفلكيون النجوم بعدة طرق. على سبيل المثال، تختلف النجوم في اللمعان،
واللون، والحجم. وتشمل النجوم التي صنفت بناء على هذه الخصائص نجوم التتابع
الأساسي والنجوم العملاقة، وفوق العملاقة، والأقزام البيضاء. ويجمع
الفلكيون النجوم أيضًا تبعاً لخصائص مثل الاختلاف في اللمعان، ووجود النجوم
المرافقة، وإطلاق الموجات الإشعاعية، والأشعة السينية، وأشكال أخرى من
الطاقة. وتشمل النجوم التي جمعت حسب هذه السمات النجوم المتغيرة والنجوم
الثنائية. وتختلف النجوم أيضًا في الكتلة. فالنجوم ذات الكتل الضخمة جداً،
والأشد لمعانا، حياتها قصيرة نسبياً، ويمكن أن تنتهي بانفجارات عنيفة.
وتظهر النجوم صغيرة الكتلة لمعانًا باهتًا لبلايين السنين وتنتهي بهدوء
كالأقزام البيضاء.

نجوم التتابع الأساسي. نجوم "اعتيادية" كالشمس،
وتمثل حوالي 90 % من النجوم التي يمكن رؤيتها من الأرض. وهي تشمل نجومًا من
كل ألوان النجوم ودرجات عديدة من اللمعان. ونجوم التتابع الأساسي تكون
أقطارها متوسطة الحجم. وهي أصغر كثيرًا من العملاقة وفوق العملاقة، وهي
تسمى في بعض الأحيان أقزام التتابع الأساسي. ومع هذا، فهي تكون أكبر كثيراً
من الأقزام البيضاء. وكل نجوم التتابع الأساسي تحرق الهيدروجين إلى هيليوم
خلال الاندماج النووي العميق داخل النجم.

ويستعمل الفلكيون مصطلح
السُّطوع لكمية الطاقة التي يصدرها النجم. وتحصل نجوم التتابع الأساسي على
أسمائها من رسم بياني استعمل بوساطة الفلكيين لدراسة سطوع النجوم. وتمثل
النقط في الرسم البياني النجوم، بينما يوضح موقع كل نقطة سطوع كل نجم
ولونه. وتقع النقط التي تمثل معظم النجوم المعروفة في مجموعة واسعة. هذه
المجموعة تمتد مائلة خلال الرسم البياني من منطقة السطوع العالية الزرقاء
إلى منطقة السطوع المنخفضة الحمراء. ويسمي الفلكيون هذا التجمع من النقط
التتابع الأساسي.

النجوم العملاقة وفوق العملاقة. تكون أكبر من نجوم
التتابع الأساسي وعالية السطوع. وهي نجوم قد أحرقت الهيدروجين في لبها،
وتولد الطاقة بوساطة الاندماج الإضافي للهيدروجين خارج لبها أو بوساطة
تحويل الهيليوم إلى كربون داخل لبها.

وبعـض النجوم العملاقة، مثل
السماك الرامح، توهجه أحمر، أو مائل للحمرة، ويدل ذلك على أن درجـة حرارتـه
قليلـة. وتتكـون النجوم العملاقـة الحمـراء من غـازات تحت ضغط منخفض،
وكثافتها أقل من كثافة النجوم الشبيهة بالشمس.

وتلمع بعض النجوم فوق
العملاقة مثل منكب الجوزاء أيضًا بلون أحمر منخفض الحرارة. وتنتشر الغازات
التي تكون النجوم فوق العملاقة الحمراء خلال مساحة كبيرة جدًا، بحيث تكون
كثافتها أقل من الهواء الذي نتنفسه. النجوم فوق العملاقة، كذنب الدجاجة،
تلمع بضوء أزرق، ويدل ذلك على حرارتها العالية.

الأقزام البيضاء.
أقل حجمًا كثيراً من نجوم التتابع الأساسي ولها سطوع أقل. وهي تلمع بضوء
أبيض غير ساطع، ولكنها لاتجد مددًا من الطاقة من الالتحام. وسوف تنتهي نجوم
الأقزام البيضاء أخيراً إلى جمرات داكنة باردة.

ويعتقد الفلكيون أن
الجاذبية داخل الأقزام البيضاء أدت إلى انكماشها إلى أحجامها الصغيرة.
وتنتج الجاذبية غازًا ذا ضغط وكثافة عاليين جداً في الأقزام البيضاء. وهذه
النجوم صغيرة جدًا، حيث تكون كثيفة لدرجة أن ملء ملعقة من غازاتها يزن
أطنانًا لو أنها وزنت على الأرض. وتشمل الأقزام البيضاء نجم فان مانين
والشعرى اليمانية ب، وهو نجم رفيق للشعرى اليمانية.

ثنائي الكسوف
يتكون من نجمين يتغير لمعانهما الكلي كلما دارا حول بعضهما. يكون اللمعان
أكبر عندما نستطيع أن نرى كلا النجمين. ويكون أقل عندما يكون أحد النجمين
محجوبًا جزئيًا بالآخر (الشكل).
النجوم المتغيرة. تلمع وتتألق، ثم يخبو
ضوؤها ثم تتألق مرة أخرى. وهي تتكون من ثلاثة أنواع رئيسية: 1- متغيرات
نابضة، 2- نجوم متفجرة، 3- نجوم ثنائية الكسوف.

المتغيرات النابضة
تتغير في سطوعها خلال تمددها وانكماشها. ويسمى الوقت الذي يأخذه النجم من
السطوع إلى الخفوت، ثم إلى السطوع مرة أخرى الدورة. وبعض المتغيرات النابضة
نجوم فوق عملاقة صفراء. وينبض كثير منها حوالي مرة في الأسبوع. ويسميها
الفلكيون أيضًا المتغيرات القيفاوية، لأنها اكتشفت لأول مرة في المجموعة
النجمية قيفاوي. ونجم الشمال متغير قيفاوي بدورة من حوالي أربعة أيام.

والقيفاويات
مهمة لأن دوراتها ذات علاقة بسطوعها. ويستطيع الفلكيون أن يحددوا المسافة
إلى المتغيرات القيفاوية بمقارنة اللمعان الظاهري للنجوم بسطوعها. وقد أمكن
التوصل إلى أن المجرات الأخرى مجرات بعيدة، أي ليست جزءًا من درب اللبانة،
عن طريق مراقبة النجوم القيفاوية.

النجـوم المتفـجرة تتفجـر على
نحـو مفـاجئ بطاقـة مروعــة، قاذفة كميات هائلــة من الغاز إلى الفضاء.
وهناك نوع من النجوم المتفجرة، يسمى النجم المستعر، يكون أشـد سطـوعًا
بآلاف المــرات من النجـم العادي. هـذا السطــوع يبقى لأيــام قليلـة أو
حتى سنـوات، ثم يعـود النجـم إلى ظهــوره بضوئـه الخافت. وبعض المستعرات
ينفجـر مـرة بـعـد مـرة. ويظن أن المستعـرة ناتجـة عن انفجـار المـادة
المتراكمة على سطح قزم أبيض في نظام ثنائي. وهناك نـوع آخر من النجم
المتفجر، يسمى المستعر فائق التوهج، يكون أشد لمعانًا آلاف المرات من
المستعر العادي. وقد حدث أشهر استعار من هذا النوع في مجرة درب اللبانة عام
1054م وأنتج سحابة ضخمة من انتشار الغاز المتسارع سمي سديم السرطان. ويحوي
سديم السرطان نجمًا نيوترونيًا دوارًا في مركزه. انظر: المستعر فائق
التوهج.

ثنائيات الكسوف تكون نجومًا مزدوجة، مثل رأس الغول. وهي
تتكون من زوج من النجوم يتحرك كل منها حول الآخر. تتحرك النجوم بحيث يسبب
أحدها إعاقة ضوء الآخر دورياً. ويخفض هذا العائق اللمعان الكلي للنجمين كما
يرى من الأرض. وتكون ثنائيات الكسوف نوعًا واحدًا فقط من النجم المزدوج.
وسوف يناقش القسم التالي الأنواع الأخرى.

النجـوم الثنائية. تتكون
من الثنائيات المرئية والثنائيات المطيافية. وكل نوع يمكن أن يكون أيضًا
ثنائي الكسوف.

الثنائيات المرئية. عندما تُرى خلال التلسكوب، تشبه
نجمين يدور أحدهما حول الآخر. وقد تستغرق دورة واحدة من دورات هذه النجوم
100 سنة.

الثنائيات المطيافية. تشبه نجومًا منفردة، حتى خلال
التلسكوب. وقد أخذ اسمها من المطياف (المقياس الطيفي) أي الجهاز الذي
يستعمله الفلكيون للتعرف عليها. ينشر المنظار الطيفي ضوء النجم الثنائي إلى
الطيف، وهو شريط من الألوان مشابه لقوس قزح. وتميز خصائص معينة من الطيف
الضوء الذي يأتي من الثنائي. وتكمل الثنائيات المطيافية دوراتها بعضها حول
بعض في أيام قليلة أو شهور قليلة.

تشمل الثنائيات المشهورة نجم
الأزار (المئزر)، ونجم رأس الغول (السهَا)، وهما نجمان في الدب الأكبر
يشكلان نجمًا مزدوجًا، يمكن أن يرى بدون تلسكوب. أيضًا يظهر نجم الأزار
خلال التلسكوب كثنائي مرئي. وعليه، فإن كلا النجمين اللذين يكونان نجم
الأزار هما من الثنائيات المطيافية. ونجم رأس الغول أيضًا نجم مطيافي.
وهكذا تشكل نجوم الأزار الأربعة ونجما رأس الغول مجموعة من ست نجوم. وتسمى
مثل هذه المجموعات من النجوم النجوم المتعددة.

الثقوب السوداء. نجوم
وأجسام منهارة ولها قوة جذب شديدة، لا تدع شيئًا يهرب منها، حتى الضوء.

وأفضل
دليل للثقوب السوداء يأتي من دراسة النجوم الثنائية التي تبعث أشعة سينية.
وقد اكتشفت نجوم الأشعة السينية، عندما بنى العلماء كشافات أرسلت فوق
الغلاف الجوي في صواريخ وأقمار. وتمتص الأشعة السينية عادة بوساطة الغلاف
الجوي للأرض. وثنائيات الأشعة السينية نظم تتدفق فيها المادة من نجم عملاق
إلى نجم متراص. وربما يكون النجم المتراص نجمًا نيوترونيا أو ثقبًا أسود.
وتأتي الأشعة السينية عندما تتدفق الغازات من قرص ساخن محيط بالنجم العملاق
إلى النجم المتراص. وفي بعض الحالات، يمكن تحديد كتلة نجم متراص غير مرئي
من حركة نجم عملاق مرئي. وبعض النجوم المتراصة أيضًا ضخمة جدًا بحيث لايمكن
اعتبارها نجومًا نيوترونية.وربما تكون هذه النجوم ثقوبًا سوداء تبلغ
كتلتها 10 مرات قدر كتلة الشمس ونصف قطرها نحو 30كم فقط. انظر: الثقب
الأسود.

الجزء الاول
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]

الجزء الثالث
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]