ما هي أنواع النجوم في الكون؟

من المؤكد أن هناك بعض الاختلاف من حيث اللون عندما ننظر إلى السماء في الليل. قد نعتقد أن جميع النجوم متماثلة، كرات كبيرة من الغاز تحترق على بعد ملايين السنين الضوئية، ولكن في الحقيقة، النجوم متنوعة تمامًا مثل أي شيء آخر في كوننا، حيث هناك العديد من التصنيفات المختلفة بناءً على خصائصها المميزة.

بشكل عام، هناك العديد من الأنواع المختلفة من النجوم، بدءًا من الأقزام البنية الصغيرة إلى النجوم العملاقة الحمراء والزرقاء. هناك أنواع أكثر غرابة أيضًا، مثل النجوم النيوترونية ونجوم Wolf-Rayet. ومع استمرار اكتشافنا للكون، نستمر في تعلم أشياء عن النجوم تجبرنا على التوسع بالطريقة التي نفكر بها.

النجم الأولي

النجم الأولي هو قبل أن يتشكل النجم. يتكون من مجموعة من الغازات التي تجمعت في سحابة جزيئية عملاقة. تدوم مرحلة النجم الأولي من التطور النجمي حوالي 100 ألف عام. بمرور الوقت، تزداد الجاذبية والضغط، مما يجبر النجم الأولي على الانهيار. كل الطاقة المنبعثة من النجم الأولي تأتي فقط من التسخين الناتج عن طاقة الجاذبية حيث لم تبدأ تفاعلات الاندماج النووي بعد.

نجم تي الثور

نجم T Tauri هو مرحلة في تكوين النجم وتطوره قبل أن يصبح نجم رئيسي. تحدث هذه المرحلة في نهاية مرحلة النجم الأولي، عندما يكون ضغط الجاذبية الذي يربط مكونات النجم معًا هو مصدر كل طاقته. لا تمتلك نجوم T Tauri ضغطًا ودرجة حرارة كافيين في نواتها لتوليد الاندماج النووي، لكنها تشبه النجوم الرئيسية، إنها بنفس درجة الحرارة تقريبًا ولكنها أكثر سطوعًا لأنها أكبر. يمكن أن تمتلك توهجات شديدة من الأشعة السينية ورياح نجمية قوية للغاية. ستبقى النجوم في مرحلة T Tauri لنحو 100 مليون سنة.

نجم التسلسل الرئيسي

غالبية النجوم في مجرتنا، وحتى في الكون، هي نجوم تسلسل رئيسي. شمسنا هي نجم تسلسل رئيسي، وكذلك نجم الشعرى اليمانية (Sirius) ونجم ألفا قنطور (Alpha Centauri A) كما أنه يوجد تسميات أخرى وهي: ألفا القنطور أو ألفا سنتوري كما يسمى أيضا بالظلمان (Toliman). التسلسل الرئيسي للنجوم يمكن أن يختلف في الحجم والكتلة والسطوع، لكنهم جميعًا تفعل الشيء نفسه وهو تحويل الهيدروجين إلى هيليوم في نواتهم، وإطلاق كمية هائلة من الطاقة.

النجم في التسلسل الرئيسي تكون في حالة توازن هيدروستاتيكي. تقوم الجاذبية بسحب النجم إلى الداخل، والضغط الخفيف الناتج عن تفاعلات الاندماج في النجم يدفعه للخارج. تتوازن القوى الداخلية والخارجية مع بعضها البعض، ويحافظ النجم على شكل كروي. سيكون للنجوم في مرحلة التسلسل الرئيسي حجم يعتمد على كتلتها، وهو ما يحدد مقدار الجاذبية التي تسحبها إلى الداخل.

الحد الأدنى لكتلة نجم التسلسل الرئيسي هو حوالي 0.08 مرة من كتلة الشمس، أو 80 ضعف كتلة كوكب المشتري. هذا هو الحد الأدنى من ضغط الجاذبية الذي تحتاجه لتبدأ تفاعلات الاندماج في النواة. يمكن أن تنمو هذه النجوم نظريًا إلى أكثر من 100 ضعف من كتلة الشمس.

العملاق الأحمر

عندما يستهلك النجم مخزونه من الهيدروجين في قلبه، يتوقف الاندماج ولا يولد النجم ضغطًا خارجيًا لمقاومة الضغط الداخلي. تشعل قشرة الهيدروجين الموجودة حول اللب لاستمرار حياة النجم، ولكنها تؤدي إلى زيادة حجمه بشكل كبير. وهنا يصبح النجم القديم نجمًا عملاقًا أحمر، ويمكن أن يكون أكبر بمئة مرة مما كان عليه في مرحلة التسلسل الرئيسي. عندما يتم استخدام وقود الهيدروجين هذا، يمكن استهلاك المزيد من الهليوم وإعطاء العناصر الثقيلة في تفاعلات الاندماج. ستدوم مرحلة العملاق الأحمر من حياة النجم بضع مئات من ملايين السنين فقط قبل أن ينفد الوقود تمامًا ويصبح قزمًا أبيض.

القزم الأبيض

عندما ينفد وقود الهيدروجين في قلب النجم تمامًا ويفتقر إلى الكتلة لإجبار العناصر الثقيلة على تفاعل الاندماج، يصبح نجمًا قزمًا أبيض. يتوقف تفاعل الاندماج وينهار النجم إلى الداخل تحت تأثير جاذبيته. ويصبح قزم أبيض يضيء دون تفاعلات اندماجية فيه. سوف يبرد القزم الأبيض حتى يصبح بدرجة حرارة الكون. ستستغرق هذه العملية مئات المليارات من السنين، لذلك لم يبرد أي من الأقزام البيضاء بالفعل إلى هذا الحد حتى الآن.

القزم الأحمر

النجوم القزمة الحمراء هي أكثر أنواع النجوم شيوعًا في الكون. إنها نجوم التسلسل الرئيسي لكن كتلتها صغيرة لدرجة أنها أبرد بكثير من بعض النجوم مثل الشمس. لديها ميزة أخرى. تستطيع النجوم القزمة الحمراء الاحتفاظ بوقود الهيدروجين مختلطًا في قلبها، وبالتالي يمكنها الحفاظ على وقودها لفترة أطول بكثير من النجوم الأخرى. يقدر علماء الفلك أن بعض النجوم القزمة الحمراء سوف تحترق لمدة تصل إلى 10 تريليون سنة. أصغر الأقزام الحمراء كتلته 0.075 مرة من كتلة الشمس، ويمكن أن تصل كتلتها إلى نصف كتلة الشمس.

النجوم النيوترونية

إذا كان النجم بحجم 1.35 – 2.1 مرة من كتلة الشمس، فإنه لا يشكل قزمًا أبيض عندما يموت. بدلاً من ذلك، يموت النجم في انفجار كارثي مستعر أعظم، ويتحول اللب المتبقي إلى نجم نيوتروني. النجم النيوتروني كما يدل اسمه هو نوع غريب من النجوم يتكون بالكامل من النيوترونات. وذلك لأن الجاذبية الشديدة للنجم النيوتروني تسحق البروتونات والإلكترونات معًا لتشكيل النيوترونات. إذا كانت النجوم أكثر ضخامة، فإنها ستصبح ثقوبًا سوداء بدلًا من النجوم النيوترونية بعد انفجار المستعر الأعظم.

النجوم العملاقة

أكبر النجوم في الكون هي النجوم العملاقة. هذه النجوم العملاقة كتلتها عشرات أضعاف كتلة الشمس. على عكس النجوم المستقرة نسبيًا مثل الشمس، تستهلك النجوم العملاقة وقود الهيدروجين بمعدل هائل وسوف تستهلك كل الوقود الموجود في قلبها في غضون بضعة ملايين من السنين فقط. النجوم العملاقة تعيش بسرعة وتموت صغيرة، تنفجر على شكل مستعرات أعظم. كما أنها تتفكك بشكل تام في هذه العملية.

رأينا كيف أن النجوم لها أحجام وألوان وأصناف عديدة. إن معرفة ما يفسر ذلك، وكيف تبدو مراحل حياتها المختلفة يعتبر أمرًا مهمًا إذا كنا نرغب في فهم هذا الكون. كما أنه يساعد عندما يتعلق الأمر بالجهود المستمرة لاستكشاف المنطقة النجمية المحيطة بنا، وكذلك اكتشاف الحياة خارج الأرض.