مقارنة بين أحجام بعض النجوم : المرزم)يسار( ، و رأس الغول ب)يمين( وبينهما حجم الشمس.
النجمهو عبارة عن جسم كروي من البلازماضخم ولامع ومتماسك بفعل الجاذبية. يستمد النجم لمعانه من الطاقة النوويةالمتولدة فيه ؛ حيث تلتحم ذرات الهيدروجينمع بعضها البعض مكونة عناصرأثقل من الهيدروجين ، مثل الهيليومو الليثيوموباقي العناصر الخفيفة حتى عنصر الحديد. هذا التفاعل الفيزيائي يسمى اندماج نوويتنتج منه طاقة كبيرة )حرارة( جدا تصل إلينا في صورة أشعة الشمس. فتغمر الأرض بالدفء ، وتكوّن عليها الظروف المناسبة للحياة. أغلب مكونات النجم هو عنصر الهيدروجين المتأين و الهيليوم المتأين )وهما يسميان في حالة التأينبلازما(. وقد بينت الأرصاد الفلكية أن نسبة كبيرة من النجوم لها كواكب تدور حولها مثلما في المجموعة الشمسية.
أقربنجم للأرضهو الشمسفهي مصدر الطاقةعلى الأرض. كما تصل طاقة الشمس إلى الكواكب الأخرىالتي تشكل المجموعة الشمسية. تكون بعض النجوم الأخرى واضحة أثناء الليل حينما لا تغطيها السحب أو ظواهر جوية أخرى وتظهر كنقاط كثيرة مضيئة بسبب بعدها الهائل عن الأرض. تاريخياً، تشكل النجوم في الكرة السماوية تجمعات تسمى كوكباتو أبراج. أعطى الإنسان منذ القديم لأشد النجوم لمعاناً أسماءا وكذلك للكوكبات والأبراج . واستدل بها العرب في معرفة طريقهم في الصحراء والملاحة في البحار والمحيطات . لهذا نعرف أن معظم النجوم المتألقة لها أسماء أصولها عربية . جمع علماء الفلكفهرس شامل يحوي أسماء النجوم التي تهمنا - مثل فهرس مسييهو فهرس المجرات وعناقيد المجرات. وباختراع تلسكوباتالمتزايدة القدرة نستطيع الآن رؤية نجوم ضعيفة التألق أو بعيدة ، لم يستطع رؤيتها السابقون بالعين المجردة.
تقع المنطقة تشكيل النجوم في سحابة ماجلان الكبرى.
على الأقل خلال جزء من حياته ، يضيء النجم بسبب الاندماج النوويالحراري للهيدروجين إلى هيليومفي لُب النجم. مطلقاً بذلك الطاقةالتي تخترق باطن النجم و يشعها في الفضاء الخارجي. حالما يتم استنفاذ هيدروجينالنجم ، فإن جميع العناصر الناشئة من الاندماج النووي للهيدروجين تكون أثقل من الهيليوم الذي يتم أيضا إنتاجه ؛ إما عن طريق الاصطناع النووي النجمي خلال حياة النجم أو عن طريق الاصطناع النووي في المستعرّ الأعظم عندما تنفجر النجوم الضخمة جداً. ومع اقتراب نهاية حياته، يمكن أن يحتوي النجم على نسبة من المواد المتحللة. ويمكن للفلكيين تحديد الكتلة، العمر، التركيبة )التركيب الكيميائي(، والعديد من الخصائص الأخرى للنجم من خلال مراقبة حركته عبر الفضاء، لمعانه، والطيف على التوالي. الكتلة الاجمالية للنجم هي المحدد الرئيسي لتطوره ومصيره في نهاية المطاف. يتم تحديد الخصائص الأخرى للنجم بواسطة تاريخه التطوري، بما في ذلك القطر، ودورانه، وحركته ودرجة حرارته. جزء من درجة حرارة العديد من النجوم ضد لمعانها، والذي يعرف باسم مخطط هرتزشبرونج-راسلالبياني يسمح بتحديد العمر والحالة التطورية للنجم.
صورة وهمية للون الشمس، وهو من نوع نجم G المتسلسل الجوهري، والأقرب للأرض
يبدأ تكون النجمكسحابة متساقطة من مواد سديميةتحتوي في المقام الأول على الهيدروجين، جنباً إلى جنب مع الهيليوم ومقدار ضئيل من عناصر أثقل. حالما يتكثف اللبّ النجمي فإن الهيدروجين يتحول بثبات إلى هليوم من خلال عملية الاندماج النووي، ومطلقا طاقة في هذه العملية. ]1[ماتبقى من باطن النجم يحمل الطاقة بعيداً عن اللب من خلال خليط من العمليات الإشعاعية والحملية. ضغط النجم الداخلي يمنعه من السقوط أكثر تحت جاذبيته. حالما يتم استنفاد طاقة الهيدروجين في اللب، النجم مع ما لا يقل عن 0.4 مرة من كتلة الشمس ]2[يتمدد ليصبح عملاق احمر، في بعض الحالات يتم صهر عناصر أثقل في اللب أو في الطبقة الحامية حول اللب. النجم عندها يتطور إلى شكل متحلل، معيداً تدوير جزء من جوهره إلى بيئته النجمية، حيث أنه سيكون جيل جديد من النجوم ذات نسبة أكبر من العناصر الثقيلة. ]3[في هذه الاثناء فإن اللب يصبح بقايا نجم: قزم أبيضأو نجم نيترونيأو )اذا كان ضخم بما فيه الكفاية( ثقب أسود.
تتكون النظم الثنائيةوالمتعددة النجوم من اثنين أو أكثر من النجوم محدودة الجاذبية، والتي تتحرك عموماً حول بعضها البعض في مداراتمستقرة. عندما لا يكون لدى اثنين من هذه النجوم مدار قريب نسبياً، فإن تفاعل الجاذبية له تأثير كبير على تطورها في نشؤ هياكل ذات جاذبيات أضخم مثل العناقيد النجمية والمجرات.
تاريخ مراقبة النجوم
شهد الناس أنماطاً في النجوم منذ العصور القديمة. وقام يوهانس هوليوس برسم صورة برج الأسد هذه في عام 1690 .
تاريخياً، كانت النجوم مهمة للحضاراتفي جميع أنحاء العالم. كانت النجوم جزءاً من الممارسات الدينية وكانت تستعمل في الملاحة الفلكيةولمعرفة الاتجاهات. كان العديد من علماء الفلك القدماء يعتقدون أن النجوم ثابتة بشكل دائم على مجال سماوي، وأنها غير متغيرة. بالإجماع، جمع علماء الفلك النجوم في كوكبات واستعملوها لتتبع حركة الكواكب واستنتاج موقع الشمس. ]4[كان يتم استعمال حركة الشمس على خلفية من النجوم )والأفق( لصنع تقويمات من الممكن استعمالها لضبط الممارسات الزراعية ]5[. يعد التقويم الميلادي )الذي يستعمل تقريباً في كل مكان على الأرض( تقويماً شمسياً يستند على درجة محور دوران الأرض بالنسبة إلى نجمها المحلي، الشمس.
المجردة كما هو ظاهر في الصورة ، وقد تم إضافة الخطوط هنا للتوضيح.
ظهر أقدم رسم بياني للنجوم في علم الفلك المصريالقديم في 1534قبل الميلاد. ]6[تم جمع أقدم فهرس معروف عن النجوم من قبل علماء الفلك البابليين القدماء من بلاد ما بين النهرين في نهاية القرن الثاني قبل الميلاد، خلال فترة الكيشيين )حوالي 1531- 1155قبل الميلاد(. ]7[
تم إنشاء أول فهرس نجوم في علم الفلك الإغريقيمن قبل اريستيلوس في 300 قبل الميلاد تقريباً، بمساعدة تيموكارس. ]8[ ]9[احتوى فهرس نجوم أبرخش)القرن الثاني قبل الميلاد( على 1020 نجمة، كما تم استعماله لتجميع فهرس نجوم بطليموس. ]10[يُعرف أبرخش باكتشافه لأول نجم متفجّرمؤرّخ. اشتُقت أسماء العديد من الكوكبات والنجوم المستعملة اليوم من علم الفلك الإغريقي.
على الرغم من ثبات ظهورها في السماء، كان فلكيّو الصينعلى وعي وإدراك أن نجوم جديدة يمكن أن تظهر. ]11[في العام 185 بعد الميلاد كانوا أول من لاحظ وكتب عن نجم متفجّر -سوبر نوفا- والذي يعرف الآن SN185. ]12[وكان ألمع النجوم التي سجلت في التاريخ كان SN 1006 والذي تم اكتشافه في عام 1006وكتب عنه الفلكي المصري علي بن رضوانوالعديد من الفلكيين الصينين. ]13[النجم المستعر الأعظم SN 1054والذي نشأ لسديم السرطانلوحظ من قبل علماء الفلك الصينيون والمسلمون. ]14[ ]15[ ]16[
أعطى علماء الفلك الإسلاميفي العصور الوسطىالأسماء العربيةإلى العديد من النجوم التي لا تزال تستخدم اليوم، واخترعوا العديد من الأدوات الفلكية التي يمكن بواسطتها تحديد مواقع النجوم. كما بنوا أول وأكبر معاهد المراصد البحثية، وذلك أساسا لغرض إنتاج كتالوجات نجوم الزيج. ]17[ومن بينها كتاب صور الكواكب الثمانية والأربعين)964( من قبل عالم الفلك الفارسي عبد الرحمن الصوفي، الذي لاحظ ووصف عدد من النجوم وتجمعات النجوم )بما في ذلك فيلوروم أو ميكرون وتجمعات بروكي( والمجرات)بما في ذلك مجرة أندروميدا(. ]18[ووفقا للزاهور، فإنه في القرن الحادي عشر وصف الباحث الموسوعيالفارسي أبو الريحان البيرونيمجرة درب التبانةكوافر من الشظايا التي لها خصائص نجوم غامضة، وأيضا أعطى خطوط العرض من مختلف نجوم خلال الكسوفالقمري في 1019. ]19[
بحسب جوسيف بويج، فإن الفلكي الأندلسي ابن باجةاقترح أن درب التبانة مكونة من نجوم كثيرة توشك أن تلامس بعض وظهرت على أن تكون صورة متواصلة وذلك بسبب تأثير انحراف الضوءمن المواد القمرية الفرعية، واستشهد بملاحظته اقتران كوكب المشتريوكوكب المريخفي عام 500هجرياً )1106/1107 م( كدليل لهذا. ]20[الفلكيون الأوربيون الأوائل مثل تايكو براهميز نجوم جديدة في سماء الليل )لاحقا سميت نوفو( مرجحاً أن السموات ليست ثابتة. في 1584أشار جوردانو برونوإلى أن النجوم مثل الشمس، وقد تكون لها كواكب أخرى، من المحتمل حتى كواكب مثل الأرض، تدور حولها ]21[، وهذا الفكرة قد طرحت سابقاً من الفلاسفة اليونانيين القدامى، ديمقريطوس وإبيقور ]22[ ]23[ومن علماء الفلك المسلمين في القرون الوسطى مثل فخر الدين الرازي.] بحاجة لمصدر[. ]24[بحلول القرن التالي، وصلت الفكرة بأن النجوم مثل الشمس إلى إجماع بين الفلكييين. ولشرح لماذا هذه النجوم لا تبذل اي سحب جاذبي على النظام الشمسي، اقترح إسحاق نيوتنأن النجوم موزعة بالتساوي في جميع الإتجاهات، وهي الفكرة التي دُعمت من قِبل عالم اللاهوت ريتشارد بينتلي. ]25[
سجّل عالم الفلك الإيطالي جيمينانو مونتاناري ملاحظاته عن اختلاف لمعان النجم رأس الغول عام 1667. بينما نشر ادموند هاليالقياسات الاولى للحركة الصحيحة لكل زوج متقارب من النجوم الثابتة، موضحاً أنهم غيروا موقعهم منذ وقت علماء الفلك اليونانيين بطليموس وهيبارخوس. ]21[
كان ويليام هيرشلأول عالم فلك يحاول أن يحدد توزيع النجوم في السماء. خلال عام 1870م، قام بتنفيذ سلسلة من القياسات في 600 اتجاه، وأحصى النجوم على طول كل خط أفق. ومن هذا استطاع أن يستنتج أن عدد النجوم كان يتصاعد تدريجياً نحو جانب واحد من السماء، في اتجاه درب التبانة. أعاد ابنه جون هيرشلهذه الدراسة في نصف الارض الجنوبي ووجد زيادة مُماثلة في نفس الاتجاه. ]26[بالإضافة إلى انجازاته الأخرى يُعرف ويليام هيرشل باكتشافه أن بعض النجوم لا تقع فقط على نفس خط الأفق، بل هي أيضاً مترافِقة فيزيائياً والتي تشكّل أنظمة نجوم ثنائية.
يعد جوزيف فون فراونهوفروأنجيلو سيكي رواد علم المطيافية النجمية. من خلال مقارنة أطياف النجوم مثل الشعرى اليمانيةبالشمس، حيث وجدا اختلافات في قوة وعدد خطوط الامتصاص )الخطوط الداكنة في المطيافية النجمية الناتجة عن امتصاص ترددات معينة من قبل الجو(. بدأ سيكي في عام 1865بتصنيف أطياف النجوم. بالرغم من ذلك، تم تطوير النسخة الحديثة من التصنيف النجمي من قبل آني جمب كانن خلال فترة التسعينات.
يظهر نجما رجل القنطور )أ( و القنطور )ب( على أطراف كوكب زحل.
القياس الأول المباشر للمسافة لنجم )61 سيجني في 11.4 سنوات ضوئية( كان قد عمل في 1838بواسطة فريدريك بيسيلباستخدام تقنية البارالاكس. قياسات البارالاكس تشرح الفاصل الكبير للنجوم في السماوات. ]21[ازدادت أهمية رصد النجوم المضاعفة المكتسبة خلال القرن التاسع عشر. ففي 1834، رصد فريدريك بيسيل تغيرات في الحركة الحقيقية للشعرى اليمانية، واستدل بذلك على وجود مرافق خفية. بينما اكتشف ادوارد بيكيرنجأول نجم ثنائي في 1899عندما رصد الانشقاق الدوري للخطوط الطيفية للنجم مئزرفي دورة اليوم 104. جمع الفلكيون - على رأسهم ويليام ستروفه وويسلي بيرنهام - تفاصيل الرصد لعدد من أنظمة النجوم الثنائية مما سمح بتحديد كتلة النجوم وذلك بحساب العناصر المدارية. الحل الأول لمشكلة اشتقاق مدار لنجوم ثنائية من رصد لتليسكوب كانت قد عملت بواسطة فليكس سافاري في 1827. ]27[شهد القرن العشرون تقدما سريعا نحو مزيد من الدراسة العلمية للنجومK كما أصبح التصوير أداة فلكية مهمة في هذه الدراسة. اكتشف كارل شوارتزشيلدبأن لون النجم وبالتالي درجه حرارته يمكن تحديدها بمقارنة المقدار الظاهريبالمقدار التصويري. سمح التطور في صناعة الفوتوميتر الكهروضوئي -جهاز لقياس شدة الضوء- بالقيام بقياسات دقيقة للمقدارعلى فترات متعددة للأطوال الموجية. أجرى ألبرت ميكلسونعام 1921مأول قياس لقطر نجمي بواسطة الانترفيروميتر-جهاز مقياس التداخل الفلكي- من تلسكوب هوكر - مرصد جبل ويلسون. ]28[
المرزم)غاما أوريون( في كوكبة الجبار، ومقابل له منكب الجوزاءBetelgeuse )إلى اليسار(.
حدثت أعمال مفاهيمية مهمة عن البنية المادية للنجوم خلال العقود الاولى من القرن العشرين. في عام 1913، تم تطوير تصنيف هرتزشبرونج-راسل، مما دفع بدراسة النجوم الفيزيائية الفلكية إلى الأمام. تم تطوير نماذج ناجحة لشرح التصميم الداخلي للنجوم وتطور النجوم. كانت سيسيليا بيني-جابونسشكن أول من اقترح أن النجوم مكونة في الاساس من الهايدروجين والهيليوم في أطروحتها لنيل الدكتوراة عام 1925. ]29[. تم فهم أطياف النجوم أكثر أيضاً بعد التطور في مجال ميكانيكا الكم. سمح هذا بتحديد التكوين الكيميائي للجو النجمي. ]30[
باستثناء النجوم المتفجرة، لوحظ في المقام الأول النجوم الفردية في مجموعتنا المحلية للمجرات، وخصوصا في الجزء المرئي من مجرة درب اللبانة)كما يتضح من الفهارس التفصيلية متاحة للنجمة مجرتنا(. ]31[ولكن لوحظت بعض النجوم في المجرة M100 من عنقود مجرات العذراء العظيم، حوالي 100 مليون سنة ضوئية من الأرض.وفي عنقود مجرات العذراء العظيم من الممكن أن نرى عناقيد النجوم، ويمكن للتلسكوبات الحالية مبدأياً مراقبة النجوم الفردية الخافتة في المجموعة المحلية للنجوم– حيث النجوم الأكثر بعدا قد تصل إلى مائة مليون سنة ضوئية من الأرض )انظر: متغير قيفاوي(. ومع ذلك، خارج عنقود مجرات العذراء العظيم، فإن كلا النجوم الفردية ومجموعات النجوم لم تلاحظ. والاستثناء الوحيد هو صورة باهتة من مجموعة نجوم كبيرة تحتوي على مئات الآلاف من النجوم تقع على بعد مليار سنة ضوئية ]32[- أي عشرة أضعاف المسافة بيننا وبين أبعد تجمع نجميشوهد من قبل .
التسميات
تحتوي هذه الصورة على نجوم زرقاء تعرف بـ"النجوم الزرقاء الشاردة" ويظهر موقعها على رسم هرسل البياني.
بدأ مفهوم الكوكبة منذ القديم خلال الفترة البابليةحيث أدت مراقبتهم للسماء إلى تخيلهم لتشكل النجوم في أشكال يرونها في خيالهم أشكال حيوانات كالأسد والحوت والكبش وغيرها . ومن تلك الأشكال التي سميت كوكبات اختاروا منها 12 كوكبة موزعة على الأفق بحيث تشمل الأفق كله . ورأوا أن الشمس تسير خلال سنة عبر تلك ال 12 كوكبة ؛ بهذا بدأ تقسيم السنة إلأى 12 شهرا . ومن العجيب أن قدماء المصريين توصلوا على ذلك فقد قسموا السنة إلى 12 شهر ، وقسموا كل أربعة أشهر في فصل سنوي ؛ فكانت السنة لدى المصريين القدماء عبارة عن ثلاثة فصول. هذا بعكس النظام البابلي الذي يقسم السنة إلى أربعة فصول . بالإضافة إلى تعرف القدماء على أشهر السنة واقرانها بأحداث طبيعية معينة مثل حدوث فيضان النيل في كل سنة ، وحلول وقت بذر البذور ومعرفة وقت الحصاد فقد قاموا بربطها أيضا بجوانب من حياتهم الشخصية ، ومن هنا نشأ علم التنجيم. ]33[وتم إعطاء العديد من النجوم البارزة أسماء وخصوصا أسماء عربية أو لاتينية بعدما اندثرت الأسماء المصرية والبابلية القديمة . وعندما نتمعن في أسماء النجوم البارزة كما نعرفها حاليا فنجدها في الأصل عربية أو لاتينية.
وكذلك بعض الأبراج والشمس نفسها، والنجوم الفردية كانت بحد ذاتها أساطيراًخاصة. ]34[
فبالنسبة إلى الثقافة الإغريقية القديمة، بعض "النجوم"، والمعروفة باسم الكواكب )اليونانية πλανήτης )بلانتيس(، وتعني "الهيام"(، تمثل مجموعة من الالهات المهمة المختلفة، والتي اخذت منها أيضا أسماء الكواكب عطارد والزهرة والمريخ والمشتري وزحل. أورانوس ونبتون ]34[كانوا أيضاً من الآلهة اليونانية والرومانية، ولكن لم يكن أي من هذه الكواكب معروفا في العصور القديمة وذلك لان لمعانها منخفض. حيث قام علماء الفلك في وقت لاحق بتسمية هذه الكواكب.
حوالي عام 1600كانت الأبراج تسمى على حسب موقعها في السماء. أنشأ عالم الفلك الألماني يوهان بيير سلسلة من خرائط النجوم ووضعها بالحروف الاغريقية كدلالة للنجم في كل مجموعة. بعد ذلك كان نظام الترقيم استنادا إلى الصعود الايمن للنجم تم اختراعه وضمّه إلى كاتالوج النجوم لجون فلامستيدفي كتابه "وصف مواقع النجوم - الطبعة 1712"، والذي به تم تسمية نظام الترقيم بتعيين فلامستيد أو ترقيم فلامستيد. ]35[ ]36[
يعتبر الاتحاد الفلكي الدولي)IAU( هو الجهة الوحيدة المعترف بها دولياً لتسمية الأجرام السماوية ]37[، هناك عدد من الشركات الخاصة تبيع أسماء النجوم، وهي ما تعتبرها المكتبة البريطانية مؤسسات تجاريةغير نظامية. ]38[ ]39[بينما الاتحاد الفلكي الدولي قد أبعد نفسه عن هذه الممارسة التجارية، كما أن هذه الأسماء غير معترف بها من قبل الاتحاد الفلكي الدولي ولا يتم استخدامها. ]40[أحد هذه الشركات الخاصة لتسمية النجوم هي السجل النجمي الدولي، والتي في الثمانينيات، كانت متهمة بممارسات مضللة لتوحي على أنها جهة مصرح بها وعلى أن اسمها المعين كان رسمياً. نشاطات شركة السجل النجمي الدولي -الموقفة حالياً- كانت مصنفة بشكل غير رسمي على أنها احتيال أو تزوير، ]41[ ]42[ ]43[ ]44[كما أن إدارة شؤون المستهلك بنيويوركصدرت مخالفة ضد السجل النجمي الدولي في المشاركة في ممارسة تجارية مضللة. ]45[ ]46[
وحدات القياس
بالرغم من انه يمكن التعبير عن المعايير النجمية )قياسات النجوم( بنظام الوحدات الدوليSI أو نظام وحدات سنتيمتر غرام ثانية إلا انه غالبا ما يكون أكثر ملائمة استخدام الوحدات الشمسية لقياس ونصف القطر
لا يوجد حالياً أي تعليق