دورة حياة نجم

الحياة كما نعرفها لن تكون موجودة بدون الشمس. تنبعث كرة الغاز هذه من كميات هائلة من الإشعاع التي عاشت الحياة على الأرض لملايين السنين ، وتصنف على أنها نجمة. نجمنا غير مهم نسبياً ، لأنه أحد ملايين النجوم في مجرتنا ، ومجرتنا هي واحدة من بلايين المجرات في الكون. تتكون كل من هذه المجرات من نجوم تتبع دورات حياة مماثلة. ستعرف الأنشطة التالية الطلاب على دورات التسلسل الرئيسي والنجوم الضخمة وكذلك تفاعلات الاندماج النووي.

قصة حياة نجمة

عرض النشاط

مفردات اللغه

عرض النشاط

كاتب المناقشة

عرض النشاط

انصهار الهيدروجين

عرض النشاط

دورة حياة النجم الهائل

عرض النشاط

ورقة عمل دورة الحياة

عرض النشاط

دورة حياة النجم

بالمقارنة مع كل نجم آخر ، فإن شمسنا غير مهمة إلى حد ما. إنها ليست كبيرة جدًا وهي ليست سوى واحدة من عدد هائل من النجوم في الكون. فهو يقع في منتصف حياته ، في مرحلة تعرف باسم التسلسل الرئيسي. خلال بضعة بلايين سنة ، ستموت شمسنا ، وتنتهي كل الحياة على الأرض. إنه يوفر قوة الجاذبية التي تحافظ على الكواكب وغيرها من الأشياء التي تدور حولها ، وتوفر مصدراً للطاقة التي تدعم جميع أشكال الحياة على الأرض.

يعتمد طول عمر النجم على كتلته. إذا كان للنجم الكثير من المادة وبالتالي كتلة عالية ، فستكون حياته أقصر. قد يبدو هذا غير بديهي ، لكن النجوم الأكبر تستخدم وقودهم النووي بمعدل أسرع بكثير. النجوم الأصغر هي في الواقع أكثر كفاءة مع الوقود الذي لديهم. تعتمد كتلة النجم على مقدار المادة الموجودة في السحابة ، والمعروفة باسم السديم ، والتي خلقت النجم.

النجوم ذات الكتلة المماثلة لنجم شمسنا جميعها لها دورة حياة مماثلة. أنها تبدأ كسديم . السديم عبارة عن سحابة من الغبار والغاز يمكن أن تختلف في الحجم. لجعل نجمة بحجم شمسنا ، ستحتاج إلى سديم عدة مئات أضعاف حجم نظامنا الشمسي. هذه السحابة ، التي تحتوي على لبنات البناء للنجمة ، تنهار بسبب الجاذبية. بينما تقلص السحابة في الحجم ، تزداد درجة حرارتها مع تصادم الجزيئات التي تتكون منها السحابة مع بعضها البعض. عندما تصل هذه السحابة المنهارة إلى درجة حرارة وضغط معينين ، يحدث الاندماج النووي. في هذه المرحلة ، تُعرف كرة الغاز باسم protostar . الانصهار النووي هو تفاعل نووي حيث تتحد نويتان خفيفتان معًا وتشكلان نواة وطاقة أثقل. هذه هي الطاقة التي تشع من النجم. يمكن حساب كمية الطاقة المنتجة في هذه التفاعلات من E = mc ² . "E" هي كمية الطاقة ، و "m" هي التغير في الكتلة ، و "c" هي سرعة الضوء بالأمتار في الثانية.

عندما يتم موازنة الضغط الخارجي الناجم عن الانصهار النووي مع قوة الجاذبية التي تسحب النجم معًا ، نصف النجم بأنه مستقر. النجوم المستقرة ، مثل شمسنا ، هي في مرحلة التسلسل الرئيسية من عمر النجم. هناك نقطة حيث ينفد النجم من وقود الهيدروجين ، وهذا هو عندما تبدأ نهاية حياة النجم. تنفد النجوم من الوقود بعد ملايين أو بلايين السنين ، حسب حجمها. عندما ينفد النجم من الوقود ، لا يمكن أن تستمر التفاعلات النووية في جوهرها. وهذا يعني انخفاض الضغط الخارجي ، مما يسمح لقوة الجاذبية بالانهيار في القلب. الطبقات الخارجية تتوسع وتبرد قليلاً. هذا التبريد يغير لون النجم إلى اللون الأحمر. في هذه المرحلة ، يعرف النجم بعملاق أحمر . سيكون هذا هو مصير نجمنا في بضعة مليارات من السنين. سوف تنتفخ شمسنا وتتوسع إلى بضع مئات أضعاف حجمها الأصلي. عندما يحدث هذا ، سوف تموت كل الحياة على الأرض.

تنجرف الطبقات الخارجية للنجم ، تاركةً قلبًا ساخنًا كثيفًا. يمكن أن تنتج هذه الظواهر الجميلة جدا المعروفة باسم سديم الكواكب . يُعرف النواة الساخنة لسديم كوكبي باسم قزم أبيض . القزم الأبيض هو نجم ميت لا يزال يضيء بسبب الحرارة المتبقية. إنها كثيفة للغاية ، حيث تحتوي ملعقة صغيرة من قزم أبيض على عدة أطنان. مع مرور الوقت ، فإن هذا النجم الميت يبرد ويخاف يُعرف هذا النجم الميت الذي تم تبريده ولم يعد ينبعث منه الضوء بأنه قزم أسود .

النجوم التي تكون أكبر بكثير من نجومنا تتبع دورة مختلفة طوال حياتها. بينما تتشكل النجوم الأصغر ، مثل شمسنا ، بواسطة سديم ينهار ، فإن سديم النجوم الأكبر تحتوي على الكثير من المواد. كما أنها تمر بمرحلة تسلسل رئيسية ولكن لها صبغة زرقاء بسبب ارتفاع درجات الحرارة. نهاية حياة نجم أكبر هي أكثر دراماتيكية. يمكن أن يكون للنجوم الضخمة نوى حارة وكثيفة بما يكفي لتوفير بيئة يمكن أن يحدث فيها اندماج نووي لعناصر إضافية ، وليس فقط للهيدروجين. مثل النجوم ذات الكتلة المماثلة لشمسنا ، تنمو النجوم الضخمة أيضًا عندما يبدأ نفاد الوقود النووي.

هذا ينتهي في انفجار كبير يعرف باسم المستعرات الأعظمية . Supernovae هي بعض من ألمع الأشياء في السماء. يُعتقد أن العناصر الأثقل من الحديد تتشكل في المستعرات الأعظمية. تُعرف النجوم الميتة الآن باسم النجوم النيوترونية ، وهي كثيفة للغاية. إذا كان النجم كبيرًا جدًا وله كتلة كافية ، يمكن أن يتشكل ثقب أسود في نهاية حياة النجم الضخم. الثقب الأسود هو مساحة فضاء فيها الجاذبية قوية لدرجة أن الضوء لا يمكن أن يفلت.

الأسئلة الشائعة حول دورة حياة النجم

ما هي المراحل الرئيسية في دورة حياة النجم؟

المراحل الرئيسية في دورة حياة النجم هي: السحابة الغبارية والغازية، السديم الأولي، السلسلة الرئيسية، العملاق الأحمر أو العملاق العملاق، وأخيرًا القزم الأبيض، القزم الأسود، نجم النيوترونات، أو الثقب الأسود، اعتمادًا على كتلة النجم.

كيف يتحول السحابة الغبارية إلى نجم؟

يكون السحابة الغبارية سحابة من الغبار والغاز التي تنهار تحت الجاذبية، وتزداد حرارتها وضغطها حتى يبدأ الاندماج النووي، مكونةً نجمًا أوليًا وفي النهاية نجمًا مستقرًا.

لماذا تمتلك النجوم الضخمة عمرًا أقصر من النجوم الصغيرة؟

النجوم الضخمة تحرق وقودها النووي بشكل أسرع بكثير بسبب الضغوط ودرجات الحرارة الأعلى، مما يؤدي إلى عمر أقصر مقارنة بالنجوم الصغيرة، التي تستخدم الوقود بكفاءة أكبر.

ماذا يحدث عندما ينفد وقود الهيدروجين من النجم؟

عندما ينفد وقود الهيدروجين من النجم، يتباطأ الاندماج النووي، وتنهار اللبّة بسبب الجاذبية، وتتوسع الطبقات الخارجية، مكونةً عملاق أحمر أو سوبر عملاق اعتمادًا على كتلة النجم.

ما الفرق بين السوبرنوفا والسحابة الغازية للكواكب؟

-السوبرنوفا هو انفجار هائل يُميز نهاية حياة نجم ضخم، وغالبًا ما يترك نجم نيوترونات أو ثقب أسود. أما السحابة الغازية للكواكب فهي سحابة من الغاز يُطلقها نجوم أصغر، وتترك قزمًا أبيض في المركز.