تم نشر هذه المقالة في الأصل في عام 2008 ، ولكن تم تحديثها عدة مرات الآن لتتبع معرفتنا المتقدمة بالكون!
ابنتي البالغة من العمر ست سنوات هي آلة لطرح الأسئلة. كنا نقود السيارة إلى المنزل من المدرسة منذ يومين ، وكانت تستجوبني حول طبيعة الكون. كان أحد أبرز ما لديها هو ، 'ما هو أكبر نجم في الكون'؟ كان لدي إجابة سهلة. قلت: 'الكون مكان كبير ، ولا توجد طريقة يمكننا من خلالها معرفة ما هو أكبر نجم'. لكن هذه ليست إجابة حقيقية.
لذلك صقلت السؤال. 'ما هو أكبر نجم نعرفه؟' طبعا كنت عالقا في السيارة وبدون انترنت. ولكن بمجرد عودتي إلى المنزل ، وتمكنت من إجراء بعض الأبحاث ، تعلمت الإجابة واعتقدت أنني سأشاركها مع بقيةكم ولكن للإجابة عليها بشكل كامل ، يجب تغطية بعض المعلومات الأساسية الأساسية أولاً. مستعد؟
نصف القطر والكتلة الشمسية:
عند الحديث عن حجم النجوم ، من المهم أولاً إلقاء نظرة على شمسنا للحصول على إحساس بالحجم. يبلغ طول نجمنا المألوف 1.4 مليون كيلومتر (870.000 ميل). هذا رقم ضخم لدرجة أنه من الصعب تكوين فكرة عن الحجم. بالحديث عن ذلك ، تمثل الشمس أيضًا 99.9٪ من كل المواد في نظامنا الشمسي. في الواقع ، يمكنك وضع مليون كوكب أرضي داخل الشمس.
باستخدام هذه القيم ، أنشأ علماء الفلك مصطلحات 'نصف قطر الشمس' و 'الكتلة الشمسية' ، والتي يستخدمونها لمقارنة النجوم ذات الحجم والكتلة الأكبر أو الأصغر بنجومنا. يبلغ نصف قطرها الشمسي 690.000 كم (432.000 ميل) و 1 كتلة شمسية هو 2 × 1030كيلوغرامات (4.3 × 1030جنيه أو رطل للوزن). هذا هو 2 غير مليون كيلوغرام ، أو 2،000،000،000،000،000،000،000،000،000،000 كجم.
رسم الفنان لمخطط مورغان-كينان الطيفي ، والذي يوضح الفرق بين النجوم المتسلسلة الرئيسية. الائتمان: ويكيبيديا كومنز
شيء آخر يستحق النظر هو حقيقة أن شمسنا صغيرة جدًا ، مثل النجوم. كنجم تسلسل رئيسي من النوع G (على وجه التحديد ، نجم G2V) ، والذي يُعرف عمومًا بالقزم الأصفر ، يقع في الطرف الأصغر من مخطط الحجم (انظر أعلاه). في حين أنه بالتأكيد أكبر من أكثر أنواع النجوم شيوعًا - النوع M أو الأقزام الحمراء - إلا أنه في حد ذاته يتضاءل (لا تورية!) من أمثال العمالقة الزرقاء والفئات الطيفية الأخرى.
تصنيف:
لتقسيمها جميعًا ، يتم تجميع النجوم بناءً على خصائصها الأساسية ، والتي يمكن أن تكون فئتها الطيفية (أي اللون) ودرجة الحرارة والحجم والسطوع. تُعرف طريقة التصنيف الأكثر شيوعًا باسم مورجان كينان (عضو الكنيست) النظام الذي يصنف النجوم على أساس درجة الحرارة باستخدام الحروفأووبوإلىوFوجيوإلى، وم، - يا أكون سخونة و M أروع. ثم يتم تقسيم كل فئة حرف باستخدام رقم رقمي مع0يجري سخونة و9كونها أبرد (على سبيل المثال O1 إلى M9 هي النجوم الأكثر سخونة إلى أبرد).
في نظام MK ، تمت إضافة فئة لمعان باستخدام الأرقام الرومانية. وهي تستند إلى عرض خطوط امتصاص معينة في طيف النجم (والتي تختلف باختلاف كثافة الغلاف الجوي) ، وبالتالي تميز النجوم العملاقة عن الأقزام. فئات اللمعان 0 وأنا أتقدم بطلب إلى العمالقة الفائقة أو فائقة العملاق ؛ تنطبق الفئات II و III و IV على العمالقة الساطعة والمنتظمة والعملاق الفرعي ، على التوالي ؛ الفئة الخامسة للنجوم ذات التسلسل الرئيسي ؛ والفئة السادسة والسابعة تنطبق على الأقزام الفرعية والنجوم القزمة.
يوضح مخطط Hertzspirg-Russel العلاقة بين لون النجم AM. اللمعان ودرجة الحرارة. الائتمان: astronomy.starrynight.com
يوجد أيضًا ملف مخطط هيرتزبرونج-راسل ، والتي تتعلق بالتصنيف النجمي بالقدر المطلق (أي السطوع الجوهري) واللمعان ودرجة حرارة السطح. يتم استخدام نفس التصنيف للأنواع الطيفية ، بدءًا من الأزرق والأبيض في أحد طرفيه إلى اللون الأحمر في الطرف الآخر ، والذي يتم دمجه بعد ذلك مع النجوم Absolute Visual Magnitude (يُعبر عنه بـ Mv) لوضعها على مخطط ثنائي الأبعاد (انظر أعلاه) ).
في المتوسط ، تكون النجوم في النطاق O أكثر سخونة من الفئات الأخرى ، وتصل إلى درجات حرارة فعالة تصل إلى 30000 كلفن ، وفي الوقت نفسه ، تكون أيضًا أكبر وأكثر ضخامة ، حيث تصل أحجامها إلى أكثر من 6 ونصف نصف قطر شمسي وما يصل إلى 16 كتلة شمسية. في الطرف السفلي ، تميل النجوم من النوع K و M (الأقزام البرتقالية والحمراء) إلى أن تكون أكثر برودة (تتراوح من 2400 إلى 5700 كلفن) ، بقياس 0.7 إلى 0.96 ضعف كتلة شمسنا ، وتتراوح كتلة من 0.08 إلى 0.8 في أي مكان.
بناءً على التصنيف الكامل لشمسنا (G2V) ، يمكننا أن نقول إنها نجمة ذات تسلسل رئيسي بدرجة حرارة تبلغ حوالي 5800 كلفن. الآن فكر في نظام نجمي مشهور آخر في مجرتنا - وكارينا ، وهو نظام يحتوي على نجمين على الأقل يقعان على بعد حوالي 7500 سنة ضوئية في اتجاه الكوكبة كارينا . يُقدر الحجم الأساسي لهذا النظام بنحو 250 ضعف حجم شمسنا ، و 120 كتلة شمسية على الأقل ، ومليون مرة أكثر سطوعًا - مما يجعله أحد أكبر النجوم وأكثرها سطوعًا على الإطلاق.
يقع إيتا كارينا ، أحد أضخم النجوم المعروفة ، في كوكبة كارينا. الائتمان: ناسا
هناك بعض الجدل حول حجم هذا العالم بالرغم من ذلك. تهب معظم النجوم مع الرياح الشمسية وتفقد كتلتها بمرور الوقت. لكن إيتا كارينا كبيرة جدًا لدرجة أنها تقذف 500 ضعف كتلة الأرض كل عام. مع فقدان الكثير من الكتلة ، من الصعب جدًا على علماء الفلك أن يقيسوا بدقة مكان انتهاء النجم وبدء رياحه النجمية. أيضا ، من المعتقد أن سوف تنفجر إيتا كارينا في المستقبل غير البعيد ، وستكون المستعرات الأعظمية الأكثر روعة التي شهدها البشر على الإطلاق.
من حيث الكتلة المطلقة ، يذهب الصدارة إلى R136a1 ، وهو نجم يقع في سحابة ماجلان الكبيرة ، على بعد حوالي 163000 سنة ضوئية. يُعتقد أن هذا النجم قد يحتوي على ما يصل إلى 315 ضعف كتلة الشمس ، مما يمثل لغزًا لعلماء الفلك حيث كان يُعتقد أن أكبر النجوم يمكن أن تحتوي فقط على 150 كتلة شمسية. الجواب على ذلك هو أن R136a1 تشكل على الأرجح عندما اندمجت عدة نجوم ضخمة معًا. وغني عن القول ، تم تعيين R136a1 للانفجار باعتباره hypernova ، في أي يوم الآن.
فيما يتعلق بالنجوم الكبيرة ، يعتبر Betelgeuse مثالًا جيدًا (وشائعًا). يقع هذا العملاق الأحمر المألوف في كتف الجبار ، ويبلغ نصف قطره 950-1200 مرة حجم الشمس ، وسيبتلع مدار كوكب المشتري إذا تم وضعه في نظامنا الشمسي. في الواقع ، عندما نرغب في وضع حجم شمسنا في منظورها الصحيح ، فإننا غالبًا ما نستخدم منكب الجوزاء للقيام بذلك (انظر أدناه)!
ومع ذلك ، حتى بعد استخدام هذا العملاق الأحمر الضخم لوضعنا في مكاننا ، ما زلنا نخدش السطح في لعبة 'من هو النجم الأكبر'. فكر في WOH G64 ، وهو نجم أحمر عملاق يقع في سحابة ماجلان الكبيرة ، على بعد حوالي 168000 سنة ضوئية من الأرض. يبلغ قطر هذا النجم 1.540 نصف قطر شمسي ، وهو حاليًا أحد أكبر النجوم في الكون المعروف.
ولكن هناك أيضًا RW Cephei ، نجم برتقالي عملاق كبير في الكوكبة سيفيوس ، على بعد 3500 سنة ضوئية من الأرض ويبلغ قطرها 1535 نصف قطر شمسي. Westerlund 1-26 هو أيضًا ضخم جدًا ، عملاق أحمر (أو عملاق ضخم) يقع داخل مجموعة نجوم Westerlund 1 الفائقة التي تبعد 11500 سنة ضوئية ويبلغ قطرها 1530 نصف قطر شمسي. وفي الوقت نفسه ، يتم ربط V354 Cephei و VX Sagittarii عندما يتعلق الأمر بالحجم ، حيث يبلغ قطر كل منهما حوالي 1520 نصف قطر شمسي.
أكبر نجم: UY Scuti
كما هو الحال ، فإن لقب أكبر نجم في الكون (الذي نعرفه) ينزل إلى اثنين من المتنافسين. على سبيل المثال، درع UY موجود حاليًا في أعلى القائمة. تقع على بعد 9.500 سنة ضوئية في الكوكبة كيس ، هذا العملاق الأحمر الساطع والنجم المتغير النابض له متوسط نصف قطر تقديري يقدر بـ1708 نصف قطر شمسي- أو 2.4 مليار كم (1.5 مليار ميل ؛ 15.9 AU) ، مما يعطيها حجمًا يبلغ 5 مليارات ضعف حجم الشمس.
ومع ذلك ، فإن هذا التقدير المتوسط يتضمن هامش خطأ يبلغ ± 192 نصف قطر شمسي ، مما يعني أنه يمكن أن يكون كبيرًا مثل 1900 نصف قطر شمسي أو صغير مثل 1516. هذا التقدير المنخفض يضعه تحت النجوم مثل V354 Cephei و VX Sagittarii. وفي الوقت نفسه ، فإن النجم الثاني في قائمة أكبر النجوم الممكنة هو NML Cygni ، وهو عملاق أحمر متغير شبه دائري يقع في البجعة كوكبة على بعد حوالي 5300 سنة ضوئية من الأرض.
صورة مكبرة للنجم العملاق الأحمر UY Scuti. الائتمان: مرصد رذرفورد / هاكتارفوني
نظرًا لموقع هذا النجم داخل السديم النجمي ، فإنه محجوب بشدة بسبب انقراض الغبار. نتيجة لذلك ، يقدر علماء الفلك أن حجمه يمكن أن يكون في أي مكان من 1642 إلى 2775 نصف قطر شمسي ، مما يعني أنه يمكن أن يكون أكبر نجم في الكون المعروف (بهامش 1000 نصف قطر شمسي) أو في الواقع ثاني أكبر نجم ، ليس بعيدًا. خلف UY Scuti.
وحتى سنوات قليلة مضت ، ذهب لقب أكبر نجم في واي كانيس ميجور ؛ نجمة حمراء عملاقة في كوكبة Canis الرئيسية ، على بعد حوالي 5000 سنة ضوئية من الأرض. مرة أخرى في عام 2006 ، الأستاذة روبرتا همفري من جامعة مينيسوتا يحسب حجمه العلوي وقدر أنه يمكن أن يزيد حجمه عن 1540 ضعف حجم الشمس. ومع ذلك ، فإن متوسط كتلته المقدرة هو 1420 ، مما يضعه في المرتبة رقم. المركز الثامن خلف V354 Cephei و VX Sagittarii.
هذه هي أكبر النجوم التي نعرفها ، ولكن ربما تحتوي درب التبانة على عشرات النجوم الأكبر حجمًا ، والتي يحجبها الغاز والغبار حتى لا نتمكن من رؤيتها. ولكن حتى لو لم نتمكن من العثور على هذه النجوم ، فمن الممكن التنظير حول حجمها وكتلتها المحتملة. إذن ما هو حجم النجوم؟ مرة أخرى ، قدمت الأستاذة روبرتا همفريز من جامعة مينيسوتا الإجابة.
مقارنة الحجم بين Sun و VY Canis Majoris ، والتي حملت ذات مرة لقب أكبر نجم معروف في الكون. حقوق الصورة: Wikipedia Commons / Oona Räisänen
كما أوضحت عند الاتصال بهم ، أكبر النجوم في الكون هم الأروع. لذلك على الرغم من أن إيتا كارينا هو أكثر النجوم التي نعرفها لمعانًا ، إلا أنه شديد الحرارة - 25000 كلفن - وبالتالي لا يتجاوز حجم نصف قطره الشمسي 250. على النقيض من ذلك ، ستكون النجوم الأكبر عملاقة رائعة. مثال على ذلك ، VY Canis Majoris يبلغ 3500 كلفن فقط ، والنجم الكبير حقًا سيكون أكثر برودة.
عند 3000 كلفن ، يقدر همفريز أن العملاق الرائع سيكون بحجم 2600 ضعف حجم الشمس. هذا أقل من التقديرات العليا لـ NML Cygni ، ولكنه أعلى من متوسط التقديرات لكل من UY Scutii و UY Scutii. ومن ثم ، فإن هذا هو الحد الأعلى للنجم (على الأقل من الناحية النظرية وعلى أساس جميع المعلومات التي لدينا حتى الآن).
ولكن بينما نواصل النظر إلى الكون باستخدام جميع أدواتنا ، واستكشافه عن قرب من خلال المركبات الفضائية الآلية والبعثات المأهولة ، فنحن على يقين من أننا سنجد أشياء جديدة ومثيرة ستربكنا أكثر!
وتأكد من إطلاعك على هذه الرسوم المتحركة الرائعة التي تُظهر حجم الأجسام المختلفة في الفضاء ، بدءًا من الكواكب الصغيرة في نظامنا الشمسي وصولاً أخيرًا إلى UY Scuti. يتمتع!
لقد كتبنا العديد من المقالات حول النجوم لـ Universe Today. ها هي الشمس ، ما هو ألمع نجم في السماء الماضي والمستقبل؟ ، و ما هو أصغر نجم؟
هل تريد معرفة المزيد عن ولادة وموت النجوم؟ قمنا بعمل بودكاست من جزأين في يلقي علم الفلك . هذا الجزء 1 ، من أين تأتي النجوم ، وإليكم الجزء الثاني ، كيف تموت النجوم .
بودكاست (صوتي): تحميل (المدة: 3:26 - 3.1 ميجا بايت)
الإشتراك: آبل بودكاست | RSS
بودكاست (فيديو): تحميل (62.9 ميجابايت)
الإشتراك: آبل بودكاست | RSS
