الى أي مدى يمكن ان يصل حجم أكبر نجم؟

اذا كنت في مكان مفتوح والجو صافيا ونظرت الى السماء فانك سوف تندهش من العدد الكبير للنقاط اللامعة في السماء والتي هي عبارة عن نجوم تبعد عنا مليارات المليارات من الاميال نحن على كوكب الارض نعيش على بعد مسافة مثالية من الشمس، ذلك النجم الذي يعتبر اكبر من الارض باكثر من مليون مرة حيث يمكن لـ 1,3 مليون أرض أن توضع داخل الشمس, و مع هذا الحجم الهائل والذي يصعب علينا أن نستوعبه إلا أن الشمس تبدو كشئ صغير مقارنة بالنجوم الاكبر منها ،هي بالطبع ليست الأصغر ولكنها بعيدة كل البعد عن النجوم العملاقة.
وهذا يدفعنا للتساؤل عن مدى كبر الحجم الذي يمكن لنجم ان يصل اليه نجم؟
قام العلماء باستخدام كتلة الشمس لقياس كتلة النجوم الاكبر منها و افترضوا ان اكبر كتلة يمكن لنجم ان يصل اليها هي 300 كتلة شمسية ويعتبر اكبر نجم تم تسجيله حتى الان هو R136A1 و كتلته تعادل 265 كتلة شمسية ويعادل ذلك 27000 مرة ضعف حجم الشمس

نبذة مختصرة عن تكون النجوم

عند ولادة اي نجم فان هناك قوتان رئيسيتان في تلك العملية الاولى هي قوة شد الجاذبية نتيجة سحابة الغاز والتي ينتج عنها في النهاية نجم أولى والقوة الثانية هي قوة ضغط الاشعاع الكهرومغناطيسي والتي تدفع في الإتجاه المعاكس وتلك القوتان متوازنتان مما تجعلان حجم النجم ثابت.

حلقة تكون النجم من سحابة الغاز إلي قرص إلي نجم

وقد كانت تلك النظرية قائمة للعديد من السنوات وهي ان النجم لن يكون قادرا على النمو لاكبر من 20 كتلة شمسية قبل ان تقوم قوة الاشعاع التي تدفع للخارج بتشتيت او تفجير سحابة الغاز والتي هي المادة الاولية لتكون النجم, ولكن ارتبك العلماء عندما لاحظوا نجوم كتلتها تعادل 120 كتلة شمسية.

ولم يكن ذلك منطقيا نظرا لما فهموه عن التوازن بين القوتين عند تشكل النجم . لكن هناك تفسير اخر وهو عن طريق ملاحظة النجوم الاخرى واجراء محاكاة على الكمبيوتر اكتشف العلماء ان العلاقة بين الشد والدفع غير متساوية على كل سطح النجم .
فقد وجدوا أن هناك مناطق على سطح النجم يتم سحب سحابة الغاز لينمو النجم ويتوسع ، بينما تعمل مناطق اخرى على سطح النجم كصمامات تسريب تقوم بطرد كميات هائلة من الاشعاع الكهرومغناطيسي وبشكل اساسي فان عملية تكون النجوم ذات الكتلة المنخفضة لها اضا القدرة على تشكل النجوم ذات الكتلة العالية.
وفي بعض الحالات يعتقد العلماء ان النجوم الصغيرة تتشكل بالقرب من النجوم الكبيرة ويتم دمجهما معا مما يؤدي الى تسريع عملية النمو النجمي.
والان وقد اخذنا فكرة عن كيفية ولادة النجوم العملاقة وطريقة صمودها في مرحلة النمو فقد حان الوقت لنتعرف على الاحجام التي نتعامل معها.

المقارنة بين الشمس وبين النجوم الاخرى

كما ذكرنا ان كتلة الشمس تعادل 1 كتلة شمسية كنقطة اساسية لقياس كتلة النجوم الاخرى النجوم القزمة البنية والحمراء موجودة بالفعل لكن اهتمامنا هنا بالنجوم العملاقة
شمسنا التي تبلغ كتلتها 1 كتلة شمسية يبلغ قطرها 432,450 ميل وحجم يعادل 1.412×10¹⁸متر مكعب

نجوم التسلسل الرئيسي

ان اغلبية النجوم في مجرتنا وفي باقي الكون لديها تسلسل رئيسي مما يعني انها وصلت لحالة من التوازن الساكن بين قوة الاشعاع الدافعة للخارج وبين قوة الجاذبية التي تسحب للداخل, تقوم النجوم بتحويل الهيدروجين الى هيليوم و ينتج عن ذلك اطلاق كميات هائلة من الطاقة, ان الحد الادنى لنجوم التسلسل الرئيسي يكون حوالى 8 كتلة شمسية والحد الاعلى يمكن ان يصل الى 100 كتلة شمسية ، وتبقى النجوم عادة في مرحلة التسلسل الرئيسي حوالى 5 مليار سنة, و كلما كبر النجم كلما اصبح اسخن واشد سطوع.
وشمسنا تقع في منتصف ذلك التسلسل الرئيسي مع العديد من النجوم الاكبر والاصغر وهي مستقرة, و يتضمن التسلسل الرئيسي الاقزام الصفراء و الأقزام الحمراء و الأقزام الزرقاء, و من النجوم الشهيرة التي تنتمي لذلك التسلسل النسر الواقع "vega" ، الشعري اليمانية "sirius a" الفا سينتورى "alpha centauri" المرزم "bellatrix".

نجوم ما فوق التسلسل الرئيسي

ما ان ينتهي النجم من التسلسل الرئيسي فانه يصبح نجم احمر عملاق او اصفر عملاق او برتقالي عملاق
ما ان تتوقف عملية تحول الهيدروجين الى هيليوم فان قشرة الهيدروجين حول نواة النجم تشتعل فجأة وتزيد حجم النجم بطريقة مذهلة فيصبح اكبر من حجمه خلال التسلسل الرئيسي ب 100 مرة وعندها
لا يحدث تحول الهيدروجين الى هيليوم وتتوقف عملية الانصهار .لكن هذه النجوم سوف تاخذ مئات المليارات من السنين لكي تصل درجة حرارتها في النهاية الى درجة حرارة الكون, و من النجوم الشهيرة التي تنتمى لهذه المجموعة الدبران "Aldebaran" ، السماك الرامح "arcturus" , وهما عملاقان احمران ، وراس التوأم المؤخر "pollux" و هو عملاق برتقالي.

تقريب لحجم الشمس بالنسبة لنجم السماك الرامح

نجوم ضخمة الكتلة super-giants stars

تلك النجوم قصتها مختلفة نوعا ما فهي تبدا بحجم وكتلة اكبر من كتلة الشمس بعشرات المرات ونظرا لذلك الحجم الهائل فانها تستهلك وقودها بسرعة كبيرة ولهذا السبب فهي تعيش سريعا وتموت صغيرة
وتتنوع اشكال ودرجات حرارة هذه النجوم فمنها الازرق والاحمر والاصفر والابيض.

بداية من الازرق والذي تعادل كتلته 20 مرة ضعف كتلة الشمس ودرجة حرارته التي تتراوح ما بين 20000 الى 50000 كلفن نزولا الى الاصفر النادر وتكون كتلته اقل من كتلة الشمس لكنه اشد سطوعا ودرجة حرارته تعادل 4000 الى 7000 كلفن.
ومن اشهر هذه النجوم "Rigle" رجل الجبار وهو عملاق ضخم ازرق و "Antares a" انتاريس اي و"Mucephei" الراقص ، وهما عمالقة ضخمة حمراء, وعندما تصل تلك النجوم العملاقة الضخمة الى نهاية حياتها فانها تتحول الى سوبر نوفا وتترك خلفها ثقوبا سوداء.

مقارنة حجم نجم السماك الرامح و نجم الدبران مع العملاق الأحمر أنتاريس أي

نجوم عملاقة فائقة الكتلة hypergiants

تلك النجوم تعتبر ملوك الكون النجمي وعلى الرغم من ان وجودها كان نظريا فقط الا ان اكتشاف تلك الوحوش في السنوات الاخيرة قد ارعب الفلكيين وعل الرغم من ذلك الا ان حياتها صغيرة في حين ان النجوم القزمة الحمراء تستمر نظريا بالإحتراق مليارات السنين بينما النجوم فائقة الكتلة تنفجر بصورة دراماتيكية خلال ملايين السنين وتلك المدة عبارة عن طرفة عين بالنسبة للمصطلحات الكونية.
ومع شدة اللمعان والسطوع التي تبلغ 4 مليون مرة المع من الشمس وحجمها الهائل الذي يعادل 130 الى 315 كتلة شمسية فهي بذلك تعتبر اكبر النجوم التي تم اكتشافها و يشك العلماء في وجود اي شئ اكبر منها في الكون .
ومن هذه النجوم الشهيرة بيستول عملاق أزرق "Pistol" و في واى الكلب الاكبر "VY Canis MaJoris" و هو عملاق احمر فائق الكتلة وقديما اعتبر كاكبر نجم تم اكتشافه.

واخيرا نصل الى اكبر نجم عملاق فائق الكتلة تم اكتشافه حتى الان R136A1 اضخم نجم عملاق فائق الكتلة في الكون يقع ذلك النجم في سديم العنكبوت في سحابة ماجلان الكبرى ، واستمر لمعانه لمدة 1,7 مليون سنة وقد خضع بالفعل لخسارة كبيرة في كتلته بسبب الرياح النجمية .
في حين ان كتلته الحالية تعادل 265 كتلة شمسية ويقترح العلماء ان بداية النجم كانت كتلته مابين 315 الى 325 كتلة شمسية في بداية تألقه وبهذا فانه يعتبر اكبر نجم تم اكتشافه ولا يعلم العلماء ما يمكن ان يكتشفوه فيما بعد.