كيف يقوم العلماء بتحديد عمر النجوم

عندما ننظر إلي السماء فإننا نري تلك النجوم الساحرة التي تزين كوننا, ولكن هل تساءلت يوما عن عمر تلك النجوم أو هل يمكن تحديد عمر النجوم و كيف يتم ذلك.
لحسن الحظ فإن العلماء قاموا بتطوير عدة طرق لتقدير عمر النجوم مما يعطينا صورة أوضح عن تاريخ الكون

أسرار تكتلات النجوم

هناك بعض الصعوبات المختلفة عند تقدير عمر النجم و لكن التقديرات العامة تصبح أسهل عندما يكون النجم في مجموعة, و عادة ما تتكون تلك التجمعات النجمية في نفس الوقت تقريبا ولكن ليس بالضرورة أن تكون لها نفس الخصائص.
و لذلك إذا تم تحديد حجم و لمعان مجموعة من النجوم في تكتل واحد مع العلم أنها تشكلت كلها في نفس الوقت تقريبا فيمكن أن يكون من السهل تحديد عمرهم بشكل عام.

تقضي معظم النجوم حوالي 90% من حياتها في مرحلة التسلسل الرئيسي حيث تقوم بإستمرار بضخ الطاقة و الإشعاع نتيجة إحتراق الوقود داخلها.
إن معظم النجوم العملاقة هي زرقاء ساكنه و لامعة بشكل هائل بينما أقل النجوم كتلة هي حمراء ساخنة و خافته نسبيا.

عندما يتكون النجم فإن لمعانه و درجة حرارته لا تتغير كثيرا خلال مرحلة التسلسل الرئيسي و طول مرحلة التسلسل الرئيسي يعتمد بشكل مباشر علي كتلة النجم لأنه بمجرد إستهلاك الوقود الداخلي لنواة النجم فإنه يدخل في مرحلة أقل إستقرارا حيث يتوسع أو يتمدد النجم وينهار مكونا ثقبا أسود أو حتي يتحول إلي مستعر أعظم.

إن الصلة بين الكتلة و اللمعان و العمر تعني أنه يمكن لتكتلات النجوم أن تخبرنا قصصا كثيرة, مثلا يمكنك النظر إلي أسخن و أضخم و أكثر نجم زرقة في تكتل نجمي و الذي لم يغادر بعد مرحلة التسلسل الرئيسي و حساب مدي لمعانه و سخونته بالتحديد.

فكتلة النجم تخبرنا كم يحتوي النجم علي وقود بينما لمعانه يخبرنا مدي سرعة إحتراق لذلك الوقود ولهذا فإنه من المحتمل حساب عمر النجم بالتقريب و بالتالي حساب عمر النجوم الأخري في التكتل النجمي, اليوم يعتقد العلماء أن لديهم هامش خطأ من 10% إلي 20% لتقدير عمر النجوم

ماذا عن النجوم المنفردة:

في حين أن تقدير عمر النجوم في التكتلات النجمية يعد أمرا سهلا إلا أن الأمور تختلف قليلا في حالة النجوم الوحيدة أو المنفردة بسبب عدم وجود حالة مرجعية عن مدي لمعانه إلا أن دورانهم يمكن أن يكون مفيدا جدا في هذا السياق خصوصا منذ أن بدأ تلسكوب كبلر الفضائي في إمعان النظر في خبايا الفضاء للبحث عن إجابات.
و قبل تلسكوب كبلر لم تتمكن التلسكوبات الأرضية من النظر مباشرة إلي النجوم التي تكون اعمارها أكبر من نصف مليار سنه بسبب تشويش الغلاف الجوي.

إن عدسات تلسكوب كبلر القوية بشكل لا يمكن تصديقه قادرة علي النظر مباشرة إلي النجوم البعيدة حيث يمكنها تحديد بقع النجوم و هي عبارة عن رقعة سوداء علي السطح, هناك صلة مباشرة بين الكتلة و معدل الدوران و عمر النجم لذلك إذا كنت تعرف الكتلة و معدل الدوران فمن الممكن تحديد عمر النجم.

إن السرعة التي تظهر بها بقع النجوم مجددا علي سطح النجم التي لاحظها تلسكوب كبلر يمكنها أن تخبرنا عن مدي سرعة دوران النجم.
إنخفاض لمعان النجم الذي تحدثه تلك البقع يكون من الصعب جدا تحديده لأنها لا تقوم بتخفيض سوي 1 أو 2 % من الضوء الصادر من النجم, لكن يمكن لتلسكوب كبلر التعامل مع هذا.

تميل النجوم إلي التباطؤ عندما تتقدم في العمر لكن العلماء غير متأكدين من كم التباطؤ.
ويكمن التحدي الذي يواجه العلماء في تقدير عمر النجم في التكتل النجمي هو مشابه في تقدير عمر نجم وحيد فبدون مرجع يرجع إليه العلماء لتقدير عمر النجم فسيكون من الصعب عليهم أن يقوموا بتقدير ذلك العمر لذلك فإن العلماء يقوموا بقياس دوران النجم في التكتل النجمي و من ثم مقارنة مع قياسات معدل دوران نجم وحيد يكون حجمه مشابه لحجم النجم الأول و بالتالي تقدير عمرة.

و الهدف من تقدير و حساب عمر النجوم هو البحث عن نجوم مشابهة للشمس و بالتالي و جود كواكب شبيهة بالأرض تدور حولها.