تعرف على أنواع النجوم وطرق تصنيفها

تعد النجوم أكثر الأجسام الفلكية شهرةً في النظام الشمسي، وتمثل الأساسات لبناء المجرات، وهي المسؤولة عن تصنيع وتوزيع العناصر الثقيلة مثل الكربون والنيتروجين والأكسجين، وترتبط خصائصها ارتباطًا وثيقًا بخصائص أنظمة الكواكب التي قد تتحد حولها، وتعد دراسة ولادتها وحياتها وموتها من الأمور الأساسية في مجال علم الفلك، وقد عرَّفَ العلم الفيزيائي الفلكي النجم على أنه أي جسم ضخم بحجم مناسب يكفي لإشعال اندماج العناصر في قلبه بفعل ضغوط الجاذبية داخل جسمه.^[١][٢]

تصنيف النجوم

تختلف أنواع النجوم وتتعدد في الكون بدءًا من الأجسام البيضاء القزمة حتى الأجسام العملاقة الحمراء، وقد خضع تصنيف النجوم لدراسات من قِبل علماء الكون، إذ تضم مجرتنا وحدها أكثر من 100 مليار نجم، وفيما يلي أبرز الأساسيات والمعايير التي يتم من خلالها تصنيف النجوم:^[٣][٤]

• تم تصنيف النجوم على أساس خطوط الهيدروجين منذ أواخر القرن التاسع عشر، وتعد هذه الخطوط عبارة عن فجوات لقياس طيف الضوء للنجوم، إذ تمتص الغازات الموجودة في الغلاف الجوي أطوال موجات ضوئية معينة، وقد صُنفت النجوم التي تمتلك أكبر خطوط هيدروجين على أنها نجوم A، ويتناقص حجم النجوم وفقًا للحروف الأبجدية.
• تُصنف النجوم على أساس العلاقة القائمة بين كل من؛ درجة الحرارة، والكتلة، واللمعان، وقد قامت الفلكية آني جامب كانون؛ بتكثيف وإعادة ترتيب النظام إلى: O,B,A,F,G,K,M، وقد صنفت الحرف "O" للنجوم الأكثر سخونة، والحرف "M" للنجوم الأبرد.
• تصنف النجوم وِفق نظام MK، إذ تُنسب النجوم إلى رقم يشير إلى مقياس درجة الحرارة، ورقم روماني للإشارة إلى درجة اللمعان، فمثلًا تعد الشمس أحد نجوم التي يُرمز لتصنيفها بالرمز "G2V" أي أنها متواجدة في المجموعة G والتي تضم مجموعة من النجوم تتراوح درجة حرارتها بين 5700 - 4700 درجة مئوية، ويُشير الرقم 2 إلى مقياس فرعي داخل مجموعة G، ويمثل الرقم 0 مقياسًا فرعيًا، والرقم 9 هو الأفضل، كما يُشير V إلى درجة مقياس اللمعان ويمثل I الأكثر سطوعًا.
• تصنف أعمار النجوم وِفقًا لبعض التطورات التي تجعل منه نجمًا تسلسليًا رئيسيًا، إذ ينتج الاندماج النووي في اللب الهيليوم من الهيدروجين، وبالنسبة للنجوم في التسلسل الرئيسي، ترتبط درجات حرارتها ارتباطًا مباشرًا بالسطوع، وعليه فإن النجم الموجود في التسلسل الرئيسي يبقى قادرًا على موازنة القوة الداخلية للجاذبية مع القوة الخارجية للاندماج النووي في قلبه، وكلما زاد حجم النجم، زاد احتراقه لوقود الهيدروجين لمنع انهيار الجاذبية.
• تُصنف أحجام النجوم إلى أقزام وعمالقة وِفق معلومتين وهما؛ اللمعان L ودرجة الحرارة T؛ إذ يُمكن تحديد نصف قُطر النجم R، ويخضع اللمعان لمعادلة ستيفان بولتزمان "L = 4 & pi R2 & Sigma T4"، وبمعرفة اللمعان L ودرجة الحرارة T؛ يتم حساب نصف القطر من خلال المعادلة التالية "R = (L / (4 & pi & sigma T4)) 1/2" وعليها تُعرف أحجام النجوم وتُصنف على أساس هذا المعيار.^[٥]

أنواع النجوم

قد نعتقد أن النجوم جميعها متشابهة عند النظر إليها بعيننا المجردة، فهي في أذهاننا عبارة عن كرات مستديرة كبيرة تحرق الغاز على مدار مليارات السنين الضوئية، لكن في الواقع فإن للنجوم أنواعًا متعددة ومُعقدة، ويتم تصنيفها لأصناف متنوعة وفق الخصائص التي تُميز كلًا منها، وهنالك أنواع كثيرة متباينة ومختلفة من النجوم، بدءًا من الأقزام البنية الصغيرة حتى النجوم العملاقة ذات اللونين الأحمر والأزرق، ومنها ما هو الغريب كالنجوم النيوتروني، وفيما يلي نظرة سريعة على أنواع النجوم:^[٦][٧]

النجوم الأولية

وهي النجوم الأولية التي تتولد قبل تشكل النجم، ويتكون من مجموعة من الغازات المُنهارة من سحابة جزيئية ضخمة، وتبقى هذه النجوم في مرحلة من التطور النجمي لحوالي 100,000 عام، وخلال هذه الفترة الزمنية تؤدي زيادة الجاذبية والضغط إلى انهيار النجوم الأولية؛ أي انهيار الغاز المُشكل لها، ثم تتحول إلى نجوم تسلسل رئيسي عندما يبدأ اندماج الهيدروجين فيها.

نجوم T -Tauri

وهي النجوم المتكونة قبل التسلسل الرئيسي وتتكون بعد المرحلة السابقة أي بعد النجوم الأولية، وترمز هذه النجوم لحياة الشباب وتسمى بنجوم الشباب، وفي هذه المرحلة من التطور النجمي يربط ضغط الجاذبية مكونات النجم معًا ويعد مصدرًا لكل طاقته، حيث إن النجوم لا تملك ضغطًا كافيًا أو درجة حرارة عالية بما يكفي في قلبهم لبدء الاندماج النووي، لكنها تكون بنفس درجة حرارة النجوم ذات التسلسل الرئيسي، كما تكون أكثر إشراقًا لأن حجمها يكون أكبر، ويبقى النجم في مرحلة T - Tauri حوالي 100 مليون سنة قبل أن يتطور إلى شكله التالي.

نجوم النسق الأساسي

وتشكل أكبر نسبة من النجوم في الكون، وتعد الشمس نجمًا من هذا النوع، إضافةً لكوكبي سيريوس وألفا قنطورس، وتختلف هذه النجوم ببعض الخصائص كالكتلة والسطوع، ولكن جميع النجوم تقوم بعمل واحد وهو تحويل الهيدروجين إلى هيليوم في نواتهم، وإطلاق كميات هائلة من الطاقة، وتترتب النجوم في التسلسل الرئيسي اعتمادًا على حجم كتلتها، وقد تنمو نجوم هذا النوع نظريًا إلى أكثر من 100 ضعف كتلة الشمس.

نجوم العملاق الأحمر

تنشأ هذه النجوم عند استهلاك النجم لمخزون الهيدروجين في قلبه، وحينها يتوقف الاندماج ولا يولد النجم ضغطًا خارجيًا لمقاومة الضغط الداخلي الذي يجذبه معًا، وتشعل قشرة الهيدروجين الموجودة حول القلب لاستمرار حياة النجم، ولكنها تتسبب في زيادة حجمه بشكل كبير، كما تدوم النجوم في مرحلة العملاق الأحمر من حياة النجم بضع مئات من ملايين السنين فقط قبل أن تصبح قزمًا أبيض.

النجوم القزمة البيضاء

تعد نجومًا قامت بحرق كل الهيدروجين الذي استخدمته يومًا كوقود نووي، وتنتج عن الانصهار الحاصل في نواة النجم حرارة وضغطًا خارجيًا، كما تشكّل قوة ساحبة كافية في حالة توازن بتأثير الدفع الداخلي للجاذبية الناتجة من كتلة النجم، وعندما ينتهي الهيدروجين المستخدم كوقود، ويتباطأ الانصهار، فإن الجاذبية تتسبب في انهيار النجم على نفسه.^[٨]

النجوم القزمة الحمراء

تنتمي هذه النجوم إلى مجموعة النجوم ذات التسلسل الرئيسي، وهي أكثر النجوم شيوعًا في الكون، وتكون كتلة هذه النجوم قليلة جدًا لدرجة أنها أكثر برودة من النجوم، وتعد الشمس أحدها، كما تستمر نجوم هذه المجموعة في خلط وقود الهيدروجين في جوهرها، لذلك يمكنهم توفير وقودهم لفترة أطول، ولهذا السبب، يقدر علماء الفلك أن الأقزام الحمراء ستحترق لمدة تصل إلى 10 تريليون سنة.

النجوم النيوترونية

تتكون كامل هذه النجوم من النيوترونات، لامتلاكها جاذبية شديدة تسحق الإلكترونات والبروتونات معًا وتشكل النيوترونات، وتتحول هذه النجوم إلى ثقوب سوداء من خلال انفجار المستعر الأعظم إذا زادت كتلتها عن 2.1 مرة من كتلة الشمس، كما تتحد هذه النيوترونات مع المواد الأساسية الموجودة لتكوين مادة نيوترونية متحللة، وتتكون النجوم النيوترونية من مادة نيوترونية متحللة بكثافة تقارب كثافة النوى الذرية.^[٩]

النجوم الخارقة

تعد أكبر النجوم في الكون، وتبلغ كتلتها عشرات أضعاف كتلة الشمس، وتموت هذه النجوم بعد بضعة ملايين من السنين فقط، لأنها تستهلك وقود الهيدروجين بمعدل متسارع، وعندما يموت نجم عملاق فإنه يحدث انفجار سوبرنوفا ويتفكك تمامًا في هذه العملية.