الوحدة الثانية/ الدرس الأول: ماهية النجوم

ابنائي و بناتي
اتطلع أن اراكم نجوم تتلألأ في سماء النجاح والتفوق وأن يستنير الوطن بكم و ان تزهوو تزدهروا و تنهلوا من العلم و المعرفة ما استطعتم، نعم انكم تستطيعون، وأن تكونوا على قدر كافي من المسؤولية في حياتكم العلمية و العملية.



*** تعريف النجم
جِرمٌ سماويّ كرويّ يتكوّن من غاز ساخن متأين، يغلب على مكوناته نوى عناصر الهيدروجين والهيليوم، ونسب قليلة من عناصر أخرى، مثل: الكربون، والنتروجين، والأكسجين، والحديد، وهو يصدر طاقة حرارية وضوئية. وأنه جسم كروي من البلازما، ضخم و لامع ( اللمعان يكون من خلال تفاعلات الإندماج النووي حيث أن الشمس النجم الذي يزود الأرض بالضوء كما انه متماسك بفعل الجاذبية. تدور النجوم حول نفسها. و للنجوم اسماء عدة منها (الشمس ،  سهيل، حارس السماء، الشهري اليمانية ، الثريا ).


** هناك مليارات من مليارات النجوم في جميع أنحاء مجرتنا، وأكثر من ذلك بكثير في مليارات المجرات في الكون. و ما يزيد عن ( 200 ) مليار نجم.

*** صفات النجوم
تعرّف العلماء على صفات النجوم من خلال تحليل أطياف الأشعة المنبعثة منها. كما انها تتفاوت في الصفات ( الخصائص ) مثل:  الحجم، والكتلة واللون ودرجات الحرارة السطح و السطوع .إضافة الى العمر، التركيب الكيميائي، الحركة، الحقل المغنطيسي، المعدن.


مصدر الطاقة في النجوم

تنبعث الطاقة من النجوم بفعل تفاعلات الاندماج النووي التي تحدث في قلب النجم.

الاندماجات نووية: اندماجات تحدث في قلب النجم؛ إذ تتحد النوى الخفيفة لنظائر الهيدروجين (الديتيريوم H2 )1 (الهيدروجين الثقيل هو الذرة التي تحتوي نواتها على بروتون واحد ونيوترون واحد  (والتريتيوم (1H3 )لإنتاج نواة أثقل، هي نواة الهيليوم. ونظراً إلى فرق الكتلة بين المواد المتفاعلة والمادة الناتجة من التفاعل؛ تنتج كميّات كبيرة من الطاقة. ( تفاعل نووي تطبيقي بحيث انها عملية تجتمع فيها نواتان ذريتان لتكوين نواة واحدة اثقل.

الاندماج النووي:  عبارة عن اندماج نواتين أو أكثر لعناصر خفيفة لتكوين نواة عنصر ثقيل بحيث تكون الكتلة الناتجة أقل من كتلة الأنوية المندمجة . تفعال كيميائي للمعاكس يحدث بشكل طبيعي ( تصادم بين ديتيريوم و تريتيوم ) . تفاعل حراري نووي و تركيب نووييحدث تغيير تركيبي على فترات زمنية طويلة ، وانه نفاعل يغذي الشمس و باقي النجوم و يمدهم بالحرارة و الضوء.
الطول الموجي: ما يعرف بظاهرة دوبلر تغييرات ظاهرية تطرأ على ترددات او الاطوال الموجية ، حيث تفسر وجود نجم متحرك، يبتعد تدريجي عن ألرض يصدر عنه ضوء لونه ازرق و يتوجه الى اللون الأحمر للطيف، تحدث نتيجة الإطالة النسبية للطول الموجي للشعاع القادم نحو الأرض و من خلال الموجات الكهرومغناطيسية التي تنتقل بواسطة سرعة الضوء حيث ان الضوء نفسه عبارة عن موجات كهرومغناطيسية( طاقة مشعة و هو شكل من اشكال الطاقة ).
** سطوع النجوم:
صفتان تحددان السطوع: اللمعان، والحجم.
1) اللمعان هو مقدار الضوء الذي يشعه النجم، يحدد حجم النجم ودرجة حرارة سطحه لمعانه.
2) الحجم الظاهر للنجم هو سطوعه المتصوَّر، مع مراعاة الحجم والمسافة، في حين أن الحجم المطلق هو السطوع الحقيقي بغض النظر عن بعده عن الأرض.
سطوع النجم: كميّة الطاقة التي يشعها النجم فعلياً في الثانية الواحدة. يعتمد سطوع أيّ نجمٍ على عاملين، هما: درجة حرارة سطح النجم، وحجمه، ويتناسب السطوع مع كليهما طردياً.
** اللون
يعتمد لون النجم على درجة حرارة سطحه، تميل النجوم الأكثر برودة إلى اللون الأحمر، بينما تتمتع النجوم الأكثر سخونة بمظهر أكثر قتامة. النجوم في منتصف النطاقات بيضاء أو صفراء، مثل شمسنا، تكون درجة حرارتها متوسطة ، كما  يمكن للنجوم مزج الألوان، مثل النجوم ذات اللون الأحمر البرتقالي تمثل اقل النجوم درجة حرارة أو النجوم الزرقاء البيضاء و اكثرها سخونة و سطوع .
** درجة حرارة السطح
يقيس علماء الفلك درجة حرارة النجم على مقياس كلفن، درجة الصفر على مقياس كلفن مطلقة نظريًا وتساوي -273.15 درجة مئوية. تبلغ أروع النجوم وأكثرها احمرارًا ما يقرب من 2500 كلفن، بينما تصل درجات الحرارة الأكثر حرارة إلى 50000 كلفن. شمسنا تبلغ حوالي 5500 ك.
**الحجم
يقيس علماء الفلك حجم نجم معين من حيث نصف قطر شمسنا، وبالتالي، فإن النجم الذي يقيس 1 نصف قطر شمسي سيكون بنفس حجم شمسنا. فبعضها كبير الحجم و متوسط الحجم و كلما زاد حجم النجم و درجة الحرارة زاد مقدار السطوع ( علاقة طردية ).

** الكتلة
يتم قياس كتلة النجم أيضًا من حيث شمسنا، بواحد يساوي حجم شمسنا، فعلى سبيل المثال، ريجل، أكبر بكثير من شمسنا ، لديه كتلة من 3.5 كتلة شمسية. و لا يكون لنجمين من نفس الحجم بالضرورة نفس الكتلة، حيث يمكن أن تختلف النجوم بدرجة كبيرة في الكثافة.