التتابع الرئيسى للنجوم

 

التتابع الرئيسى للنجوم

إن معظم النجوم فى السماء ( التتابع الرئيسى ) ومنها الشمس وهذه النجوم تقاوم العوامل التى تؤدى إلى تقلصها عن طريق استهلاك وقودها من الهيدروجين فى داخلها والعامل الحرج الذى يمكن أن يفرق بين النجوم المختلفة فى خط التتابع الرئيسى هو الكتلة فبعض النجوم مثل ( الشعرى اليمانية ) وهو من النجوم الباهرة فى السماء يعادل ( 2.2 ) من كتلة الشمس وهو أشد حرارة وضوءا من الشمس فيعادل لمعانه ( 21 مرة ) لمعان الشمس

إن سطوع النجم فى خط التتابع الرئيسى يعتمد على كتلته ففى نجم هائل مثل ( الشعرى اليمانية ) نجد أن قلبه يتحمل ثقل غلافه الخارجى عن طريق الاحتفاظ بضغط شديد ينتج عن الحرارة المستعرة فى باطنه فإن النجم يحتفظ بطاقة حرارية أكثر من التى تتسرب فى الفضاء ومن ثم يضىء بشكل باهر وعلى الفرن الذرى داخل النجم أن يتأجج حتى يتمكن من تعويض الطاقة المتسربة إلى الفضاء ويكون فى باطن النجم مجموعة من التفاعلات النووية فائقة السرعة .

أما فى نجوم التتابع الرئيسى الأقل كتلة فإن باطنها يكون أقل حرارة حيث أن ثقل الغلاف الخارجى أقل عبئا ومن ثم يكون الضغط أقل والحرارة أكثر انخفاضا وتكون التفاعلات النووية أشد بطءا والطاقة الحرارية المتسربة للفضاء أقل فالنجم يشع كمية أقل من الضوء .

فالنجوم توجد على خط التتابع الرئيسى طالما تكون قادرة على استهلاك وقودها من الهيدروجين فى باطنها ومع تحويل الهيدروجين فى داخل النجم إلى هليوم فى المناطق المركزية فسينفذ الوقود الهيدروجينى من داخل النجم ويختلف ما يحدث للنجم فالنجوم ذات الكتلة الضخمة والتى تتميز بالتفاعلات النووية السريعة سينتهى وقودها الهيدروجينى بأسرع من نجوم أخرى كتلتها أقل فالشمس ستبقى فى خط التتابع الرئيسى لمدة ( 5000 مليون سنة ) أى ( 5 بلايين سنة ) أما نجم

( الشعرى اليمانية ) الأضخم من الشمس فسيغادر خط التتابع الرئيسى إلى مرحلة أخرى بعد

( 1.5 بليون سنة ) والله أعلم .

وقصة حياة نجوم السماء منذ ميلادها وحتى وفاتها من أغرب القصص فى الكون وتتجاوز كل تصور بشرى وقد اتضح لعلماء الفلك أنه بعد ميلاد النجم يتحرك إلى خط ( التتابع الرئيسى ) ويبقى هناك لفترة من الزمن ( ملايين السنين ) كنجم شاب مستقر .

وبعد أن يستنفد ما به من وقود يترك خط التتابع الرئيسى ليصبح عملاقا آخر ثم يتحول إلى قزم أبيض بعد أن يمر بعدة مراحل تطور أخرى ثم يموت .

 

التتابع الرئيسى وحقل النجوم :

إن معظم النجوم فى السماء يطلق عليها ( التتابع الرئيسى ) ومنها الشمس وهذه النجوم تقاوم العوامل التى تؤدى إلى تقلصها عن طريق استهلاك وقودها من الهيدروجين فى داخلها والعامل الحرج الذى يمكن أن يفرق بين النجوم المختلفة فى خط التتابع الرئيسى ( الكتلة ) فبعض النجوم مثل

( الشعرى اليمانية ) ويعد من النجوم الباهرة فى السماء ويعادل ( 2.2 ) قد تحتله الشمس وهو أشد حرارة وضوءا من الشمس ولمعانه ( 21 مرة ) قدر لمعان الشمس .

إن سطوع النجم فى خط التتابع الرئيسى يعتمد على كتلته ففى نجم ضخم ( كالشعرى اليمانية ) نجد أن قلبه يتحمل ثقل غلافه الخارجى عن طريق الاحتفاظ بضغط شديد ينتج عنه الحرارة المستمرة فى باطنه فإن النجم يحتفظ بطاقة حرارية أكثر من التى تتسرب إلى الفضاء ولهذا فإنه يطفىء بشكل باهر وعلى الفرن الذرى داخل النجم أن يتأجج حتى يتمكن من تعويض الطاقة المتسربة إلى الفضاء ويكون فى باطن النجم مجموعة من التفاعلات النووية فائقة السرعة .

أما فى نجوم التتابع الرئيسى الأقل كتلة فإن باطنها يكون أقل حرارة حيث إن ثقل الغلاف الخارجى المطلوب الاحتفاظ به أقل عبئا ومن ثم فالضغط أقل والحرارة أكثر انخفاضا وتكون التفاعلات النووية أكثر بطئا أو الطاقة الحرارية المتسربة للفضاء أقل فالنجم يشع كمية أقل من الضوء .

وهذا التصور لنجوم التتابع الرئيسى المختلفة فى الكتلة ودرجة اللمعان والحرارة لايبين بشكل واضح القصة الكاملة لتطور النجوم منذ الميلاد وحتى الموت .

فالنجوم توجد على خط التتابع الرئيسى طالما تكون قادرة على استهلاك وقودها من الهيدروجين فى باطنها ومع تحول الهيدروجين فى داخل النجم إلى هليوم فى المناطق المركزية فسينتهى بنفاد الوقود الهيدروجينى من داخل النجم وهنا يختلف ما يحدث للنجوم فالنجوم ذات الكتلة الضخمة والتى تتميز بالتفاعلات النووية السريعة سينتهى وقودها الهيدروجينى بأسرع من نجوم أخرى كتلتها أقل فالشمس ستبقى فى خط التتابع الرئيسى لمدة ( 5 بلايين سنة ) أما نجم ( الشعرى اليمانية ) وهو نجم أضخم من الشمس حوالى مرتين ونصف فسيغادر خط التتابع الرئيسى إلى مرحلة أخرى بعد

( 1.5 بليون سنة ) .

 

شكل ( هر ) :

وكان أول من لاحظ الفرق بين اللمعان ودرجة الحرارة الفلكى الدانمركى ( هيراتسبرانج ) والفلكى الأمريكى ( رسل ) وقد قام ( رسل ) فى عام ( 1913 ) بترتيب كل النجوم المعروفة فى شكل بيانى خاص فوضع كل نجم على بعد معين من طرف صفحة بناء على درجة حرارته والنوع الطيفى وعلى ارتفاع معين من طرف الصفحة حسب قدره المطلق .

وحيث أن اللمعان الحقيقى يعتمد على كل من درجة الحرارة والحجم فإن إدراج النجوم على شكل يمثل فيه اللمعان الحقيقى المحورى العمودى والنوع الطيفى المحورى الأفقى يعطينا فكرة عن أحجام النجوم فإذا تساوت درجتا حرارة نجمين فى النوع الطيفى واختلف حجماهما كان النجم الأصغر موجودا فى الشكل إلى الأسفل من النجم الأكبر لما للأول من مساحة مسطح صغيرة نسبيا وبالتالى فإن لمعانه منخفض عن الآخر وبنفس الطريقة نجد أنه إذا تساوى لمعان نجمين واختلف نوعاهما الطيفيان فإن النجم الأكبر يكون الأبرد .

وقد دهش ( رسل ) عندما وجد أن آلافا عديدة من النجوم التى حددها على الشكل وقعت ضمن خط صغير ( التتابع الرئيسى ) وإذا بدراسة آلاف النجوم تعطينا نقاطا منظمة مرتبة وإذا بالفوضى فى الرصد تعطينا فى جمهرة النجوم تنظيما واتضح أن الشمس عضو فى هذه المجموعة وتقع فى النصف الأسفل من التتابع الرئيسى .

ويتضح من شكل ( هر ) أن معظم النجوم تقع فى الشكل على شريط يمتد من أعلى الركن الأيسر حيث توجد أكثر النجوم سخونة وأشدها لمعانا حتى أسفل الركن الأيمن حيث تقع أبرد النجوم وأخفتها ضوءا وهذا هو شريط التتابع الرئيسى ويشمل معظم النجوم .

 

النجوم كرنفال ألوان :

هناك بعض النجوم التى لا يناسبها التتابع الرئيسى ومن هذه النجوم نوع بارد ولمعانه كبير وبالتالى فلا بد من وضع تلك النجوم فى الركن الأيمن الأعلى من الشكل ( هر ) وهذه هى النجوم فوق العمالقة وتحتها مباشرة توجد العمالقة وإلى أسفل فى الركن الأيسر توجد مجموعة من النجوم أقل لمعانا ولها درجات عالية نسبيا وحجمها صغير للغاية ولونها يميل إلى الأبيض ( الأقزام البيض ) وهى نجوم متقلصة لأن التفاعلات النووية التى تتم فى قلوبها قد توقفت أو كادت ولم يعد فيها من الطاقة ما يقاوم سحق الجاذبية إنها نجوم فى مرحلة الاحتضار وتعانى من سكرات الموت .

فإذا ما قارنا نجوم التتابع الرئيسى بالعمالقة والأقزام البيض لوجدنا أنه يوجد حوالى ( 100 نجم ) على خط التتابع الرئيسى فى مقابل كل قزم أبيض وربما نحو ( 10000 نجم ) على التتابع الرئيسى فى مقابل كل عملاق من النجوم .

وهناك نوع آخر من النجوم الباردة لا يظهر فى شكل ( هر ) وهى النجوم تحت الحمراء وقد وجد العلماء أن هذه النجوم تشع فى النطاق تحت الأحمر من الطيف الذى لا يمكن رؤيته بالعين البشرية

وأن لون النجم ينبىء عن درجة حرارة سطحه المشع فأكثرها حرارة هى النجوم الزرقاء والبيضاء المائلة للزرقة ثم النجوم البيضاء الخالصة أما النجوم البيضاء والمائلة للصفرة فأقل حرارة من الأنواع السابقة وتليها فى درجة الحرارة النجوم برتقالية اللون ثم تأتى فى النهاية النجوم الحمراء التى تعد أقل النجوم جميعا حرارة وكل درجات الحرارة تتعلق بأسطح النجوم أما بواطنها فتصل درجات الحرارة فيها إلى ملايين الدرجات وهى أفران كونية لافحة .