نجوم لها دورة حياة تمتد من بضعة ملايين إلى تريليونات السنين. يولدون ويخضعون للتغيرات مع مرور الوقت ويواجهون نهايتهم أخيرًا عندما ينفد الوقود ليصبحوا أجسامًا باقية كثيفة للغاية. يمكن أن يكون النجم المحترق أ قزم ابيض أو النجم النيوتروني أو الثقب الأسود اعتمادا على الكتلة الأصلية للنجم.
حياة أ ★ يبدأ بشكل كبير الغيوم بين النجوم من الغاز والغبار في Galaxy مع تكتل الغازات بسبب انخفاض درجة الحرارة إلى جيوب عالية الكثافة. تجمع الكتل تدريجيًا المزيد والمزيد من المادة وتنمو. وفي مرحلة ما، تنهار الكتل بسبب زيادة قوة الجاذبية. يؤدي الاحتكاك أثناء الانهيار إلى تسخين المادة ويولد نجم صغير. هذا هو مرحلة النجم البدائي في دورة حياة النجوم.
يستمر الانهيار تحت الجاذبية أكثر. ونتيجة لذلك، تستمر درجة الحرارة والضغط في التزايد في القلب. بعد ملايين السنين، تصبح درجة الحرارة والضغط في قلب النجم الأولي مرتفعين بما يكفي للسماح لنواة الهيدروجين بالاندماج. يُطلق الاندماج النووي كمية هائلة من الطاقة التي تعمل على تسخين المادة بدرجة كافية لمنع المزيد من الانهيار تحت تأثير الجاذبية. هذه المرحلة التي يحدث فيها الاندماج النووي بشكل مستقر (وتقوم الطاقة المتحررة بتسخين المادة بدرجة كافية لمنع انهيار الجاذبية) هي المرحلة الرئيسية وأطول مرحلة في حياة النجم. تسمى النجوم في هذه المرحلة "نجوم التسلسل الرئيسي" وتسمى المرحلة "مرحلة التسلسل الرئيسي". الهيدروجين هو الوقود الرئيسي للنجم. يعتمد معدل استهلاك الوقود على كتلة النجم. سوف يستهلك النجم الضخم الوقود بمعدل أعلى ليطلق طاقة كافية لمنع انهياره تحت تأثير الجاذبية.
عندما ينفد الوقود، يتوقف الاندماج النووي ولا توجد طاقة لتسخين المواد لموازنة قوة الجاذبية، وينهار القلب تحت تأثير الجاذبية، تاركًا وراءه بقايا مدمجة. هذه نهاية النجم ويتحول النجم الميت إما إلى قزم أبيض أو نجم نيوتروني أو الثقب الأسود اعتمادا على كتلة النجم الأصلي.
عندما تكون كتلة النجم الأصلي أقل من 8 أضعاف كتلة الشمس (<8 M⦿)، فيصبح قزم ابيض. ويتحول النجم الميت إلى نجم نيوتروني، عندما تتراوح كتلة النجم الأصلي بين 8 إلى 20 كتلة شمسية (8 مليون كتلة شمسية).⦿ < م < 20 م⦿) بينما النجوم الأثقل من 20 كتلة شمسية (> 20 م⦿) يصبح الثقوب السوداء عندما ينفد الوقود.
الأقزام البنية (BDs)
نجوم تصل إلى "مرحلة الاندماج النووي" أو "مرحلة التسلسل الرئيسي" في دورة حياتها. ماذا لو كان جسم سماوي يشبه النجم لكنه فشل في الوصول إلى هذه المرحلة؟
تبدأ الأقزام البنية مثل النجم، وتصبح كثيفة بدرجة كافية لتنهار تحت جاذبيتها، لكن قلبها لا يصبح أبدًا كثيفًا وساخنًا بدرجة كافية لبدء الاندماج النووي، وبالتالي لا يصبح نجمًا حقيقيًا أبدًا. هذه الكائنات متشابهة في الميزات مع كل من النجوم و الكواكب.
الأقزام السوداء أصغر من النجوم ولكنها أكبر بكثير من النجوم الكواكب. وبعضها أصغر حجمًا يمكن مقارنتها بالحجم الكواكب. أصغر كوكب معروف هو حوالي سبعة أضعاف حجم كوكب المشتري.
تعتبر الأقزام السوداء مهمة لنموذج تكوين النجوم في السحب بين النجوم من الغازات والغبار. تجري محاولات لتحديد أصغر الأجسام التي تتشكل بطريقة تشبه النجم.
أصغر قزم بني
في الآونة الأخيرة، قام الباحثون بمسح مركز الكتلة النجمية IC 348 الواقعة على بعد حوالي 1,000 سنة ضوئية باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST). واستنادا إلى القياس الضوئي للأجسام، حدد الفريق ثلاثة مرشحين للأقزام السوداء. تبلغ كتلة أحد هذه الكواكب ثلاثة إلى أربعة أضعاف كتلة المشتري، مما يجعله أصغر قزم أسود معروف حتى الآن.
القزم الأسود الذي تبلغ كتلته ثلاثة أضعاف كتلة المشتري سيكون أصغر بـ 300 مرة من الشمس. من الصعب تفسير كيفية تشكل هذا القزم الأسود الصغير بطريقة تشبه النجم، لأن السحابة الصغيرة بين النجوم لا تنهار عادة لتؤدي إلى ظهور قزم أسود بسبب جاذبيتها الضعيفة. وبالتالي، فإن مثل هذا القزم الأسود الصغير يشكل تحديًا أمام النماذج الحالية لتكوين النجوم.
***
المراجع:
- لوهمان ك.ل. وآخرون 2023. مسح JWST للأقزام البنية ذات الكتلة الكوكبية في IC 348. المجلة الفلكية، المجلد 167، العدد 1. نُشرت في 13 ديسمبر 2023. DOI: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad00b7
- يحدد ويب التابع لناسا أصغر قزم بني عائم حر تم النشر في 13 ديسمبر 2023. متاح على https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-identifies-tiniest-free-floating-brown-dwarf/
***
