Binary and Multiple Stars: Crash Course Astronomy #34

لدينا نجم واحد

.في النظام الشمسي، وهو الشمس

بالطبع هناك كواكب كثيرة وأقمار ونيازك

.ومذنبات ترافقها وهي تتحرك في الفضاء

لكن لا يوجد نجم آخر

.في نظامنا الشمسي. هناك الشمس فقط

،بناء على هذا

.قد تعتقد أنه كالشمس، النجوم وحيدة أيضًا

.الأمر يبدو كذلك بالتأكيد بالعين المجردة

،لكن عندما تنظر للسماء بالتلسكوب

.تجد أن الأمر ليس كذلك

،نجوم كثيرة في الكون تكون برفقة نجم آخر

.وأحيانًا أكثر من نجم واحد

،مع وجود نجوم كثيرة في السماء

،بعضها تبدو أقرب لبعض بالصدفة

رغم أنها في الفضاء

.”تكون متباعدة جدًا. ندعوها “نجوم مزدوجة

في القرن الثامن عشر، بدأ علماء الفلك

،يدركون أن نجومًا كثيرة تبدو قريبة من بعضها

.كانت حقًا تدور حول مدار بعضها

،ندعوها نجومًا ثنائية

لتمييزها عن النجوم المزدوجة

.التي هي قريبة من بعضها بالصدفة

،رغم أن النسبة غير مؤكدة

،بين ثلث إلى نصف النجوم في الكون

،هي جزء من نظام نجمي ثنائي

.أو نظام متعدد النجوم

،أحد الأنظمة الثنائية ظاهر بالعين المجردة

.ومعروف منذ آلاف الأعوام

لعلكم رأيتموه. النجم الذي يشكل الانحناءة

.في مقبض الدب الأكبر هو في الواقع نجمان

،أحدها يدعى الإزار

.والأخف لمعانًا يدعى السها

إنهما قريبان من بعضهما بما يكفي

،بحيث تحتاج لبصر حاد جدًا لتفريقهما

.وتم استخدامهما لفحص النظر في الماضي

النجوم الثنائية تتشكل معًا قرب بعضها

.في سحابة الغاز التي هي مهد تكونها

لكن بدل انهيار كتلة واحدة

،لتشكيل نجم مثل شمسنا

يكون هناك كتلتان كثيفتان وكلاهما تجمعان

.المواد حتى تصبحا نجمتين حقيقيتين

.هناك أنواع مختلفة من النجوم الثنائية

،إن أمكن رؤية النجمين منفصلين بالتلسكوب

.”فهما يدعيان “نجمين ثنائيين مرئيين

،هذا تصنيف مرن جدًا

،لأنه بينما تتحسن تقنية التلسكوبات

.النجوم القريبة من بعضها يمكن رؤيتها أفضل

،هذه الأنواع من النجوم شائعة

الشعرى اليمانية، أكثر النجوم سطوعًا ليلًا

.هو نجم ثنائي مرئي

،إنه نجم أزرق لامع بضعف كتلة الشمس

.يدور حوله قزم أبيض صغير أقل لمعانًا

،هذا غريب، لأنه كما ذكرت في حلقة سابقة

،نجوم القزم الأبيض ساخنة جدًا ونشيطة

.وتشع الضوء بطاقة أكبر من النجوم العادية

عندما تراقب

،الشعرى اليمانية بتلسكوب أشعة سينية

.نجم القزم الأبيض يكون الأكثر لمعانًا بينهما

،النجوم الثنائية المرئية مهمة

،لأنه إن راقبتها لفترة طويلة

.فقد تتمكن من رؤية حركة مدارها

،إن أمكننا قياس بعدها عن كوكب الأرض

.فحجم وشكل مدارها يمكن تحديده

،وباستخدام الرياضيات وفيزياء الجاذبية

.يمكن استخدام هذا لمعرفة كتلة النجوم

في الواقع، الطريقة الوحيدة التي نعرفها

للحصول على قياسات دقيقة للكتل النجمية

.هو عندما تكون بنظام نجمي ثنائي

،وعندما نعرف كتل النجوم

،كما رأينا في الحلقة 26

سنتمكن من معرفة كل شيء، كم حجمها

.وما مقدار لمعانها، وحتى إلى متى ستعيش

لا أبالغ بالقول إن مراقبة النجوم الثنائية

.فتح مجالًا علميًا جديدًا للفيزياء الفلكية

.وهو تطبيق الفيزياء على علم الفلك

وهذا قادنا لفهم

.كل شيء نعرفه عن الكون حاليًا

.وهذا رائع

.لكن ليست كل النجوم الثنائية مرئية

،بعض النجوم تدور بقرب شديد من بعضها

بحيث لا يمكننا الفصل بينهما رغم استخدام

أكبر التلسكوبات، إذن، كيف نعرف أنها ثنائية؟

!باستخدام التحليل الطيفي

،بينما يدور النجمان حول بعضهما

سيبدو مع الوقت أن أحدهما يتجه نحونا

.والآخر بعيدًا، والعكس عند تبادلهما الجوانب

،قد لا نرى هذه الحركة مباشرة

،لكن إن أخذنا طيفًا لضوئهما

،وحللناه إلى ألوان ضيقة النطاق

.فسنرى انحراف دوبلر في طيفها

،في مسارها الدائري

،أحدها يمر بانحراف أحمر بينما يبتعد

.والآخر بانحراف أزرق بينما يقترب منا

.هذه النجوم تدعى النجوم الثنائية الطيفية

هل تذكرون الإزار والسها، النظامين النجميين

،بكوكبة الدب الأكبر؟ قلت إنهما نجم ثنائي

.لكنني كذبت، ولم أذكر كل التفاصيل

،لأنه حتى باستخدام تلسكوب صغير

،يمكن رؤية أن الإزار نجم ثنائي مرئي

،لكن اتضح أن النجمان اللذان يشكلان الإزار

.هما نجمان ثنائيان طيفيان في الواقع

!الإزار هو نجم ثنائي ثنائي

.أيضًا، السها هو نجم ثنائي طيفي أيضًا

،وحيث إن الإزار والسها يدوران حول بعضهما

،اتضح أنهما يشكلان نظام نجمي سداسي

.نجوم مرتبطة بالجاذبية ببعضها 6

بالطبع، يمكن للنجوم أن تكون بمجموعات أكبر

.من ثنائية. هناك أنظمة ثلاثية ورباعية وأكثر

،النجم القطبي أو نجم الشمال

.هو نظام خماسي مؤلف من 5 نجوم

من الممكن أن نجومًا كثيرة

.تتشكل في أنظمة نجمية متعددة

،لكن من الصعب الحصول على نظام مستقر هكذا

،لأنه إن لم تكن المدارات صحيحة

.فستميل بعض النجوم للخروج من النظام

،فالنجوم التي نراها في يومنا الحالي

.هي التي كانت المسافات لديها صحيحة

.ورغم هذا، قد لا تبقى مستقرة للمدى الطويل

هل نشأت الشمس بنظام نجمي متعدد؟

.لا نعرف. هذا بالتأكيد أمر محتمل

وأحد الطرق لمعرفة هذا هي البحث

.عن نجوم لها تركيبة عنصرية مشابهة للشمس

،لكن نشأت الشمس قبل مليارات الأعوام

.هذا وقت كافي ليبتعد أي نجم نشأ معها

،حتى بسرعات بطيئة نسبيًا

.5ر4 مليار عام هو فترة طويلة

حسب علمنا، قد يكون على مسافة

.ألف سنة ضوئية، وغير مرئي لنا 50

إن كان هناك نجوم تشكلت مع الشمس

.فقد تبقى مجهولة لنا

مثل الكواكب التي تدور حول الشمس

.مدار النجم الثنائي قد يكون قصيرًا أو طويلًا

بعض النجوم تفصل بينها

،عشرات أو مئات مليارات الكيلومترات

،وقد تستغرق قرونًا لتكمل دورتها حول بعضها

.بينما بعضها قريب جدًا بحيث يستغرق أيامًا

30 1820 Uنجم ثنائي غريب جدًا يُدعى 4

.ويتألف من نجم نيوتروني وقزم أبيض

،جاذبيتهما قوية جدًا وهما قريبان من بعضها

بحيث يكملان مدارهما خلال 685 ثانية

.أي 4ر11 دقيقة، تقريبًا كطول هذه الحلقة

كالكواكب الخارجية، مدارات النجوم الثنائية

.تنحني وفق مدى نظرنا من كوكب الأرض

لكن نرى مدار بعضها

.من الحافة أو بزاوية حادة

في حالة هذه النجوم الثنائية، هذا يعني أنه

،بكل مدار، نرى هذه النجوم تعبر أمام بعضها

.وتقوم بحجب الآخر عن رؤيتنا

.ندعو هذه، نجومًا ثنائية كاسفة

،النجوم الثنائية الكاسفة مثيرة للاهتمام

،لأنه عندما يحجب نجم نجمًا آخر

،الضوء الكلي الظاهر من النظام النجمي ينخفض

.كما في كسوف شمسي عندما يحجب القمر الشمس

خلال مدار واحد نرى انخفاضين للضوء

،بينما النجم الأول يحجب النجم الثاني

ثم بعد نصف مدار

.عندما يمر النجم الثاني أمام الأول

،إن كان النجمان متشابهان، لنفترض كالشمس

.فانخفاض الضوء سيكون متشابهًا

،لكن إن كان نجم أكثر سطوعًا من الآخر

.فانخفاض الضوء سيبدو مختلفًا جدًا

النجم الأكثر سطوعًا

،يحدد كمية الضوء الذي نراه

لذا عندما يذهب النجم الخافت أكثر

.وراء النجم الساطع، لا ينخفض الضوء إطلاقًا

لكن عندما يحجب النجم بضوء أخف النجم

.الأكثر سطوعًا، نرى انخفاضًا أكبر بالضوء

،بفحص أحجام وأشكال انخفاض الضوء بدقة

.معلومات كثيرة مثيرة يمكن جمعها عن النظام

من ضمنها الأحجام والكتل

،ومعدل الدوران ودرجة حرارة النجوم

،وحجم وشكل مدارها

.وحتى البعد عن النظام النجمي

.بعض النجوم مثل البشر، تستمتع بالعناق

.تتقارب جدًا بحيث تصبح نظام ثنائي متصل

.إنهما حرفيًا نجمان يلمسان بعضهما

.هذه نجوم غريبة جدًا

قد تتمدد النجوم إلى أشكال كالدموع

بسبب تأثير المد المشترك. وإن اقتربت جدًا

،فستندمج بشكل فلقتين كحبة الفستق السوداني

.كنجمين في شرنقة من المواد المشتركة

.هذا قد يجعل شكلهما غريبًا

،تخيلوا نجمين نشآ في الفترة ذاتها

،ربما يبعد بينهما بضعة ملايين كيلومتر

.يدوران بمدار ثابث حول بعضهما

لنفترض أن أحدها له 5 أضعاف كتلة الشمس

،لذا، إنه نجم أزرق ساخن. والآخر بنصف حجمه

إنه قزم أحمر، وهو لا يفعل الكثير. إنه يدمج

.الهيدروجين والهيليوم ببطىء، ولمعانه قليل

لكن النجم الأكبر يستهلك

.الوقود النووي بسرعة، ويصبح عملاقًا أحمر

.ويعصف برياح من المادة ويفقد كتلته

،وحيث إن جاذبية النجوم تعتمد على كتلتها

بينما يفقد النجم الأكبر كتلته

.يصبح المدار متخلخلًا وبيضاوي الشكل أكثر

لكن عندما ينتفخ النجم الضخم، يصبح كبيرًا

.بحيث يصبحان نجمين ثنائيين متصلين

الكثير من المواد التي تغادر النجم

،بالكتلة الأعلى يتم رميها على القزم الأحمر

والذي يبدأ بالنمو. وبالنهاية يفقد

.النجم الأكبر معظم كتلته ويصبح قزمًا أبيض

بينما النجم الذي كان قليل الكتلة

.يزداد حجمًا، وقد يصبح أكبر من النجم الآخر

هذا يشبه قيام أحدهم

.بالسرقة من الأثرياء ليعطي للفقراء

،إن بالغ ذلك الشخص بالسرقة

.فالفقراء قد يصبحون أثرياء، والأثرياء فقراء

،عندما ننظر لذلك النظام الثنائي

،نرى قزمًا أبيض من الواضح أنه متطور

،أكثر من نجم بكتلة كبيرة

،هذا عكس توقعاتنا! هذا يدعى تناقض رأس الغول

على اسم النجم الثنائي المتصل رأس الغول

.في كوكبة الجبّار، والذي يظهر هذا التأثير

النقل الكبير للمواد بين نجمين

.قد يؤدي لنتائج مذهلة أكثر

.تخيلوا هذا النظام بعد مليارات الأعوام

النجم الأعلى كتلة سيفقد طبقاته الخارجية

.ويصبح قزمًا أبيض كثيف الكتلة

،والنجم الآخر سينفد منه وقود الهيدروجين

.ويتضخم إلى عملاق أحمر

.ثم تتدفق تلك المادة إلى القزم الأبيض

.نجوم القزم الأبيض لها جاذبية قوية جدًا

،إن تراكم تدفق الهيدروجين على السطح كثيرًا

فيمكن للجاذبية

.أن تضغطه بشدة بحيث يندمج بالهيليوم

وإن كانت نسبة التدفق ملائمة، فسيتراكم

على القزم الأبيض ويحدث الاندماج بوميض هائل

.ويثور في انفجار ناري كبير

،بعض تلك الانفجارات قد تكون عنيفة جدًا

.أكثر سطوعًا بعشرات آلاف المرات من الشمس

وعندما يحدث هذا، نجم كان مخفيًا سابقًا

.قد يصبح مرئيًا فجأة في السماء

،تمت ملاحظة هذا على مر التاريخ

.”وتدعى “المستعرات الجديدة

أحب السخرية، هذه النجوم يجب أن تكون

،قديمة وقرب نهاية حياتها لتصبح مستعرة

.لكن هذا الاسم بقي مستخدمًا

الانفجار قد يفجر تيار المادة

.الذي يسقط من النجم الآخر

لكن عندما يستقر الوضع بعد عدة أسابيع

،أو شهور، تيار المادة قد يعود للقزم الأبيض

.وتتكرر الدورة ذاتها

.”هذه تدعى “المستعرات المتكررة

وإن كان تيار المادة أبطىء، فقد تندمج المادة

.بشكل منتظم ولا تتراكم، وهكذا لا تنفجر

.لكن كتلة القزم الأبيض تستمر بالازدياد

،وإن وصلت لكتلة حوالي 4ر1 ضعف الشمس

فسينضغط بفعل جاذبيته بشدة

.بحيث ترتفع حرارته بحدة

ويصبح ساخنًا جدًا

.بحيث يحدث اندماج الكربون

وهذه مشكلة كبيرة. في نجم عادي سيتمدد

.بفضل الطاقة الزائدة المتولدة

،لكن القزم الأبيض لا يستطيع ذلك

.يحكمه ضغط انحلال الإلكترونات

،لذا، الطاقة الإضافية تقوم بدمج كربون أكثر

.وتحصل على حدث نووي حراري سريع

حيث كل الكربون

!داخل القزم الأبيض يندمج دفعة واحدة. كله

،إنه كتلة شمسية من الكربون ستندمج فورًا

.وتطلق كل تلك الطاقة دفعة واحدة

هذا كإشعال النار

.في مصنع ديناميت. ينفجر النجم

.تحصل حينها على نجم مستعر أعظم

،وهي عملية مختلفة عن ما رأيناه

،عندما ينفجر نجم عالي الكتلة

.لكن بالصدفة، يطلق كمية الطاقة ذاتها

يتمزق النجم إلى بخار، ويصبح ساطعًا جدًا

.بحيث يمكن رؤيته حرفيًا في أرجاء الكون

،وهذا يجعلها مهمة جدًا

.كما سترون في حلقة مقبلة

تعلمتم اليوم أن النجوم المزدوجة

،هي نجوم تظهر قرب بعضها في السماء

لكن إن كانت مرتبطة معًا بالجاذبية

.فنحن ندعوها نجوم ثنائية

نجوم كثيرة هي جزء من أنظمة نجمية ثنائية

،أو متعددة. وإن كانت قريبة جدًا فقد تتلامس

.وتندمج إلى نجم واحد بشكل حبة الفستق

،وفي بعض الأنظمة الثنائية القريبة

يمكن للمادة أن تتدفق من نجم إلى آخر

،وتغير طريقة نموه. وإن كان أحدهما قزمًا أبيض

،فهذا قد يسبب انفجارات متكررة

.وربما يقود لتفجير كل النجم

Crash Course Astronomy يتم انتاج

.PBS Digital بالتعاون مع استديوهات

.زوروا قناتهم على يوتيوب لفيديوهات أخرى

قمت أنا فيل بلايت بكتابة هذه الحلقة

وحرر النص بلايك دي باستينو

.ومستشارتنا هي الدكتورة ميشيل ثالر

الحلقة من إخراج نيكولاس جنكنز

ومونتاج نيكول سويني

،ومصمم الصوت هو مايكل آراندا

.Thought Café وفريق الرسومات هو

اترك تعليقاً

Close Menu