حياة النجوم

ميلاد النجوم

بعد الانفجار العظيم (big bang) بحوالي 300 ألف سنة تشكلت ذرات الهيدروجين والهليوم المستقرة، وبشكل تدريجي بدأت هذه الذرات في التجمع على شكل سُحب غبارية تُدعى السُدُم، وعلى مدى 300 مليون سنة نمت هذه السدم أكثر وبدأت تجذب الذرات أكثر وأكثر ما أدى إلى تكثفها أكثر وزيادة حرارتها.

في نهاية المطاف أصبح مركز هذه الغيوم السديمية ساخنا جدا وكثيفا لدرجة أنه انفجر على شكل تفاعل نووي هائل، وبسبب الضغط والحراة المتولدين من هذا الانفجار بدأت ذرات الهيدروجين بالاندماج مع بعضها البعض متحولة إلى هيدروجين ومنتجة معها كمية كبيرة من الحرارة، والغيوم السديمية تحولت إلى كرات مشتعلة من النار، وتلك الأحداث كانت ميلاد أولى النجوم.

حياة النجوم

بعد الانفجار الكبير، فقط العناصر الكيميائية البسيطة مثل الهيدروجين والهليوم كانت موجودة، هذا يجعلنا نطرح سؤالا ألا وهو: من أين أتت العناصر الكيميائية الأخرى مثل الكربون والأكسجين...؟

الجواب يكمن داخل النجوم، حيث أن النجوم طوال حياتها تعمل كمصانع للذرات في عملية تُدعى "التأليف النووي" "nucleosynthesis"، حيث يتم في البدأ تحول الهيدروجين إلى هليوم وبعد أن ينفذ الهيدروجين يبدأ الهليوم بالتحول إلى كربون وهكذا... ويتم ذلك عبر الاندماج النووي وليس الانشطار النووي كما يحدث في المفاعلات النووية على الأرض.

توضيح العمليات النووية

الانشطار النووي:

هو تشظية ذرات ثقيلة مثل ذرة اليورانيوم عبر قذفها بنترون في أغلب الأحيان، ويكون الناتج ذرتان أخف + نوترونين أو ثلاثة. وكمثال فإنه عند قذف ذرة يورانيوم 235 بنوترون يُمكن أني ينتج التالي: الكر يبتون 91 والباريوم 142 + ثلاثة نوترونات، وكذلك يُمكن أن ينتج سترونتيوم 94 إكزينيون 140 + نوترونين. لمزيد من المعلومات: الانشطار النووي

 

الاندماج النووي:

هو التحام ذرتين خفيفتين ويكون الناتج ذرة أثقل، فمثلا ينتج الهليوم وهو ذرة أثقل من الهيدروجين، عبر اندماج الهيدروجين 2 (أو ما يُعرف بالدوتريوم) مع الهيدروجين 3 (أو ما يعرف بالثريتيوم) وكذلك ينتج نوترون واحد عن هذا الاندماج هنا. وفي حالات أخرى تنتج فوتونات ذات موجات قصيرة وطاقة عالية. لمزيد من المعلومات: الاندماج النووي

 

ملحوظة: الذرة الخفيفة أو البسيطة هي التي تحتوي على عدد بروتونات أقل والثقيلة هي التي تحتوي على عدد بروتونات أكثر (ما يُعرف بالعدد الذري)، فمثلا: عدد بروتونات اليورانيوم هو 92 بينما عدد بروتونات الهيدروجين هو 1 والهليوم هو 2 والكربون هو 6.

 

إن النجوم الحديثة الولادة (نسبيا) يبدأ فيها (كما ذكرت أعلاه) اندماج الهيدروجين إلى هليوم وبعد ذلك تندمج ذرات الهليوم مكونة ذرات الكربون وبعد أن ينفذ الهليوم يبدأ الكربون في الاندماج وينتج الأوكسجين، ويستمر هذا التطور الاندماجي من الأخف إلى الأثقل ثم الأثقل... حتى يموت النجم، وشمسنا ستتوقف عند حد اندماج الكربون وتكوين الأوكسجين عندها ستموت، بينما نجوم أخرى أكبر ستستمر في إنتاج عناصر أثقل إلى حد إنتاج الحديد والذي عدده الذري 26، وهذا هو أقصى حد يُمكن للاندماج النووي بلوغه داخل النجوم.

 

إذا كان الحديد هو أقصى حد يُمكن بلوغه في النجوم فكيف تتكون العناصر الأثقل من الحديد مثل الكوبلت وعدده الذري 27، وذرات الذهب وعددها الذري 79...؟ الجواب هو أنها تنتج خلال انفجارات "المستعرات العظمى" وهذه الانفجارات هي موت النجوم الهائلة.