18: النجوم - تعداد سماوي

Last updated
Save as PDF

Page ID: 197050

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

كيف تتشكل النجوم؟ إلى متى يعيشون؟ وكيف يموتون؟ توقف وفكر في مدى صعوبة الإجابة على هذه الأسئلة.

تعيش النجوم وقتًا طويلاً بحيث لا يمكن كسب الكثير من التحديق في واحدة طوال حياة الإنسان. لاكتشاف كيفية تطور النجوم منذ الولادة وحتى الموت، كان من الضروري قياس خصائص العديد من النجوم (لإجراء تعداد سماوي، في الواقع) ثم تحديد الخصائص التي تساعدنا على فهم قصص حياة النجوم. جرب علماء الفلك مجموعة متنوعة من الفرضيات حول النجوم حتى توصلوا إلى النهج الصحيح لفهم تطورها. لكن المفتاح كان أولاً إجراء تعداد شامل للنجوم من حولنا.

18.1: قياس الكتل النجمية
لفهم خصائص النجوم، يجب علينا إجراء استطلاعات واسعة النطاق. نجد أن النجوم التي تبدو أكثر سطوعًا لأعيننا مشرقة في المقام الأول لأنها في جوهرها مضيئة جدًا، وليس لأنها الأقرب إلينا. معظم النجوم الأقرب تكون خافتة في جوهرها بحيث لا يمكن رؤيتها إلا بمساعدة التلسكوب. تعتبر النجوم ذات الكتلة المنخفضة واللمعان المنخفض أكثر شيوعًا من النجوم ذات الكتلة العالية واللمعان العالي.
18.2: قياس الكتل النجمية
يمكن تحديد كتل النجوم من خلال تحليل مدار النجوم الثنائية - نجمان يدوران حول مركز مشترك للكتلة. في الثنائيات المرئية، يمكن رؤية النجمين بشكل منفصل في التلسكوب، بينما في النظام الثنائي الطيفي، يكشف الطيف فقط عن وجود نجمين. تتراوح الكتل النجمية من حوالي 1/12 إلى أكثر من 100 ضعف كتلة الشمس (في حالات نادرة، تصل إلى 250 ضعف كتلة الشمس). الأجسام التي تتراوح كتلتها بين 1/12 و 1/100 من كتلة الشمس تسمى الأقزام البنية
18.3: أقطار النجوم
يمكن تحديد أقطار النجوم من خلال قياس الوقت الذي يستغرقه جسم (القمر أو الكوكب أو النجم المصاحب) للمرور أمامه وحجب ضوءه. يمكن تحديد أقطار أعضاء الأنظمة الثنائية الخسوف (حيث تمر النجوم أمام بعضها البعض) من خلال تحليل حركاتها المدارية.
18.4: مخطط H-R
مخطط Hertzsprung-Russell، أو مخطط H—R، عبارة عن مخطط لللمعان النجمي مقابل درجة حرارة السطح. تقع معظم النجوم في التسلسل الرئيسي، الذي يمتد قطريًا عبر مخطط H—R من درجة الحرارة العالية واللمعان العالي إلى درجات الحرارة المنخفضة واللمعان المنخفض. يتم تحديد موضع النجم على طول التسلسل الرئيسي من خلال كتلته. تنبعث النجوم ذات الكتلة العالية المزيد من الطاقة وتكون أكثر سخونة من النجوم منخفضة الكتلة في التسلسل الرئيسي.
18E: النجوم - التعداد السماوي (تمارين)

الصورة المصغرة: تأتي النجوم في مجموعة متنوعة من الأحجام والكتل ودرجات الحرارة والإضاءة. تُظهر هذه الصورة جزءًا من مجموعة من النجوم في سحابة Magellanic Cloud الصغيرة (رقم الكتالوج NGC 290). يقع NGC 290 على بعد حوالي 200,000 سنة ضوئية، ويبلغ عرضه حوالي 65 سنة ضوئية. نظرًا لأن النجوم في هذه المجموعة تقع جميعها على مسافة واحدة تقريبًا منا، فإن الاختلافات في السطوع الظاهري تتوافق مع الاختلافات في اللمعان؛ الاختلافات في درجة الحرارة تفسر الاختلافات في اللون. توفر الألوان واللمعان المختلفة لهذه النجوم أدلة حول قصص حياتهم. (مصدر الصورة: تعديل عمل من تأليف E. Olszewski (جامعة أريزونا) ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا).