Skip to main content
Global

20: بين النجوم - الغاز والغبار في الفضاء

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    197078

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

    من أين تأتي النجوم؟ نحن نعلم بالفعل من الفصول السابقة أن النجوم يجب أن تموت لأنها في النهاية تستنفد وقودها النووي. قد نفترض أن النجوم الجديدة تأتي إلى الوجود لتحل محل تلك التي تموت. لكن من أجل تكوين نجوم جديدة، نحتاج إلى المواد الخام لصنعها. اتضح أيضًا أن النجوم تخرج الكتلة طوال حياتها (نوع من الرياح تهب من طبقاتها السطحية) ويجب أن تذهب تلك المادة إلى مكان ما. كيف تبدو هذه «المادة الخام» للنجوم؟ كيف يمكنك اكتشافه، خاصة إذا لم يكن بعد في شكل نجوم ولا يمكنه توليد طاقته الخاصة؟

    كان أحد أكثر الاكتشافات إثارة لعلم الفلك في القرن العشرين هو أن مجرتنا تحتوي على كميات هائلة من هذه «المادة الخام» - ذرات أو جزيئات الغاز وجزيئات الغبار الصلبة الصغيرة الموجودة بين النجوم. تساعدنا دراسة هذه المادة المنتشرة بين النجوم على فهم كيفية تشكل النجوم الجديدة وتعطينا أدلة مهمة حول أصولنا منذ مليارات السنين.

    • 20.1: الوسط بين النجوم
      حوالي 15٪ من المادة المرئية في المجرة هي في شكل غاز وغبار، وهي بمثابة المادة الخام للنجوم الجديدة. حوالي 99% من هذه المادة بين النجوم تكون في شكل ذرات أو جزيئات غازية فردية. أكثر العناصر وفرة في الغاز بين النجوم هي الهيدروجين والهيليوم. حوالي 1٪ من المادة بين النجوم في شكل حبيبات غبار صلبة بين النجوم.
    • 20.2: الغاز بين النجوم
      قد يكون الغاز بين النجوم حارًا أو باردًا. يُصدر الغاز الموجود بالقرب من النجوم الساخنة الضوء عن طريق الفلورة، أي أن الضوء ينبعث عندما يتم التقاط الإلكترون بواسطة أيون وينخفض إلى مستويات الطاقة المنخفضة. معظم الهيدروجين في الفضاء بين النجوم غير مؤين ويمكن دراسته بشكل أفضل من خلال القياسات الراديوية للخط البالغ 21 سنتيمترًا. تصل درجة حرارة بعض الغاز الموجود في الفضاء بين النجوم إلى مليون درجة، على الرغم من أنه بعيد في النجوم الساخنة.
    • 20.3: الغبار الكوني
      يمكن اكتشاف الغبار بين النجوم: (1) عندما يحجب ضوء النجوم خلفه، (2) عندما ينثر الضوء من النجوم القريبة، و (3) لأنه يجعل النجوم البعيدة تبدو أكثر احمرارًا وباهتًا. هذه التأثيرات تسمى الاحمرار والانقراض بين النجوم، على التوالي. يمكن أيضًا اكتشاف الغبار في الأشعة تحت الحمراء لأنه يصدر إشعاعًا حراريًا. تم العثور على الغبار في جميع أنحاء طائرة درب التبانة.
    • 20.4: الأشعة الكونية
      الأشعة الكونية هي جزيئات تنتقل عبر الفضاء بين النجوم بسرعة نموذجية تبلغ 90٪ من سرعة الضوء. العناصر الأكثر وفرة في الأشعة الكونية هي نوى الهيدروجين والهيليوم، ولكن توجد أيضًا الإلكترونات والبوزيترونات. من المحتمل أن يتم إنتاج العديد من الأشعة الكونية في صدمات السوبرنوفا.
    • 20.5: دورة حياة المواد الكونية
      تتدفق المادة بين النجوم باستمرار عبر المجرة وتتغير من مرحلة إلى أخرى. في الوقت نفسه، يتم إضافة الغاز باستمرار إلى المجرة عن طريق التراكم من الفضاء خارج المجرة، بينما تتم إزالة الكتلة من الوسط بين النجوم عن طريق حبسها في النجوم. بعض الكتلة في النجوم، بدورها، تعود إلى الوسط بين النجوم عندما تتطور تلك النجوم وتموت.
    • 20.6: المادة بين النجوم حول الشمس
      تقع الشمس على حافة سحابة منخفضة الكثافة تسمى Local Fluf. تقع الشمس وهذه السحابة داخل الفقاعة المحلية، وهي منطقة تمتد إلى 300 سنة ضوئية على الأقل من الشمس، حيث تكون كثافة المواد بين النجوم منخفضة للغاية. يعتقد علماء الفلك أن هذه الفقاعة انفجرت بواسطة بعض النجوم القريبة التي شهدت رياحًا قوية وبعض انفجارات السوبرنوفا.
    • 20E: بين النجوم - الغاز والغبار في الفضاء (تمارين)

    الصورة المصغّرة: تُظهر هذه الصورة، التي التقطها تلسكوب هابل الفضائي، الكتلة النجمية الشابة NGC 3603 وهي تتفاعل مع سحابة الغاز التي تكونت منها مؤخرًا. قامت النجوم الزرقاء الساطعة للعنقود بتفجير فقاعة في سحابة الغاز. يمكن رؤية بقايا هذه السحابة في الجزء الأيمن السفلي من الإطار، وهي تتوهج استجابة لضوء النجوم الذي يضيئها. في أجزائه الداكنة، المحمية من الضوء القاسي لـ NGC 3603، تستمر النجوم الجديدة في التكون. على الرغم من أن نجوم NGC 3603 تشكلت مؤخرًا فقط، إلا أن أكبرها تموت بالفعل وتخرج كتلتها، مما ينتج الحلقة الزرقاء وميزات الخطوط المرئية في الجزء العلوي الأيسر من الصورة. وهكذا، تُظهر هذه الصورة دورة الحياة الكاملة للنجوم، من التشكل من الغاز بين النجوم، مرورًا بالحياة على التسلسل الرئيسي، إلى الموت وعودة المادة النجمية إلى الفضاء بين النجوم. (المصدر: تعديل العمل من قبل وكالة ناسا، وولفغانغ براندنر (JPL/IPAC)، وإيفا ك. غريبل (جامعة واشنطن)، ويو-هوا تشو (جامعة إلينوي أوربانا-شامبين))