تسجيل الدخول

تسجيل

تكوُّن النجوم

المؤلف:  جيمس بيني

المصدر:  الفيزياء الفلكية مقدمة قصرية جدا

الجزء والصفحة:  ص25

2026-06-29

46

تتشكل النجوم عندما يحدث انفلاتٌ في الكثافة المركزية لسحابة من الغاز البينجمي كما تناولنا في نهاية الفصل الثاني. بعد زيادة الكثافة بمعاملٍ ضخم، بنحو مليون مليون (10¹²)، تبدأ الفوتونات التي تنبعث من الذرات والجُزيئات في مواجهة صعوبة في الهروب من السحابة؛ لأن جُزيئات وحُبيبات الغبار تشتِّتها بعد قطع مسافةٍ قصيرة فقط داخل الكتلة الكثيفة من الغاز والغبار. فعندما تضخُّ الهواء في إطارات دراجتك، تسخن المضخة بسبب الشغل الذي تبذله لضغط الهواء بداخلها. بالمثل، عندما تضغط الجاذبية غاز سحابةٍ متقلصة، يُبذَل شغل على الغاز وسيسخن الغاز إذا لم يتمكن من إشعاع الطاقة المكتسبة حديثًا. وبمجرد أن يصبح من الصعب على الفوتونات الهروب من السحابة، لا يمكن إشعاع الشغل المبذول في الضغط في الوقت المناسب، وتبدأ درجة الحرارة في الارتفاع. ولكن حتى مع ارتفاع درجة الحرارة والضغط في مركز السحابة، تزداد قوة الجاذبية المدمرة أيضًا مع سقوط المزيد والمزيد من الغاز في لُب السحابة. والنتيجة هي فترةٌ طويلة من ارتفاع درجة الحرارة والكثافة المركزية. إذا كانت السحابة ضخمةً بما فيه الكفاية، فإن درجة الحرارة والكثافة تكونان في النهاية كافيتَين لإشعال «الاحتراق النووي»؛ أي إطلاق الطاقة عن طريق تحويل الهيدروجين إلى هيليوم، ثم نوَى الهيليوم إلى نوًى أثقلَ مثل الكربون، والسيليكون، والحديد. وسنناقش الاحتراق النووي فيما يلي.
عندما تتعرض سحابةٌ بينجمية لانفلاتٍ زائد في الكثافة، فإنها لا تشكِّل نجمًا واحدًا بل مجموعة كاملة من النجوم. لا نفهم بالضبط كيف يحدث هذا التجزؤ، ولكنها حقيقةٌ تجريبية مهمة. داخل السحابة البينجمية المُشوَّهة، تظهر عدة مناطق ذات انفلات في الكثافة، كلٌّ منها يمكن أن يصبح بذرة لنجمٍ جديد. تختلف معدلات تراكُم الكتلة لهذه البذور اختلافًا كبيرًا، مما يؤدي إلى ظهور عددٍ قليل من النجوم الضخمة، وعددٍ كبير من النجوم المنخفضة الكتلة. تصل كتلة النجوم الأكثر ضخامة إلى نحو 80 كتلةً شمسية، بينما تنخفض كتل نجومٍ أخرى إلى أقل من 0٫01 كتلة شمسية تقريبًا، وهي كتلة يكون عندها النجم خافتًا جدًّا؛ بحيث لا يمكن رصده في أي مرحلة من مراحل حياته.
وبالنظر إلى أن السحابة الأصلية كانت كتلةً متقلبة ومتداخلة من الغاز، تتحرك البذور فيصبح موضع كلٍّ منها متغيرًا بالنسبة إلى الأخرى. أحد مظاهر هذه الحركة هو أن إحدى البذور ستعترض طريق الغاز الساقط في بذرةٍ أخرى، مما يزيد من نموها ويمنع نمو البذرة المجاورة. ومن مظاهر الحركة النسبية الأخرى أن البذور غالبًا ما تدخل في مدارٍ حول بعضها لتُشكِّل ثنائية نجمية.
في أماكنَ أخرى، تدخل مجموعاتٌ كاملة من البذور في مدارات حول بعضها لتُشكِّل عنقودًا من النجوم المترابطة بفعل الجاذبية. ولكننا سنرى في الفصل السابع تحت عنوان «انحراف بطيء» أن العناقيد النجمية الصغيرة ليست مستقرة، وتميل إلى التطور إلى نظام ثنائية وسلسلة من النجوم الفردية.
مع تزايد كتلة البذور وبدء تشكُّلها كنجوم، تزداد أهمية إنتاجها من الطاقة النووية أكثر فأكثر للغاز في المناطق ذات الكثافة المنخفضة من السحابة الأصلية. وتبدأ النجوم الأكبر كتلةً في إشعاع الفوتونات فوق البنفسجية، التي تُسخِّن الغاز المنخفض الكثافة كما رأينا في الفصل الثاني. في الفصل الرابع، سنرى أن النجوم الشابة محاطةٌ بأجسامٍ من الغاز المداري يُطلَق عليها الأقراص التراكمية، وأن هذه الأقراص تطرد نفاثاتٍ من الغاز على طول محاور دورانها. تصطدم هذه النفاثات بالغاز المنتشر في الجوار وتُسخِّنه. نتيجةَ كل هذا النشاط للنجوم الشابة، يحدث أنه بعد فترةٍ قصيرة من انفلات الكثافة في مواقعَ محدَّدة من السحابة، يُسخَّن معظم الغاز في السحابة ويُدفَع بعيدًا. ومن ثَم، من سحابة تحتوي على 10⁴ كتلات شمسية من الغاز، على سبيل المثال، لن يتشكَّل سوى نحو 100 كتلة شمسية من النجوم. تتيح «كفاءة تكوين النجوم» المنخفضة هذه للمجرَّات مثل مجرَّتنا استمرار تشكيل النجوم بمعدلٍ ثابت تقريبًا طوال عمر الكون؛ لأنها تعني معدلًا منخفضًا لتحويل الغاز بين النجوم إلى نجوم.