من نحن | هيئة التحرير | اتصل بنا | الاثنين 16 يوليو 2018 07:32 صباحاً
منوعات

النجوم المنفجرة وأضواؤها المثيرة

نافدة اليمن / الحياة اللندنية الأحد 08 يوليو 2018 03:07 مساءً

تمتلك النجوم أسراراً مشعة طالما خلبت لب ساكني الأرض. يفيد العلماء بأنها شموس بعيدة. يشبه بعضها شمسنا، وكثير منها يفوقها أضعافاً. تنير الشموس بفضل فرنها الملتهب الذي يعمل بطاقة تأتيه من سلسلة لا تتوقف من الانفجارات النووية الهائلة. في فرن الشمس، تحدث عمليات مستمرة من اندماج نووي Nuclear Fusion، إذ تندمج أنوية غازات خفيفة، خصوصاً الهيدروجين، فتنجم عن الاندماج طاقة انفجارية لا توصف، وحرارة لاهبة. وكذلك يؤدي اندماج أنوية الهيدروجين، إلى ظهور ذرّات الهيليوم التي تنفجر أيضاً أو ربما تتحدّ مع ذرات أخرى لتصنع مواد كالكربون، بل حتى الحديد.


ماذا يحدث حين ينفد وقود هذا الفرن النووي الهائل. بقول آخر، ماذا يحدث في دواخل النجم حين يستنفد الهيدروجين، وهو وقود الاندماجات النووية التي تعطي النجم/ الشمس طاقته وضوءه وقوّته؟

ثمة تفاصيل عدّة تتعلّق بما يجري حينها، خصوصاً حين ينفجر نجم نفد وقوده، وصار كرة ناريّة ضخمة تعرف باسم «المُستعرّ الأعظم» («سوبرنوفا» Super Nova)، بل بطريقة حدوث ذلك الانفجار تدريجاً. ولم يتوصل العلماء إلى معرفة تفاصيل تلك الأمور، بل تبقى طيّ الغموض.

تعيش النجوم حياةً ساحرةً. إذ تشعّ ملايين السنوات، بل بلايينها. ولكنّ الاضمحلال يشكّل بالنسبة إلى عدّة نجوم أمراً أشد سحراً. وعندما يستنفد وقود الهيدروجين فيها، تنفجر تلك النجوم. يصبح كل منها «سوبر نوفا» هائل الحجم، يشع بضوء يفوق وهج شموس مجتمعة، بل يفوق أحياناً بريق مجرّات كاملة.

وشكّل حدوث تلك الانفجارات موضوعاً لدراسات اعتمدت على المشاهدات والنظريّات، استمرت عقوداً مديدة. وفي السنوات الأخيرة، أتاح تطوّر «الحاسوب الفائق» (= «سوبر كومبيوتر» Super Computer) محاكاة تركيبة النجوم الداخليّة بما يتوازى مع تعقيداتها فعلياً، الأمر الذي ساعد علماء الفلك على فهم طُرُق حدوث الانفجارات النجمية في شكل أفضل.

وفي المقابل، تبقى تفاصيل كثيرة مستغلقة تتعلّق بما يجري داخل النجم فيؤدّي إلى انفجاره، والمسار التدريجي لحدوث الانفجار بصورة متدرجّة.

الهيدروجين هو البداية

وتخضع النجوم كلّها إلى العمليّة الأساسية نفسها، بمعنى أن فرنها يتغذى من اندماج نووي لذرّات الهيدروجين التي تكوّن غاز الهيليوم، ثم تؤول الأمور إلى صنع مواد أكثر ثقلاً وتعقيداً. واستطراداً، يكون أمر ما يجري عندما ينفد الهيدروجين، مرهوناً بكتلة كل نجم على حدة، إضافة إلى عوامل أخرى. ولذا، رصد علماء الفلك أنواعاً مختلفة من الـ «سوبر نوفا» في الكون.

ثمة نوع من الـ «سوبر نوفا» يعرف باسم بـ «المستعر الأعظم من النمط الثاني». وينجم عن انفجار شموس تفوق كتلتها شمسنا بثماني مرات على الأقل. وبعد أن يستهلك نجم من ذلك النوع كلّ الهيدروجين الموجود في قلبه، تتوقف موجات الأشعة عن الصدور منه. ومع توقف الانفجارات المتّصلة باندماج الهيدروجين، تتوقّف موجات الضغط الانفجاري التي كانت أثناء حياة النجم، متوازنة مع ثقل طبقاته الخارجيّة. ومع انهيار التوازن، تنهار كلّ المواد الموجودة في قلب النجم تحت ضغط ذلك الثقل، وتندمج لتشكّل ما يسمى بـ «النجم النيوتروني». ويترافق الانهيار مع اصطدامات قويّة من شأنها تدمير طبقات النجم الخارجيّة في انفجار ناريَ هائل.

وربّما اعتقد البعض بأنّ النجوم الكبيرة هي وحدها التي تصبح «سوبر نوفا» ضخمة. ولكن الأمور لا تجري على ذلك النحو. إذ لا ينتج النجم الذي تفوق كتلته شمسنا بـ20 أو 25 ضعفاً، «سوبر نوفا من النمط الثاني».

وفي ذلك الصدد، يوضح ستانفورد ووسلي، وهو عالِم في فيزياء الفلك في جامعة كاليفورنيا، في «سانتا كروز»، أن النجوم الثقيلة تحتوي طبقات كثيفة من الأوكسجين والسليكون خارج ما يتراكم في قلبها من الحديد. وقبل بدء الانفجار، تنهار تلك الطبقات فتحاصر ذلك الانفجار. وبذا، بدل أن يتشكّل «سوبر نوفا»، يتكثّف النجم على نفسه، مُكوّناً ما يعرف باسم «الثقب الأسود» Black Hole.