مجرات جديدة من رماد النجوم «هكذا يؤثر موت النجم على الكون»

يقول وليم فاولر في وصف دقيق للدور الذي تلعبه الانفجارات النجمية في تشكيل الكون «أن النجم إذا ما مات، فإنه لا ينتهي، بل يرسل عطاءه إلى الكون، حيث تكون نهايته بداية لشيء جديد»، فعندما ينتهي عمر النجم سواء كانت هذه النهاية كمستعر أعظم أو ثقوب سوداء أو حتى انهيار النجم إلى قزم أبيض، فإنه يترك بصمته على الكون من حوله، فهذه الأحداث الكونية ليست مجرد نهاية، بل هي ولادة جديدة، تُطلق العناصر الكيميائية التي تُبني منها الكواكب والنجوم والأجرام السماوية الأخرى.

وسنستعرض معًا في هذا المقال السبب الذي يجعل العلماء يرون أن موت النجوم يعد أحد أكبر العوامل في تشكل الكون كما نعرفه اليوم.

السحب الجزيئية وولادة النجوم

النجوم هي اللبنات الأساسية للكون، ومصدر الضوء والطاقة لمعظم الأجرام السماوية. تنشأ النجوم من سحب جزيئية عملاقة في الأماكن الباردة من المجرات والتي تعرف بالسدم، وتتكون في معظمها من الهيدروجين، والهيليوم، بالإضافة إلى كميات صغيرة من العناصر الثقيلة مثل الكربون والنيتروجين والأكسجين. ونتيجة لاضطراب تتعرض له هذه السحب الجزيئية يؤدي إلى انهيار أجزاء منها تحت تأثير الجاذبية، ويعزى العلماء هذا الاضطراب إلى عوامل عدة أهمها: موجات الصدمة الناتجة من انفجار مستعر أعظم قريب، أو نتيجة الضغط الإشعاعي أو تصادم السحب الجزيئية بعضها ببعض، على أن هذا الانكماش -أي كانت مسبباته- فإنه يؤدي إلى تكوُّن مناطق كثيفة تكون نواة لتشكل النجوم. تبدأ هذه النوى في الانكماش بسبب الجاذبية الذاتية ولا تتوقف إلا عند وصول درجة الحرارة في مركز المنطقة المركزية للجيب الغازي المنهار إلى القيمة الحرجة والتي يقدرها العلماء بحوالي 107 كلفن وهي درجة الحرارة اللازمة لبدء احتراق الهيدروجين في المركز وتحوله إلى هيليوم، وهنا يمكن القول إنه تمت ولادة النجم.

وهنا يجب أن نشير نقطة غاية في الأهمية متعلقة بكتلة النجم الوليد التي تعتمد بشكل كبير على السحابة الجزيئية التي نشأ منها هذا النجم، فبعض النجوم لا تزيد كتلتها عن عشر كتلة الشمس وبتالي تكون طاقة الجاذبية لديها ضعيفة بحيث لا تمكنها من رفع درجة الحرارة المركز إلى 10 ملايين كلفن اللازمة لحدوث الاندماج النووي للهيدروجين وفي هذه الحالة لن يولد النجم وستكون النتيجة نجما غير مكتمل يطلق عليه العلماء اسم القزم بني، وفي المقابل يكون عمر النجوم التي تزيد كتلتها 100 مرة عن كتلة الشمس قصير جدا نتيجة الرياح النجمية القوية الصادرة من هذا النجم والإشعاع الشديد، وبالتالي فعدد النجوم من هذا النوع قليل جدا لا يتعدى العشرات، وبشكل عام فمقابل نجم عالية الكتلة تولد آلاف النجوم ذات الكتل المتوسطة والصغيرة وهذا ما يفسر العدد الأكبر من النجوم والتي تنتمي إلى هذا النوع النجوم.

ويستمر النجم في دمج الهيدروجين إلى هيليوم، حيث يتم استهلاك 90% من الهيدروجين في لب النجم في هذه المرحلة لإنتاج الهيليوم، وبعد أن يستنفذ المخزون من الهيدروجين يبدأ النجم في مغادرة نسق التتابع الرئيسي ويبدأ رحلته نحو المراحل النهائية من دورة حياته.

نجوم ضخمة .. وانفجارات مذهلة

تعتبر النجوم الأكثر ضخامة هي الأكثر إثارة عند موتها، فبعد أن تستنفد هذه النجوم مخزونها من الوقود خلال فترة من الوقت لا تتعدى الملايين من السنوات فإنها تنفجر كمستعرات عظمى، والتي تتميز في أحيان كثيرة بلمعان يفوق لمعان كامل المجرة التي تقع فيها ويمر الانفجار بسرعات هائلة خلال السحب الجزيئية القريبة مسببا تكون بعض الجيوب ذات الكثافة العالية لتكون نجوم جديدة. كما أن هذه المستعرات تمد الكون بعناصر تكونت في داخل النجم مثل الحديد والكربون والأكسحين، أو أثناء الانفجار مثل الذهب والرصاص واليورانيوم لتنتشر لاحقا في السحب الجزيئية والتي ستكون النجوم والكواكب.

انفجارات المستعرات العظمى تعد عملية كيميائية كونية تُنتج العناصر التي تُشكّل جزءا كبيرا من الكون المادي. من مجوهراتنا كالذهب والفضة إلى الحديد والنيكل في باطن الأرض، كل هذه المواد مصدرها الأساسي هو انفجارات المستعر الأعظم التي تثري الكون بالعناصر الثقيلة. أما الكتلة المتبقية من النجم فإنه يتحول إلى قزم أبيض في حال كانت كتلته أقل من 3 كتلات شمسية أما في حال كانت أكبر من ذلك فإن النواة تنهار بشكل كامل لتشكل ثقبا أسود في الفضاء يتميز بجاذبية قوية لا يستطيع حتى الضوء الهروب منها.

نهايات هادئة

تشكل النجوم المتوسطة والصغيرة غالبية النجوم في الكون. وعلى عكس النجوم الضخمة التي تنهي حياتها بانفجارات مستعرة عظمى، تكون نهايات هذه النجوم أكثر هدوءًا، فمع وصول النجم متوسط الكتلة إلى مرحلة العمالقة الحمراء يبدأ بطرد الطبقات الخارجية للنجم والتي تتجمع حول النواة، مكونة غلافًا من الغاز المتوهج يطلق عليه العلماء (السدم الكوكبية) ومع ما تحمله هذه السدم من جمالية في السماء فإنها تساعد أيضا في إثراء الكون بالعديد من العناصر المتكونة أثناء تطور النجم عبر ملايين السنين، ولا يتعدى عمر السدم الكوكبية أكثر من 30 ألف سنة فقط وهو عمر قصير مقارنة بأعمار النجوم، أما سبب تسميتها بهذا الاسم فقد كان بسبب خطأ تاريخي إذ لم يستطع عالم الفلك وليم هيرشل تحديد ماهية هذه الأجرام عند رصدها لأول مرة حيث كانت تبدو كأقراص صغيرة ودائرية تُشبه الكواكب مثل أورانوس ونبتون لذلك أطلق عليها هذا المسمى.

أما النجوم الصغيرة فقد يمتد عمر الواحد منها إلى 100 مليار عام وبالتالي لم يتم رصد موت أي من هذه النجوم حتى الآن ويعول عليها العلماء في فهم بداية الكون حيث إن طيفها يحتوي على نسبة عالية من الليثيوم الذي يعتبر عنصرا أساسيا لمعرفة أعمار النجوم، لكن تشير الدراسات إلى أن مثل هذه النجوم لا تملك الحرارة والضغط الكافيين لإشعال الهيليوم بعد نفاد الهيدروجين في نواتها وبالتالي تتحول هذه النجوم تدريجيا إلى قزم أبيض يشع القليل من الضوء. إن النجوم الصغيرة لها دور كبير في الإضاءة الكونية حيث إنها مصدر للضوء والطاقة في المجرات لفترات طويلة وتسهم في إعطائنا معلومات هامة عن الكون في مراحل تشكله الأولى.

في الختام يمكننا القول إن مراحل تطور النجوم وصل إلى مراحله الأخيرة وموتها تمثل دورة كونية تعكس الديناميكية المستمرة للكون، فبالرغم من التفاعلات العنيفة التي تحدث عند انتهاء عمر النجوم إلا أنه يؤسس لمرحلة جديدة تبدأ معها تكون نجوم أخرى وتساعد في إمداد الكون بعناصر جديدة لم نكن لنعلم بوجودها والتي تشكل الجيل القادم من النجوم والكواكب، مما يربط بين الحياة الكونية في سلسلة متصلة من التجدد.

إن المسافات البعيدة بيننا وبين النجوم تخفي عنا الكثير من الأسرار فبالرغم من تلألؤها في ليالي الشتاء الجميلة إلا أننا لا نعلم هل ما زالت هذه النجوم حاضرة إلى يومنا هذا أم أنها انفجرت قبل عشرات أو ملايين السنوات ولم نعلم بذلك حتى الآن، وهذا ما أخبرنا به الخالق سبحانه وتعالى حين يقول (فلا أقسم بمواقع النجوم وإنه لقسم لو تعلمون عظيم) صدق الله العظيم.

د. إسحاق بن يحيى الشعيلي رئيس مجلس إدارة الجمعية الفلكية العمانية

المصدر: لجريدة عمان