دورة حياة النجوم ومخطط هرتزشبرونغ–راسل – من السديم إلى القزم الأبيض أو النجم النيوتروني أو الثقب الأسود
الفيزياءالجاذبية وعلم الفلك17–18 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلاختر الكتلة الابتدائية للنجم (0.1–40 M☉) وتتبّع مساره على مخطط هرتزشبرونغ–راسل: سديم، فنجم أولي، فالتتابع الرئيسي، فعملاق أحمر أو عملاق أحمر فائق، ثم قزم أبيض، أو مستعر أعظم يخلّف نجمًا نيوترونيًا أو ثقبًا أسود. تعرض القراءات درجة الحرارة والضياء، ونصف القطر من العلاقة L = 4πR²σT⁴، والطول الموجي لذروة الإشعاع من قانون فين، والعمر ≈ 10¹⁰ سنة × M^−2.5. ويُظهر شريط العناصر ما يصنعه النجم من عناصر، ويمكن النقر على نجوم حقيقية مثل الشعرى اليمانية ومنكب الجوزاء للمقارنة.
الدرس: دورة حياة النجوم والاندماج النووي ومخطط هرتزشبرونغ–راسل
ماذا تعرض
تحدد الكتلة الابتدائية للنجم مسار حياته كلها. تجمع الجاذبية سحابة من الغاز في نجم أولي إلى أن يسخن اللب بما يكفي لاندماج الهيدروجين؛ ثم يقضي النجم معظم عمره على التتابع الرئيسي، حيث تكون النجوم الأكبر كتلة أشد حرارة وأكثر ضياءً بكثير وأقصر عمرًا بكثير. وعندما ينفد الهيدروجين في اللب، ينتفخ النجم الشبيه بالشمس ليصبح عملاقًا أحمر، ويدمج الهيليوم إلى كربون وأكسجين، ثم يطرح سديمًا كوكبيًا ويخلّف قزمًا أبيض. أما النجوم التي تزيد كتلتها على نحو 8 كتل شمسية فتدمج العناصر حتى الحديد، ثم تنفجر مستعرات عظمى تخلّف نجمًا نيوترونيًا أو ثقبًا أسود وتنشر العناصر الثقيلة في الفضاء.
طريقة الاستخدام
اسحب منزلق «الكتلة الابتدائية» أو اضغط قيمة جاهزة مثل 1 M☉ أو 15 M☉، ثم اضغط «تشغيل» لترى النجم يتحرك على مخطط H–R؛ واستخدم ◀ و▶ أو منزلق «دورة الحياة» للانتقال بين المراحل. تعرض اللوحات حجم النجم ولونه وطبقاته الداخلية والعناصر التي يصنعها. فعّل «نجوم معروفة» وانقر على نجم لقراءة بياناته، وفعّل «خطوط نصف القطر الثابت» لمقارنة الأحجام.
المعاملات القابلة للتغيير
- الكتلة الابتدائية للنجم 0.1–40 M☉
- إظهار النجوم المعروفة
- إظهار خطوط نصف القطر الثابت
أسئلة للاستكشاف
- لماذا يعيش نجم كتلته 10 كتل شمسية زمنًا أقصر من عمر الشمس بمئات المرات؟
- اعتمادًا على مخطط H–R، أيهما أشد حرارة وأيهما أكبر حجمًا: منكب الجوزاء أم الشعرى B؟
- لماذا يتوقف الاندماج النووي في لب النجم عند الحديد؟
