كتب النجم في شبابه
اذا لم تجد ما تبحث عنه يمكنك استخدام كلمات أكثر دقة.
النجم في شبابه (معلومة)
عندما ينضج النجم ويشرف وقوده من الهيدروجين على النهاية يبدأ النجم يخرج من سياق النسق الأساسي ، مثل انزياح طيفه إلى اليمين طبقا لمخطط هرتزشبروغ-راسل. يقل الضعط الداخلي فيه بسبب نضوب تفاعلات الاندماج التي تعمل على مقاومة قوة الجاذبية فينكمش قلب النجم بحيث إما أن يبدأ ضغط تحلل المادة بحيث يكفي لمقاومة قوة الجاذبية ويحد توازنا بينهما أو تزداد حرارة قلب النجم إلى درجة تسمح باندماج الهيليوم - عند نحو 100 مليون كلفن. أي من هذان الحدثان يحدث يعتمد على كتلة النجم .
النجوم ذات كتلة صغيرة
ماذا يحدث عندما يقل إنتاج النجم للطاقة بحيث لا نستطيع رؤيته ؟ يبلغ عمر الكون نجحو 8و13 مليار سنة، وهي فترة زمنية أقل من الفترة التي يحتاجها نجم صغير لاستهلاك وقوده .
النظريات الفلكية الحديثة تفكر في أن نجوما صغيرة مثل قزم أحمر (ذو كتلة نحو 1و0 كتلة شمسية ) ربما بقي في النسق الأساسي لمدة بين 6 - 12 ألف مليار سنة، حيث تزداد خلالها درجة حرارته و لمعانه ويحتاج إلى عدة مئات الملايين من السنين لكي ينهار رويدا رويدا ويصبح قزما أبيضا. تلك النجوم لا تمر بمرحلة العملاق الأحمر ويسير فيها الحمل الحراري بأكملها ولا يمكنها تكوين قلب من الهيليوم تظهر فيه ظاهرة المادة المتحللة ذات غلاف من الهيدروجين يجري الاندماج . وإنما يستمر اندماج الهيدروجين في داخل النجم حتى يتحول كل هيدروجين النجم إلى الهيليوم.
نجوم متوسطة الكتلة
نجوم ذات كتلة بين 5.0 حتى 10 كتلة شمسية تتحول عند نهاية عمرها إلى عمالقة حمر، وهؤلاء هم نجوم ضخمة لا تتبع النسق الأساسي وتصنيف أطيافها من النوعين K أو M.
تكون العمالقة الحمر منزاحة إلى اليمين بالنسبة لرسم هرتزشبرونج-راسل نظراً للونها الأحمر ولمعانها الشديد. مثال عليها الدبران في كوكبة الثور، ونجم السماك الرامح في كوكبة العواء. العمالقة الحمر لها قلب خامل ويحدث فيها اندماج الهيدروجين في طبقات داخل بعضها البعض، فوق قلب النجم ويحدث فيها اندماج الهيدروجين.
النجوم متوسطة الكتلة تصل إلى مرحلة العمالقة الحمر عن طريق طورين من بعد مغادرتهم النسق الأساسي: فرع العمالقة الحمر التي يتكون قلبها من الهيليوم ، ونجوم تفرع النجوم الضخمة التي يتكون قلبها من الكربون. تلك النجوم التي تتبع التفرع النجوم العمالقة فيها طبقات يندمج فيها الهيليوم ويعلو عليها طبقة يندمج فيها الهيدروجين ؛ بينما فرع العمالقة الحمر تحتوي عل طبقة يندمج فيها الهيدروجين فقط.
وفي كلتا الحالتين يتسبب تسارع عملية اندماج الهيدروجين في طبقاته فوق القلب إلى تمدد النجم. وهذا يعمل على رفع الطبقات الخارجية بعيدا عن القلب، مما يخفض من قوى الجذب عليهم، وتكون النتيجة هو أن تمدد طبقات اندماج الهيدروجين بطريقة اسرع من التمدد الناتج عن زيادة معدل تفاعلات الاندماج. بذلك تتأثر الطبقات العليا للنجم وتبرد شيئا ما، وهذا يزيد من درجة اللون الأحمر للنجم بالنسبة لاحمراره أثناء تواجده في النسق الأساسي.
نجوم كبيرة الكتلة
بالنسبة إلى النجوم كبيرة الكتلة يكون قلب النجم كبيرا بحيث يحدث اندماج الهيدروجين واندماج الهيليوم قبل حدوث ضغط تحلل المادة الذي هو تحلل للإلكترونات طبقا لمبدأ استبعاد باولي . في بدء عمر النجم كبير الكتلة تكون ضياؤه أشد من ضياء نجم متوسط الكتلة . وعندما يبدأ مبكرا اندماج الهيليوم ويبقى الهيدروجين على طبقته الخارجية ويزاول عملية الاندماج، فيكون لمعان النجم كبير الكتلة لا يختلف كثيرا عن لمعان النجم المتوسط الكتلة ؛ إلى انهم يكونون أشد لمعانا من عملاق أحمر تكوّن من نجم متوسط الكتلة. . كالشمس لالبدء يكو|لإلكترونات . النجوم كبيرة الكتلة لا تعمر كثيرا حتى تصل إلى مرحلة عملاق أحمر فائق ؛ وإنما ينفجرون مبكرا في شكل مستعر أعظم II.
النجوم الكبيرة الحجم وتكون كتلتهم أكبر من نحو 40 كتلة شمسية يكونون شديدي السطوع وتنطلق منهم رياحا نجمية هائلة وسريعة جدا، وتنطلق منهم مادة بكثافة بسبب ضغط الإشعاع الشديد، حتى أنهم يمزقون طبقاهم الخارجية من قبل أن يصلوا إلى مرحلة عملاق أحمر فائق. تلك النجوم يتميزون بدرجة حرارة عالية جدا على السطح ويكون لونهم أزرق-أبيض منذ البداية.
أكبر النجوم كبيرة الكتلة يصل كتلتها بين 100 إلى 150 كتلة شمسية وتتناثر منها المادة رويدا رويدا من على سطحها بسبب ضغط الإشعاع الشديد الآتي من داخلها. وعلى الرغم من أن النجوم متوسطة الكتلة لا تحرق طبقاتها الخارجية سريعا، إلا انها قد لا تصل إلى مرحلة عملاق أحمر أو عملاق أحمر فائق إذا كانوا في أنظمة ازدواجية، بمعني أن يتكون النظام من نجمين يدوران حول بعضهما البعض. في تلك الأنظمة المزدوجة وعندما تكون المسافة بين النجمين صغيرة يحدث أن قد يفقد أحدهما طبقته الخارجية ويجتذبها الآخر .
منذ بداية النجم كبير الكتلة تتزايد درجة حرارة قلب النجم وتتزايد كثافتها حيث يتحول اندماج الهيدروجين إلى هيليوم وعناصر أخرى . ولا ينشأ ضغط تحلل الإلكترونات فيها إلى درجة كافية لإيقاف انكماشها وبذلك تستهلك العناصر في قلبها، وتنشأ عن الاندماج المتتالي عناصر أثقل من الهيليوم والكربون والأكسجين وجميع تلك العاصر توالي اندماجها مع بعضها كلما ارتفعت درجة الحرارة في قلبها، فتبقى في حالة توازن بين ضغط الإشعاع الداخلي وقوة الثقالة التي تحاول جمع كل مادة النجم نحو مركزه.
أما في حالة نجم تكون كتلته قد وصلت إلى أقل من 4و1 كتلة شمسية من بعد فقدانه مادة فقد يتكون منه قزم أبيض وربما تحيطه سحالة كوكبية، في تلك الحالة يكون القزم الأبيض من الأكسجين و النيون و المغنسيوم.
فوق كتلة معينة تبلغ نحو 5و2 كتلة شمسية تزداد درجة حرارة باطن النجم أعلى من درجة حرارة قلب نجم متوسط . وعلى سبيل المثال إذا كانت كتلة النجم الابتدائية 10 كتلة شمسية فإن درجة حرارة قلبه تصل إلى نحو 1و1 مليار كلفن ، وهي درجة حرارة يمكن أن تحدث عندها انقسام النيون بحيث يتكون منه أكسجين وهيليوم . في تلك الحالة يندمج الهيليوم مع بعض النيون مكونا مغنسيوم ؛ وتبدأ عملية إندماج الأكسجين ويتكون الكبريت و السيليكون وبعض العناصر الأخف منهما أيضا. وفي النهاية تصبح درجة الحرارة عالية بشدة يمكن عندها أن تنقسم أي نوايا ذرية وتنتج مها أنوية الهيليوم (جسيمات ألفا) ، وعند ذلك يمكن لبعض أنوية الهيليوم أن تتحد مع بعضها ومع عناصر أثقل خلال تفاعلات اندماج نووي .
عندما يكون قلب النجم كبيرا عن حد تحوله إلى قزم أبيض ومع ذلك غير كافيا لمداومة تحول النيون إلى اكسجين ومغنسيوم ينكمش قلب النجم بسبب اصطياد الإلكترونات من قبل الوصول إلى اندماج العناصر الثقيلة. يؤدي اصتياد الإلكترونات في أنوية متوسطة الثقل تكوّن عناصر متوسطة مثل الألمونيوم والصوديوم، وهذا قد يؤدي إلى زيادة في النكماش من قبل حدوث الانهيار النهائي. ومع حدوث الانهيار فهذا يؤثر على نسب العناصر المتولدة خلال الانهيار والمتشتتة في المستعر الأعظم.
