ماذا يحدث عندما تنفجر النجوم العملاقة؟ إنها تنشئ المستعرات الأعظمية، وهي بعض من أكثر الأحداث ديناميكية في الكون، تنشئ هذه الحرائق النجمية انفجارات شديدة لدرجة أن الضوء المنبعث منها يمكن أن يضيء مجرات بأكملها، ومع ذلك، فإنها تنشئ أيضًا شيئًا أغرب بكثير من البقايا: النجم النيوتروني.
النجم النيوتروني.
النجم النيوتروني عبارة عن كرة نيوترونات كثيفة ومضغوطة حقًا. لكن كيف ينتقل نجم ضخم من كونه جسمًا ساطعًا إلى نجم نيوتروني مرتجف ومغناطيسي للغاية وكثافة؟
الأمر كله يتعلق بالطريقة التي تعيش بها النجوم حياتها. تقضي النجوم معظم حياتها فيما يُعرف بالتسلسل الرئيسي.
يبدأ التسلسل الرئيسي عندما يشعل النجم الاندماج النووي في قلبه. ينتهي بمجرد استنفاد النجم للهيدروجين في قلبه ويبدأ في دمج العناصر الأثقل.
كل شيء مرتبط بالكتلة.
بمجرد أن يغادر النجم التسلسل الرئيسي، فإنه سيتبع مسارًا معينًا تم تحديده مسبقًا بواسطة كتلته.
الكتلة هي كمية المادة التي يحتوي عليها النجم. النجوم التي تحتوي على أكثر من ثماني كتل شمسية (كتلة شمسية واحدة تعادل كتلة شمسنا) ستترك التسلسل الرئيسي وستمر بعدة مراحل بينما تستمر في دمج العناصر حتى الحديد.
بمجرد توقف الاندماج في قلب النجم، يبدأ في الانكماش، أو يسقط على نفسه، بسبب الجاذبية الهائلة للطبقات الخارجية.
الجزء الخارجي من النجم “يسقط” على القلب ثم يرتد ليحدث انفجارًا هائلاً يسمى المستعر الأعظم من النوع الثاني. اعتمادًا على كتلة اللب نفسه، سيصبح إما نجمًا نيوترونيًا أو ثقبًا أسود.
إذا كانت كتلة اللب بين 1.4 و 3.0 كتلة شمسية، فإن اللب سيصبح نجمًا نيوترونيًا فقط. تصطدم البروتونات في القلب بالإلكترونات عالية الطاقة وتنتج نيوترونات.
يتصلب اللب ويرسل موجات صدمة عبر المادة التي تسقط عليه. ثم يتم دفع المادة الخارجية للنجم إلى الوسط المحيط مكونًا المستعر الأعظم.
إذا كانت المادة الأساسية المتبقية أكبر من ثلاث كتل شمسية، فهناك فرصة جيدة لاستمرارها في الانضغاط حتى تشكل ثقبًا أسود.
إقرأ أيضاً… ما هي أنواع النجوم المختلفة؟
خصائص النجم النيوتروني.
النجوم النيوترونية هي أشياء يصعب دراستها وفهمها. تبعث الضوء عبر جزء كبير من الطيف الكهرومغناطيسي – الأطوال الموجية المختلفة للضوء – ويبدو أنها تختلف قليلاً من نجم إلى نجم.
ومع ذلك، فإن حقيقة أن كل نجم نيوتروني يظهر خصائص مختلفة يمكن أن يساعد علماء الفلك على فهم ما يحركهم.
ربما يكون أكبر عائق أمام دراسة النجوم النيوترونية هو أنها كثيفة بشكل لا يصدق، كثيفة جدًا لدرجة أن كمية صغيرة من مادة النجوم النيوترونية سيكون لها نفس كتلة قمرنا.
لا يملك علماء الفلك أي طريقة لنمذجة هذا النوع من الكثافة هنا على الأرض. لذلك من الصعب فهم فيزياء ما يجري. هذا هو السبب في أن دراسة الضوء من هذه النجوم مهمة للغاية لأنها تعطينا أدلة على ما يجري داخل النجم.
يدعي بعض العلماء أن النوى تهيمن عليها مجموعة من الكواركات الحرة – وهي اللبنات الأساسية للمادة. يؤكد آخرون أن النوى مليئة بنوع آخر من الجسيمات الغريبة مثل البيون.
تحتوي النجوم النيوترونية أيضًا على مجالات مغناطيسية شديدة. وهذه الحقول هي المسؤولة جزئيًا عن تكوين الأشعة السينية وأشعة جاما التي يمكن رؤيتها من هذه الكائنات.
عندما تتسارع الإلكترونات حول خطوط المجال المغناطيسي وعلى طولها فإنها تنبعث منها إشعاع (ضوء) بأطوال موجية من الضوء البصري (الضوء الذي نراه بأعيننا) إلى أشعة جاما عالية الطاقة.
إقرأ أيضاً… أنواع الأجرام السماوية الموجودة في الكون.
النجوم النابضة.
يعتقد علماء الفلك أن جميع النجوم النيوترونية تدور وتقوم بذلك بسرعة كبيرة. نتيجة لذلك، تسفر بعض ملاحظات النجوم النيوترونية عن بصمة انبعاث “نبضية”.
لذلك غالبًا ما يُشار إلى النجوم النيوترونية باسم النجوم النابضة (أو النجوم)، ولكنها تختلف عن النجوم الأخرى ذات الانبعاث المتغير.
يرجع النبض من النجوم النيوترونية إلى دورانها، حيث تنبض النجوم الأخرى التي تنبض (مثل النجوم cephid) مع توسع النجم وتقلصه.
تعد النجوم النيوترونية والنجوم النابضة والثقوب السوداء من أكثر الأجسام النجمية غرابة في الكون. فهمهم ليس سوى جزء من التعلم عن فيزياء النجوم العملاقة وكيف تولد وتعيش وتموت.
