تمكن علماء الفلك باستخدام أدوات مختلفة في التلسكوب الكبير جدًا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي (ESO) من اكتشاف أثقل النجوم حتى الآن، حيث يبلغ وزن أحدها 300 مرة أثقل من الشمس، أو ضعف الحد الأعلى الذي يُعتقد أنه يبلغ 150 كتلة شمسية.
باستخدام التلسكوب الكبير جدًا (VLT)، بالإضافة إلى البيانات الأرشيفية من تلسكوب هابل الفضائي، قام فريق من علماء الفلك بقيادة بول كروثر، أستاذ الفيزياء الفلكية في جامعة شيفيلد بالمملكة المتحدة، بدراسة مجموعتين من النجوم الشابة NGC 3603 وRMC 136a بتفصيل كبير. NGC 3603 هو مصنع كوني حيث تتشكل النجوم من السحب الواسعة من الغاز والغبار التي تشكل السديم الواقع على بعد 22 ألف سنة ضوئية منا.
RMC 136a أو ببساطة R136 هو سديم فتي آخر يحتوي على نجوم ضخمة وساخنة يقع داخل سديم الرتيلاء في إحدى المجرات المجاورة لمجرة درب التبانة - في سحابة ماجلان الكبرى على بعد 165 ألف سنة ضوئية.
اكتشف الفريق العديد من النجوم التي تزيد درجة حرارة سطحها عن 40 ألف درجة مئوية - أو 7 مرات أكثر سخونة من الشمس، وهي أيضًا أكبر بعشرات المرات وأكثر سطوعًا بملايين المرات من الشمس. وتحدث النموذج حتى الآن عن الحد الأقصى الذي يمكن أن يصل إليه النجم وهو 150 كتلة شمسية. ويعد النجم R136a1 المكتشف في العنقود R136 أضخم نجم تم اكتشافه حتى الآن، عندما كانت كتلته عند الولادة 320 كتلة شمسية واليوم يزن 265 كتلة شمسية فقط.
وفي NGC 3603، تمكن علماء الفلك أيضًا من قياس كتل نجمين ينتميان إلى نظام نجمي ثنائي بشكل مباشر، من أجل التحقق من صحة النموذج. تشير التقديرات إلى أن النجوم A1 وB وC في هذه المجموعة لها كتلة ولادة تبلغ حوالي 150 كتلة شمسية.
"النجوم الضخمة جدًا تنتج رياحًا قوية. وقال كروثر: "على عكس البشر، تولد النجوم ثقيلة الوزن وتفقد الوزن مع تقدم العمر". "على الرغم من أن عمره مليون عام، إلا أن R136a1 هو بالفعل في منتصف العمر ويتبع برنامجًا ضخمًا لإنقاص الوزن. لقد فقد بالفعل خمس كتلته الأصلية مع مرور الوقت، وهي كتلة تعادل خمسين كتلة شمسية.
"إذا حل R136a1 محل الشمس في النظام الشمسي، فإنه سيكسوف الشمس بقدر كسوف الشمس للقمر الكامل. وقال رافائيل هيرشي من جامعة كيل، وهو عضو في الفريق: "كتلته العالية ستقصر سنة الأرض بثلاثة أسابيع، وستغمر الأرض في الأشعة فوق البنفسجية القوية، مما يجعل الحياة على الأرض مستحيلة".
هذه النجوم فائقة الكتلة نادرة، فهي تتشكل ولكن بشكل متقطع في مجموعات مدمجة. ويتطلب فصل النجوم المنفردة - وهو ما تم تحقيقه الآن لأول مرة - دقة عالية لأجهزة الأشعة تحت الحمراء في VLT.
قام الفريق أيضًا بتقدير أقصى كتلة ممكنة من النجوم داخل هذه العناقيد وعدد صغير نسبيًا من العناقيد الضخمة الأخرى. "أصغر النجوم يقتصر حجمها على 80 مرة حجم كوكب المشتري. يقول عضو الفريق أوليفر شنور من معهد الفيزياء الفلكية في بوتسدام بألمانيا: "توجد أدناه نجوم فاشلة أو أقزام بنية". "تدعم النتائج الجديدة النموذج حتى الآن القائل بوجود حد أعلى لكتلة النجوم، على الرغم من أن العدد قد زاد بعامل اثنين إلى حوالي 300 كتلة شمسية.
ضمن R136، أربعة نجوم فقط كانت أثقل من 150 كتلة شمسية عند الولادة، لكنها مسؤولة عن نصف كثافة الرياح الشمسية والإشعاع للعنقود بأكمله، الذي يبلغ عدده حوالي 136 نجم. يشع R1a60 طاقة إلى محيطه أكثر بـ XNUMX مرة من كثافة الطاقة في سديم الجبار، وهي أقرب منطقة لتشكل النجوم إلى الأرض.
"إن فهم مسألة كيفية تشكل مثل هذه النجوم الضخمة هو لغز في حد ذاته، بسبب عمرها القصير والرياح القوية التي تخلقها، وبالتالي فإن تحديد الحالات المتطرفة مثل R136a1 يرفع تحدي النظريات خطوة أخرى. "إما أنهم ولدوا بهذه الضخامة أو أن النجوم الصغيرة تندمج معًا لتشكلهم." يشرح كروثر.
تعليقات 18
http://en.wikipedia.org/wiki/Eddington_limit
وسأكون ممتنا لو قام شخص ما بترجمتها
إنه أمر رائع... مثل هذا النجم الكبير... هل هذا يعني أنه إذا وجدنا نجمًا أكبر من ذلك، فهناك احتمال أن نتمكن من رؤية عملية مستعر أعظم مستمرة وكاملة خلال حياة الإنسان؟... نستطيع رؤية الحياة كلها للنجم ربما؟
مايكل
هناك مدخل شامل إلى حد ما حول موضوع الريشة (مقياس إشعاع كروكس) على ويكيبيديا.
ومن المؤكد أن هذه الظاهرة مثيرة للاهتمام ولها أيضًا آثار على دوران الكويكبات. يبدو
لأن الإشعاع الشمسي يتسبب في دوران الكويكبات حول محورها ويؤدي في بعض الأحيان إلى تفككها
الكويكب إلى قطع أصغر بعد الدوران. هناك طالب دكتوراه اسمه ديفيد
بوليشوك في جامعة تل أبيب والذي يبحث في هذا المجال.
ودي:
شكرا على التوضيح بخصوص الريشة.
أتذكر أنه في طفولتي أحضر والدي مثل هذا السبت إلى المنزل وقدم شرح كروكس.
أتذكر حتى ذلك الحين لم يكن الأمر منطقيًا بالنسبة لي - على وجه التحديد بسبب إضاءة الجانب المظلم - لكن لم يكن لدي من أتحدث إليه وعلى مر السنين نسيت القصة ولم أحقق فيها مرة أخرى.
الغزال
بخصوص الرد 11
وأنا أيضًا سمعت الادعاءات التي تقول إن النجوم من هذا النوع تنهار إلى ثقوب سوداء، وأنا أوافق على هذه الادعاءات.
كما أن هناك ادعاء بأن هناك حضارة تعرف كيف تتحكم في جميع أنواع الطاقة في الكون.
إذا افترضنا أن هذا صحيح، فيمكننا أن ندعي أنه من المحتمل أن الحضارة هي التي تخلق هذه النجوم الضخمة ثم تقوم بتفجيرها (أو تنتظرها حتى تنفجر من تلقاء نفسها) وبهذه الطريقة تخلق الثقوب السوداء من أجل الانتقال إلى الأكوان الموازية.
لا يقتصر الأمر على أن الحضارة تقع على مسافة (أو حدود) حيث توجد.
؟؟؟؟
ومن المثير للاهتمام، الحقيقة هي أنه يمكنك إجراء حساب كمي ومحاولة تقدير مدى قوتها، شكرًا على أي حال
الغزال
شكرًا لك على تعليقاتك الحكيمة التي تعمل على تحسين تجربة قراءة المقالات الموجودة على الموقع بشكل كبير. أردت فقط أن أشير إلى تصحيح بسيط. التجارب الصغيرة التي تراها أحيانًا في المتاحف أو على اليوتيوب لا تثبت الضغط الإشعاعي. تسمى الريشة الدوارة نتيجة للإضاءة بمقياس إشعاع كروكس. لا تدور الريشة بفعل ضغط الإشعاع ولكن نتيجة لتسخين السطح وما ينتج عن ذلك من تكوين تيارات هوائية تؤدي إلى الدوران. يمكن تعلم ذلك من اعتماد دوران الريشة على جودة الفراغ، فعندما يكون الفراغ "جيدًا" جدًا، لا تدور الريشة بسبب عدم وجود تيارات هوائية قوية بما فيه الكفاية، وعندما لا يكون هناك فراغ "كافي" كما أنها لا تدور لأن الاحتكاك مرتفع جدًا. دليل آخر على أنه ليس ضغطًا إشعاعيًا هو الاتجاه "المعاكس" للدوران. تدور الريشة عندما يأتي الدفع للتدوير من الجانب الأسود وليس الجانب اللامع. ولو كان الأمر يتعلق بالضغط الإشعاعي، لحصل الجانب اللامع على قوة دفع أكبر لأنه يعكس الفوتونات ولا يمتصها.
بالمناسبة، تفسير كروكس لهذه الظاهرة هو أنه ادعى خطأً أن الريشة تدور نتيجة للضغط الإشعاعي. وقد أيد ماكسويل هذا التفسير أيضًا، حيث تنبأ بمثل هذه الظاهرة. فقط في بداية القرن العشرين تم إجراء تجارب تثبت أن سبب الدوران مختلف.
عامي وإيثان،
في بعض الأحيان، ينهي النجم الذي تبلغ كتلته أكثر من 8 أضعاف كتلة الشمس حياته في مستعر أعظم، ولكن ليس دائمًا - في بعض الأحيان تحدث أشياء أكثر إثارة للاهتمام (ربما؟)
لا أعرف ماذا سيحدث لمثل هذا النجم الوحشي لأنه حقًا مميز جدًا، على أية حال، النجوم العادية بجميع أحجامها تنتفخ وتصبح عمالقة بعد أن تستهلك الهيدروجين الموجود فيها.
وذلك عندما تبدأ عملية حرق الهيليوم إلى كربون وأكسجين ثم تستمر (إذا كانت النجوم ضخمة بدرجة كافية) إلى مواد أخرى أثقل وأثقل حتى تصل إلى الذروة في الحديد أو النيكل (حسب الضغوط).
وفي مرحلة ما، ينهار قلب النجم ومن ثم يحدث مستعر أعظم، وتصبح القصة مألوفة. ومع ذلك، فإن النجوم التي تحولت إلى مستعر أعظم تظل نجومًا نيوترونية، في حين أن مثل هذه النجوم الضخمة لا تنتهي حياتها كنجوم نيوترونية، بل كثقوب سوداء.
من المحتمل أن تكون هناك ادعاءات مقبولة إلى حد ما، والتي بموجبها تنشأ بعض انفجارات أشعة جاما من نجم ضخم ينهار في ثقب أسود - إذا كان هذا هو الحال، فإن النجم الذي أمامنا لن ينهي حياته في مستعر أعظم ثم مستعر أعظم نجم نيوتروني ولكن في انفجار GRB ومن ثم ثقب أسود
من المؤكد، على حد ما أتذكر، أن النجم الذي زاد حجمه عن ثمانية أضعاف كتلة الشمس سوف يتحول إلى مستعر أعظم في نهاية حياته وسوف تتطاير العناصر الموجودة فيه (من الهيدروجين إلى الحديد) في كل الاتجاهات.
ماذا سيحدث لهذا النجم في آخر أيامه؟
هل سينمو أكثر؟
ملاحظة أخرى بخصوص تعليقات المدونة،
يتم الحفاظ على كل نجم في حالة توازن بين سحب الجاذبية للداخل والضغط الذي يدفع للخارج.
يتكون الضغط من عنصرين، الضغط الإشعاعي وضغط الغاز (الضغط الحراري كما هو الحال في البالون).
في النجوم الكبيرة، يكون الضغط الإشعاعي هو السائد
في النجوم الصغيرة (مثل الشمس) - يكون ضغط الغاز هو السائد
على سبيل المثال، إن لمعان إدينغتون بالنسبة لكتلة الشمس أعلى بحوالي 30,000 ألف مرة من لمعان الشمس، ولولا ضغط الغاز لانهارت
يائير،
بيتلجوس ليس نجم المسلسل الرئيسي بل عملاق في نهاية أيامه، وبالتالي فإن التضحية له لا تصح
إن تفسير المدونة للحد الأقصى لإشعاع النجم صحيح (باستثناء قوله بأن الحد النظري يحتاج إلى إعادة صياغة) ويمكن تفسيره ببساطة نسبيًا:
وفقا للنظرية الكهرومغناطيسية، فإن المجال الكهرومغناطيسي لديه طاقة، وبالتالي فإن الضوء (الإشعاع الكهرومغناطيسي) لديه قوة دفع.
هناك تجارب بسيطة جدًا يتم عرضها أحيانًا في متاحف العلوم (وأنا متأكد تمامًا على موقع YouTube أيضًا) والتي تظهر فيها سبتًا صغيرًا يدور عند عرضه عليه باستخدام جهاز عرض.
وفي ضوء ذلك، سننظر إلى كتلة متناهية الصغر من المادة على حافة النجم. يتم سحب كتلة المادة (بواسطة الجاذبية) بكثافة تتناسب مع كتلة النجم، ومن ناحية أخرى، يتم "دفعها" بواسطة زخم الضوء بقوة تتناسب مع إضاءة النجم. وهكذا يمكننا أن نستنتج أن أقصى قدر من الإضاءة التي لن تبدأ في تفكك النجم، يتم الحصول عليها من خلال مقارنة القوتين وبالتالي سنحصل على إضاءة إدنجتون - المتناسبة مع كتلة النجم. وبالتالي، إذا زاد لمعان النجم لأي سبب من الأسباب بنسبة أعلى من النسبة المباشرة إلى الكتلة (وهذا هو الحال)، فسيتم الحصول على حد أقصى معين لكتلة النجم.
من الناحية العملية، هناك العديد من الأجسام التي تضيء بدرجة سطوع أعلى من لمعان إدنجتون، وهناك أيضًا عدد لا بأس به من النجوم التي تفعل ذلك (إذا لم أكن مخطئًا، فإن الكتلة القصوى للنجم وفقًا لمثل هذه الحسابات البسيطة تبلغ حوالي 18 كتلة شمسية، أقل بكثير من الحد الأعلى للنجم) - كيف يحدث هذا؟
في هذا الحساب، افترضنا أن الجسم لديه تناظر عددي - أي، إذا أخذت غلافًا على مسافة R من المركز، فإن الغلاف بأكمله هو نفسه، في الممارسة العملية - هناك أسباب وجيهة لعدم ثبات هذا، وإذا إذا افترضت أن وسطًا غير متجانس (اضطرابات صغيرة في الكثافة) يمكنك الحصول على إضاءة أعلى من إضاءة أدينغتون. ثمن ذلك هو خلق "الروح" التي تعمل عملياً على تفكيك النجم ببطء كما هو موضح في المقال.
على ما يبدو، من الممكن استخدام خدعة عدم التجانس هذه لنقل إضاءة عالية بلا حدود (للحصول على عدم تجانس قوي جدًا)، ولكن من الضروري شرح كيف سينشأ موقف لا يكون فيه الوسط متجانسًا. الآليات التي تصف خلق عدم التجانس معقدة للغاية ويصعب حسابها ويبدو أنه حتى الآن تنبأ النموذج بخلق عدم تجانس يسمح بنقل ما يصل إلى X أضعاف لمعان إدنجتون (الموافق 150 كتلة شمسية) والآن لقد وجد أنه من الممكن نقل ما يصل إلى Y مرات من لمعان Eddington (الموافق 300 كتلة شمسية).
ولذلك لا يوجد تغيير مهم هنا في النظرية التي تتنبأ بحد أقصى للإضاءة، ولكن فقط تغيير في القيمة الكمية لدرجة عدم التجانس التي تسمح بنقل المزيد.
إنه أمر جميل ومثير للاهتمام، ولكنه ليس استراحة في كل ما نعرفه.
هذه الأرقام تبدو منخفضة بشكل مدهش بالنسبة لي.
من حيث الحجم، هناك نجوم ضخمة - قطر بيتلغوس يبلغ حوالي 700 مرة قطر الشمس (حيث تبلغ نسبة الحجم حوالي 700 أس ثلاثة، أو 343,000,000). لم أفهم أبدًا أي النجوم لديها مثل هذه الكثافة المنخفضة مقارنة بالشمس.
هذه الشمس ببساطة لا يمكن تصورها.. الكون يبهرني في كل مرة
رائعة ببساطة
الرد على امي:
يتم موازنة كل نجم بواسطة قوتين: الجاذبية التي تسحبه إلى الداخل، والإشعاع الذي ينتجه، والذي يدفعه إلى الخارج. كلما كان النجم أكثر ضخامة، كلما زاد الإشعاع الذي يصدره. هناك حد نظري للإشعاع الذي يمكن أن يصدره النجم، دون أن يتفكك إلى عناصره (وهذا ما يسمى "إشعاع إدنجتون").
من الواضح أن هناك بعض النجوم التي تنتهك حد إدينغتون، لكنها لا تنفصل. قد يكون من المفيد إعادة صياغة هذا الحد النظري.
يبدو لي أنه في مرحلة ما تتوقف الجاذبية عن التأثير، وهذا هو "الحد" للنجم. على الرغم من أنني لست متأكدا.
لماذا يجب أن يكون هناك حد أعلى لحجم النجم؟ ما الذي يمنع الغاز من الضغط إلى نجم؟