الحياة الرائعة للسديم

Herschel and Hubble Composite of Crab Nebula 1024

يجمع هذا المشهد النابض بالحياة لسديم السرطان بين عرض الأشعة تحت الحمراء من مرصد هيرشل الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية وصورة بصرية من أرشيف تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا / وكالة الفضاء الأوروبية. (رصيد الصورة: ESA / Herschel / PACS / MESS Key Program Supernova Remnant Team ؛ ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وأليسون لول / جيف هيستر (جامعة ولاية أريزونا))



بول سوتر هو عالم فيزياء فلكية في جامعة ولاية أوهايو وكبير العلماء في كولومبوس بولاية أوهايو مركز العلوم والصناعة (COSI) . يستضيف سوتر أيضًا برامج البودكاست اسأل رائد فضاء ' و ' RealSpace و 'سلسلة يوتيوب' مساحة في وجهك '.



لامعة ، براقة ، رشيقة. آخر بيان أزياء السجادة الحمراء؟ لا بالطبع لأ. أنا أتحدث عن السدم ، السحب الناعمة للغاز والغبار المنتشرة في كل مجرة. لا يمكن للأقمشة الأرضية أن تقترب من الجمال السماوي الضعيف لهذه الأشياء.

تتخللها جميع أنحاء مجرة ​​درب التبانة ، فهي توفر لعلماء الفلك الهواة نظرة مبهجة وتمنح علماء الفلك المحترفين الكثير للتفكير. نرى هذه الأشياء في جميع أنواع الأشكال والأحجام والألوان والتكوينات ، من المجالات والأصداف شبه المثالية إلى الحلزونات المعقدة بشكل مذهل إلى الحطام المتشابك. لكن من أين أتوا بالضبط؟ وربما الأهم من ذلك ، إلى أين هم ذاهبون؟



[ شاهد هذا الفيديو حيث أصف كتالوج ميسييه للسدم. ]

في النجوم

لإلقاء نظرة فاحصة على السدم ، دعونا أولاً نلقي نظرة على النجوم. صغير الحجم ومضغوط وكثيف - على الأقل من الناحية الفلكية - النجم هو إلى حد كبير عكس السديم. تأتي قوة النجم من الاندماج النووي ، والذي يحدث بسبب الضغوط الشديدة التي تدفع العناصر معًا عبر مناطق الراحة الشخصية الخاصة بهم. ينتج عن هذا الاندماج عناصر أثقل وقليلاً ضئيلاً من الطاقة المتبقية ، وهو ما يكفي للحفاظ على النجم لملايين (في حالة النجوم الضخمة) إلى تريليونات (في حالة المراهقين - بالكاد - فوق- قزم بني نجوم) سنوات. [50 صورة رائعة لسديم الفضاء السحيق]

بغض النظر عن المدة التي تستغرقها النجوم ، فهي مخلوقات محدودة. وبالتالي ، يجب أن يكونوا قد أتوا من مكان ما وينتهي بهم الأمر بالذهاب إلى مكان آخر. من المفترض أنهم لم يبدأوا الحياة ككرات صغيرة وكثيفة ولن تُنهي الحياة بنفس الطريقة أيضًا. إذن من أين تأتي النجوم ، وإلى أين هم ذاهبون؟



بناءً على موضوع هذه المقالة ، يمكنك على الأرجح تخمين الإجابة: السدم. تأتي النجوم من السدم وينتهي بها الأمر بالتحول إلى سدم. وبالمثل ، يمكن تصنيف السدم عمومًا إلى فئتين: على وشك أن تكون نجومًا ومستخدمة لتكون نجومًا.

على وشك أن تكون نجوم

يمكن للمرء أن يجادل في أن الحالة الطبيعية للمادة هي غيوم من الأشياء. في الواقع ، أنا على وشك تقديم هذه الحجة فقط. تعتمد النجوم على عملية محددة ، الاندماج النووي ، للبقاء على قيد الحياة ، وبمجرد انتهاء هذه العملية ، تتوقف عن كونها نجوم. الأشياء المعروفة بالنجوم مؤقتة تمامًا. لكن سحابة من الغاز والغبار؟ يمكن أن تكون مجرد سحابة من الغاز والغبار طالما تريد. إذا لم تكن هناك قوى تدفعه بطريقة أو بأخرى ، فسيكون من دواعي سروري تمامًا أن تكون على ما هي عليه.

سيتغير هذا فقط عندما يتم دفع السديم ، على سبيل المثال من خلال تفاعل الجاذبية الصدفة مع أحد الجيران ، أو عن طريق الاقتراب جدًا من سوبر نوفا قريب (يجب أن تكره ذلك عندما يحدث ذلك). بمجرد دفعه ، يمكن أن يصبح السديم غير مستقر ، وسحب جاذبيته الذاتية الطبيعية يطغى على ضغط الغاز الطبيعي المتساوي (حدث تميز بالوصول إلى عتبة يطلق عليها اسم 'عدم استقرار الجينز'). بسرعة كبيرة ، تتفرع أجزاء من السديم وتتفكك ، وتحطم نفسها على نفسها ابدأ حفلة الانصهار وصنع بعض النجوم.



اذا أنت

إذا كنت خبيرًا موضعيًا - باحثًا أو قائد أعمال أو مؤلفًا أو مبتكرًا - وترغب في المساهمة بمقالة افتتاحية ، مراسلتنا عبر البريد الإلكتروني هنا .(رصيد الصورة: demokratija.eu)

القطع المحطمة تتحول إلى 'سدم مظلمة' (تلميح: إنها نوع من السود) لأن كثافتها العالية تحجب الضوء القادم من أي نجوم حديثة التكوين. لحسن الحظ ، تخترق الأشعة تحت الحمراء والراديو حتى أشد هذه السدم كثافة ، مما يسمح لعلماء الفلك بالتحديق في الأرحام النجمية لهذه الغيوم.

سحابة نموذجية من الغاز ، بمجرد عدم استقرارها ، قد تصنع مئات أو حتى آلاف النجوم في دفعة واحدة. أكبر تلك النجوم وأكثرها سطوعًا ستطلق أطنانًا من الإشعاع الساخن والثقيل عالي الطاقة ، مما يثير الجزيئات في السديم المتبقي ويتسبب في توهجها باللون الأحمر الوردي.

يُطلق عليها اسم 'السدم الانبعاثية' - لأن مادتها تنبعث منها ضوءًا - لن تدوم طويلاً. تلك النجوم الكبيرة الساطعة التي تقذف الإشعاع هي تأكد من الذهاب سوبر نوفا ، تمزيق حجاب الغبار والغاز الهش بالفعل ونشر هذه المادة بشكل رقيق للغاية حتى أن أكثر المراقبين حرصًا غير قادرين على تمييزها عن الخلفية الفضائية العامة.

اعتادت أن تكون نجوما

وهذا يقودنا إلى حيث تأتي السدم في المقام الأول. الجواب بالطبع هو النجوم. عندما تموت النجوم ، فهي ليست جميلة - أو أنها جميلة جدًا ، اعتمادًا على وجهة نظرك. [صور سوبر نوفا: صور رائعة لانفجارات النجوم]

تنطلق أكبر النجوم بأسلوب مذهل ، وتطلق العنان لكل طاقتها غير المنفقة تقريبًا في انفجار يمكن أن يتفوق على مجرات بأكملها (لكي نكون منصفين ، سيستمر الانفجار بضعة أيام أو أسابيع فقط ، بينما تستمر المجرات في السطوع لتريليونات السنين). يحمل هذا الانفجار بطبيعة الحال الكثير من 'الأشياء' بعيدًا عن النجم الأصلي ؛ في الأساس ، ينقلب النجم بأكمله من الداخل إلى الخارج وينتقل من شكل نقطة إلى شكل سحابة في حدث واحد رائع.

تنقل المادة المقذوفة موجات الصدمة بجزء صحي من سرعة الضوء ، لذلك لا يستغرق تكوين السديم ذي الحجم المناسب وقتًا طويلاً. حتى المستعرات الأعظمية التي حدثت منذ مئات السنين فقط (والتي قد تكون بالأمس من الناحية الفلكية) أصبحت بالفعل عروض فنية جميلة. أحد الأمثلة على ذلك هو سديم سرطان البحر Crab nebula ، الذي يضيئه الإشعاع الشديد الذي لا يزال يتدفق من اللب الساخن المتبقي لنجمه الميت.

لا تنفجر النجوم مثل شمس الأرض بشكل مكثف ، لكن هذا لا يعني أنها لن تتمكن من إنشاء روائعها الخاصة. بالقرب من نهايات حياة هذه النجوم ، يؤدي التحول من الاندماج القائم على الهيدروجين إلى الاندماج القائم على الهيليوم في النوى إلى تفاعل معقد في الأجزاء الداخلية النجمية. يؤدي هذا إلى تضخم الطبقات الخارجية وتوسعها ثم تنفصل عنها في النهاية. تدفع الطبيعة غير المنتظمة للنجم خلال هذا الوقت الغاز المتحرك للخارج في اتجاهات غريبة.

النتيجة: السدم الكوكبية ، والتي للأسف لا علاقة لها بالكواكب على الإطلاق. يأتون في مجموعة متنوعة من الأشكال والأنماط البرية. لا تدوم طويلا. مثل أبناء عمومتهم المستعرات الأعظمية ، يضيئون بالنواة المتبقية من النجم ، وبمجرد أن يتلاشى ذلك بعد بضعة آلاف من السنين ، ينتهي عرض الألعاب النارية.

ولكن نظرًا لأن النجوم مثل شمس الأرض شائعة جدًا ، تستمر هذه المجرة في إنتاج سدم كوكبية جديدة ، تزين قرص المجرة مثل زينة عيد الميلاد.

[ شاهد هذا الفيديو حيث أشرح دورات حياة النجوم. ]

دائرة الحياة النجمية

هذا كل شيء: تتحول السديم إلى نجوم ، وتتحول النجوم إلى سدم. إنها دورة استمرت لأكثر من 13 مليار سنة ، بدأت عندما انقلب السديم الأول إلى نجم. وستستمر لتريليونات أخرى. في النهاية ، على الرغم من ذلك ، ستفوز السدم: تحتاج إلى حزم أشياء كافية في مساحة صغيرة بما يكفي لتكوين نجم ، وبمجرد نفاد الفرص ، تنفد النجوم ، وسيعود الكون إلى طبيعته على المدى الطويل. الدولة: مجموعة من الغاز والغبار تطفو حولها.

تعرف على المزيد من خلال الاستماع إلى الحلقة ' من أين تأتي السدم؟ 'على بودكاست' اسأل رائد فضاء '، متاح على اي تيونز وعلى الويب في http://www.askaspaceman.com . شكرا ل @ bcmiller151 للسؤال الذي أدى إلى هذه القطعة! اطرح سؤالك الخاص على Twitter باستخدام #AskASpaceman أو باتباع Paul تضمين التغريدة و على facebook.com/PaulMattSutter .

تابع جميع قضايا ومناقشات أصوات الخبراء - وكن جزءًا من المناقشة - على موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك و تويتر و + Google . الآراء المعبر عنها هي آراء المؤلف ولا تعكس بالضرورة آراء الناشر. تم نشر هذه المقالة في الأصل موقع demokratija.eu .