كيف يحسب العلماء عمر النجم؟

نحن نعرف الكثير عن النجوم. بعد قرون من توجيه التلسكوبات إلى سماء الليل، يمكن لعلماء الفلك والهواة على حد سواء معرفة السمات الرئيسية لأي نجم، مثل كتلته أو تكوينه.

لحساب كتلة النجم ، ما عليك سوى إلقاء نظرة على الفترة المدارية والقيام ببعض الجبر. لتحديد ما يتكون منه ، انظر إلى طيف الضوء الذي ينبعث من النجم. لكن المتغير الوحيد الذي لم يتصدع العلماء بعد هو الوقت.

“الشمس هي النجم الوحيد الذي نعرف عمره”، يقول عالم الفلك ديفيد سودربلوم من معهد علوم التلسكوب الفضائي في بالتيمور. “كل شيء آخر يتم تمهيده من هناك.”

حتى النجوم المدروسة جيدا تفاجئ العلماء بين الحين والآخر. في عام 2019 عندما خفت النجم العملاق الأحمر Betelgeuse ، لم يكن علماء الفلك متأكدين مما إذا كان يمر بمرحلة أو ما إذا كان انفجار المستعر الأعظم وشيكا. (تبين أنها كانت مجرد مرحلة.)

كما هزت الشمس الأمور عندما لاحظ العلماء أنها لا تتصرف مثل النجوم الأخرى في منتصف العمر. إنه ليس نشطا مغناطيسيا مقارنة بالنجوم الأخرى من نفس العمر والكتلة. وهذا يشير إلى أن علماء الفلك قد لا يفهمون تماما الجدول الزمني لمنتصف العمر.

يمكن للحسابات المستندة إلى الفيزياء والقياسات غير المباشرة لعمر النجم أن تعطي علماء الفلك تقديرات للملعب. وبعض الطرق تعمل بشكل أفضل لأنواع مختلفة من النجوم. فيما يلي ثلاث طرق يحسب بها علماء الفلك عمر النجم.

مخططات هيرتزسبرونج-راسل

لدى العلماء تعامل جيد مع كيفية ولادة النجوم وكيف تعيش وكيف تموت. على سبيل المثال، تحترق النجوم من خلال وقود الهيدروجين، وتنتفخ وتطرد غازاتها في نهاية المطاف إلى الفضاء، سواء بصوت ضجة أو تذمر.

ولكن عندما تحدث بالضبط كل مرحلة من مراحل دورة حياة النجم ، تصبح الأمور معقدة. اعتمادا على كتلتها ، تصل بعض النجوم إلى تلك النقاط بعد عدد مختلف من السنوات. تموت النجوم الأكثر ضخامة شابة ، بينما يمكن للنجوم الأقل ضخامة أن تحترق لمليارات السنين.

في مطلع القرن 20th ، توصل اثنان من علماء الفلك – Ejnar Hertzsprung و Henry Norris Russell – بشكل مستقل إلى فكرة رسم درجة حرارة النجوم مقابل سطوعها.

تتوافق الأنماط الموجودة على مخططات Hertzsprung-Russell ، أو H-R ، مع مكان وجود النجوم المختلفة في دورة الحياة هذه. واليوم، يستخدم العلماء هذه الأنماط لتحديد عمر العناقيد النجمية، التي يعتقد أن نجومها قد تشكلت جميعها في نفس الوقت.

التحذير هو أنه ما لم تقم بالكثير من الرياضيات والنمذجة ، يمكن استخدام هذه الطريقة فقط للنجوم في مجموعات ، أو من خلال مقارنة لون نجم واحد وسطوعه مع مخططات H-R النظرية.

“إنه ليس دقيقا جدا” ، كما يقول عالم الفلك ترافيس ميتكالف من معهد علوم الفضاء في بولدر ، كولورادو. “ومع ذلك ، فهو أفضل شيء لدينا.”

المصدر / sciencenews