Hypergiants: النجوم الأكثر ضخامة في الكون

الكون مليء بالنجوم من جميع الأحجام والأنواع. أكبرها هناك يسمى "عمالقة ضخمة" ، ويقزمون شمسنا الصغيرة. ليس هذا فقط ، ولكن بعضها يمكن أن يكون غريبًا حقًا.

Hypergiants مشرقة للغاية ومعبأة بما يكفي من المواد لصنع مليون نجم مثل نجمنا. عندما يولدون ، يأخذون جميع مواد "النجم" المتاحة في المنطقة ويعيشون حياتهم بسرعة وحرارة. يولد Hypergiants من خلال نفس العملية مثل النجوم الأخرى ويتألق بنفس الطريقة ، ولكن أبعد من ذلك ، فهم مختلفون تمامًا عن أشقائهم الأصغر.

تم تحديد النجوم الضخمة لأول مرة بشكل منفصل عن الشركات العملاقة الأخرى لأنها أكثر إشراقًا بشكل كبير ؛ أي ، لديهم أكبر اللمعان من الآخرين. تظهر دراسات ناتج الضوء أيضًا أن هذه النجوم تفقد كتلتها بسرعة كبيرة. هذه "الخسارة الجماعية" هي إحدى السمات المميزة لفرط العملاق. يشمل الآخرون درجات حرارةهم (عالية جدًا) وكتلهم (تصل إلى عدة أضعاف كتلة الشمس).

تتشكل كل النجوم في غيوم من الغاز والغبار ، بغض النظر عن حجمها. إنها عملية تستغرق ملايين السنين ، وفي النهاية "يتحول" النجم عندما يبدأ في دمج الهيدروجين في قلبه. وذلك عندما ينتقل إلى فترة من الزمن في تطوره تسمى

يقضي جميع النجوم معظم حياتهم في التسلسل الرئيسي ، ويدمجون الهيدروجين بثبات. كلما كان النجم أكبر وأكثر ضخامة ، زادت سرعة استهلاكه للوقود. بمجرد اختفاء وقود الهيدروجين في قلب أي نجم ، يترك النجم بشكل أساسي التسلسل الرئيسي ويتطور إلى "نوع" مختلف. هذا يحدث مع كل النجوم. يأتي الاختلاف الكبير في نهاية حياة النجم. وهذا يعتمد على كتلته. نجوم مثل الشمس تنهي حياتهم السدم الكوكبية ، وتفجير كتلهم إلى الفضاء في قذائف من الغاز والغبار.

عندما نصل إلى عمالقة ضخمة وحياتهم ، تصبح الأمور مثيرة حقًا. يمكن أن يكون موتهم كوارث رهيبة جدا. بمجرد استنفاد هذه النجوم عالية الكتلة الهيدروجين ، فإنها تتوسع لتصبح نجومًا عملاقة أكبر بكثير. ستقوم الشمس في الواقع بنفس الشيء في المستقبل ، ولكن على نطاق أصغر بكثير.

تتغير الأشياء داخل هذه النجوم أيضًا. يحدث التمدد عندما يبدأ النجم في دمج الهيليوم في الكربون والأكسجين. يؤدي ذلك إلى تسخين الجزء الداخلي من النجم ، مما يؤدي في النهاية إلى تضخم السطح الخارجي. هذه العملية تساعدهم على تجنب الانهيار على أنفسهم ، حتى أثناء تسخينهم.

في المرحلة العملاقة ، يتأرجح النجم بين عدة حالات. ستكون العملاق الأحمر لفترة من الوقت ، وبعد ذلك عندما يبدأ في دمج عناصر أخرى في جوهره ، يمكن أن يصبح العملاق الأزرق. IN بين مثل هذا النجم يمكن أن يظهر أيضًا كعملاق أصفر أثناء انتقاله. ترجع الألوان المختلفة إلى حقيقة أن النجم يتضخم في الحجم لمئات المرات من نصف قطر شمسنا في المرحلة العملاقة الحمراء ، إلى أقل من 25 نصف قطر شمسي في مرحلة العملاق الأزرق.

في هذه المراحل العملاقة ، تفقد هذه النجوم كتلتها بسرعة كبيرة وبالتالي فهي مشرقة جدًا. بعض العمالقة الفائقين أكثر إشراقًا مما كان متوقعًا ، ودرسهم علماء الفلك بمزيد من العمق. اتضح أن hypergiants هي بعض من أضخم النجوم قياس من أي وقت مضى وعملية الشيخوخة هو مبالغ فيها أكثر من ذلك بكثير.

هذه هي الفكرة الأساسية وراء الكبر في السن. تعاني العملية الأكثر كثافة من النجوم التي تزيد كتلتها عن شمسنا بمائة مرة. أكبرها أكثر من 265 مرة كتلتها ، ومشرق بشكل لا يصدق. أدى سطوعها وخصائصها الأخرى الفلكيين إلى إعطاء هذه النجوم المنتفخة تصنيفًا جديدًا: العملاق. هم في الأساس عمالقة عملاقة (إما حمراء أو صفراء أو زرقاء) ذات كتلة عالية جدًا ، ومعدلات فقدان كتلة عالية أيضًا.

بسبب كتلتها العالية وإشراقتها ، يعيش عمالقة hypergians بضعة ملايين من السنين فقط. هذا عمر قصير جدًا لنجم. بالمقارنة ، ستعيش الشمس حوالي 10 مليار سنة. يعني عمرها القصير أنها تنتقل من النجوم الصغيرة إلى اندماج الهيدروجين بسرعة كبيرة ، وتستنفد الهيدروجين بسرعة كبيرة ، ينتقلون إلى مرحلة العملاق قبل وقت طويل من إخوانهم الأصغر حجماً والأقل كتلة والمفارقة ، الذين يعيشون لفترة أطول (مثل الشمس).

في نهاية المطاف ، سوف يندمج قلب فرط العملاق العناصر الأثقل والأثقل حتى يصبح اللب في الغالب من الحديد. عند هذه النقطة ، يتطلب الأمر اندماج الحديد في عنصر أثقل من الطاقة المتوفرة في اللب. توقف الانصهار. درجات الحرارة والضغوط في اللب التي تحمل بقية النجم في ما يسمى "التوازن الهيدروستاتيكي" (وبعبارة أخرى ، الخارج ضغط النواة المدفوع ضد الجاذبية الثقيلة للطبقات فوقه) لم يعد كافياً لمنع بقية النجم من الانهيار بحد ذاتها. ذهب هذا التوازن ، وهذا يعني أنه حان وقت الكارثة في النجم.

ماذا يحدث؟ ينهار بشكل كارثي. تتصادم الطبقات العليا المنهارة مع اللب الذي يتوسع. كل شيء ثم يرتد للخلف. هذا ما نراه عندما السوبرنوفا ينفجر. في حالة العملاق ، الموت الكارثي ليس مجرد مستعر أعظم. سيكون مفرط نوفا. في الواقع ، يفترض البعض أنه بدلاً من المستعر الأعظم من النوع الثاني النموذجي ، شيء يسمى a انفجار أشعة جاما (GRB) سيحدث. هذا انفجار قوي بشكل لا يصدق ، ينسف الفضاء المحيط بكميات لا تصدق من الحطام النجمى والإشعاع القوي.

ما الذي خلفه؟ النتيجة الأكثر ترجيحًا لمثل هذا الانفجار الكارثي ستكون إما الثقب الأسود، أو ربما أ النجم النيوتروني أو مغناطيسي، كلها محاطة بقشرة من الحطام المتوسع عبر العديد من السنوات الضوئية. هذه هي النهاية الغريبة والغريبة لنجم يعيش بسرعة ويموت شابًا: يترك وراءه مشهدًا رائعًا من الدمار.

حررت بواسطة كارولين كولينز بيترسن.