Language
Country/Area
No result found
سر وميض الهيليوم: لماذا يولد مثل هذه الطاقة المذهلة في نوى النجوم؟
يعتبر وميض الهيليوم حدثًا مذهلاً في حياة النجم، وخاصة أثناء مرحلة العملاق الأحمر النشط لنجم منخفض الكتلة. ويقال إن وميض الهيليوم ينشأ نتيجة الاندماج النووي السريع لكميات كبيرة من الهيليوم في النواة، وذلك بشكل رئيسي من خلال عملية ألفا الثلاثية.
في غضون مليار عام تقريبًا، من المتوقع أن تخضع الشمس لمضة هيليوم، والتي ستكون آخر شيء يحدث على الأرض بعد خروجها من التسلسل الرئيسي.
تحدث هذه العملية بشكل أساسي في النجوم التي تتراوح كتلتها بين 0.8 كتلة شمسية (M☉) و2.0 كتلة شمسية (M☉). في هذه النجوم ذات الكتلة المنخفضة، ومع استهلاك الهيدروجين في أنويتها بسرعة، على الرغم من استمرار الاندماج النووي في طبقات الهيدروجين الخارجية، تتكون مادة غنية بالهيليوم في النواة. ومع استنفاد الهيدروجين، يتم ضغط الهيليوم المتبقي إلى مادة متحللة، تأتي مقاومتها للانهيار التجاذبي من مبادئ ميكانيكا الكم وليس الضغط الحراري التقليدي.
عندما ترتفع درجة حرارة النواة إلى حوالي 100 مليون درجة، تبدأ عملية الاندماج النووي للهيليوم. والسبب وراء كون هذه العملية مذهلة هو أن النواة في هذا الوقت تتكون من مادة متحللة. وبالتالي، في مثل هذه البيئة المادية، لا يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى زيادة كبيرة في الضغط. وتتسبب هذه الظاهرة في رد فعل سريع مع ارتفاع حاد في درجة الحرارة، وهو أمر نادر للغاية ومدمر في تطور النجم.
يزداد معدل اندماج الهيليوم النووي بشكل كبير، ويصل بسرعة إلى 10 مليار مرة من الطاقة الأصلية المنطلقة، وهذا يستمر لبضع ثوان فقط.
مع إطلاق الطاقة من الاندماج النووي للهيليوم، تتغير الحالة المتدهورة للنواة، مما يسمح للنواة بالتمدد حرارياً، مع امتصاص الطاقة المتبقية في البنية الفوقية للنجم. وهذا يعني أنه على الرغم من أن إطلاق الطاقة اللحظية لوميض الهيليوم أمر مذهل، إلا أن معظمه لا يمكن ملاحظته. ولهذا السبب يعتمد علماء الفلك في المقام الأول على النماذج النظرية لفهم هذه الظاهرة.
مع مرور الوقت، سوف يبرد سطح النجم بسرعة ويتقلص بمعدل حوالي 100 ألف عام، مما يؤدي في النهاية إلى تقليص نصف قطره وسطوعه إلى حوالي 2% من قيمته الأصلية. ومن الجدير بالذكر أنه في هذه العملية سيتم تحويل حوالي 40% من كتلة النجم إلى كربون، وهو أمر حاسم لتطور النجم في المستقبل.
بعد وميض الهيليوم، فإن عدم استقرار نبض الوميض الثانوي سوف يحرك النجم، وهذه العملية تستمر في كثير من الأحيان لساعات أو سنوات.
ويتبع وميض الهيليوم سلسلة من الومضات الثانوية، والتي عادة ما تكون عبارة عن عدم استقرار نبضي ضعيف نسبيًا ولا تكون مدمرة بالضرورة. وبالمقارنة مع ومضات الهيليوم، فهي بطبيعتها أكثر سلمية، لكنها تلعب دورا هاما في المراحل النهائية من تطور النجوم.
بالإضافة إلى ذلك، في بعض النجوم ذات الكتلة المنخفضة للغاية، قد لا يصل قلب الهيليوم المتحلل إلى درجة حرارة عالية بما يكفي لبدء اندماج الهيليوم، وسوف يتطور في النهاية إلى قزم أبيض من الهيليوم. ويظهر هذا وجود علاقة قوية بين كتلة النجم وعواقبه التطورية.
على الرغم من اتباع عملية مماثلة في الأقزام البيضاء، عندما يتراكم غاز الهيدروجين من نظام نجمي ثنائي على سطح القزم الأبيض، فإن اندماج مصادر الهيدروجين يمكن أن يؤدي أيضًا إلى وميض هيليوم غير مستقر. ومع ذلك، نادرًا ما تتم ملاحظة حدوث هذه الأحداث بشكل مباشر لأن ديناميكياتها عادةً ما تكون مخفية في أعماق المركز.
إن عملية الاندماج النووي للنجم هي رحلة طويلة وغير متوقعة، حيث تؤدي التغيرات في كل مرحلة إلى اختلاف مصير النجم.
من الجدير أن نتأمل كيف يمكن لمضة الهيليوم أن تؤدي إلى إطلاق مثل هذا القدر العنيف من الطاقة في حياة النجم، وكم عدد الأسرار الكونية غير المكتشفة المخفية وراء ذلك؟
