علوم

السدم: هذا هو سبب أهمية هذه السحب العملاقة من الغبار والغاز لكوننا

من المهد إلى اللحد للنجوم

السديم العملاق NGC 2014 (يمين) وجارته الصغيرة NGC 2020.
المصدر: ناسا

السديم أو السدم، هي من بين أجمل الأشياء في الكون. إنها في الأساس غيوم ضخمة من الغبار والغاز. يمكن أن تتألق لمئات الآلاف من السنين. تذكرنا بأن الفضاء مخيف وأحيانًا لا يمكن التنبؤ به. لحسن الحظ، لا توجد نجوم في جوارنا النجمي المباشر كبيرة بما يكفي لتشكيل سديم، لكنها بالتأكيد ستكون مشهدًا.

هناك العديد من الطرق المختلفة التي تتشكل بها السدم. ولكن في حالتها الأساسية، فهي عبارة عن سحب هائلة من الغاز والغبار الموجودة في السحب الجزيئية. بمجرد أن تتجمع كمية كافية من المادة في مكان واحد. تصبح السحابة كثيفة بدرجة كافية بحيث تنهار تحت ثقلها، وهذه هي الخطوة الأولى لتشكيل النجم الأولي. تقطع هذه النجوم الأولية وتشكل هذه الحضانات النجمية، مما يشجع على تكوين المزيد والمزيد من النجوم. بطبيعة الحال، يفسر هذا النوع لماذا تعيش بعض النجوم في مجموعات ضخمة أو تشكل أنظمة كوكبية ذات “شموس” متعددة.

تأتي الخطوة الثانية لتشكيل نجم عندما يصبح قلب النجم الأولي ساخنًا بدرجة كافية لبدء عملية الاندماج النووي ، حيث يتم دمج العناصر الأخف مثل الهليوم والهيدروجين في عناصر أثقل.

بالطبع ، وفقًا لهابل سايت “لا تنتهي جميع المواد الموجودة في السحابة المنهارة كجزء من نجم. يمكن أن يتحول الغبار المتبقي إلى كواكب أو كويكبات أو مذنبات، أو قد يظل غبارًا. العلماء يستخدمون نماذج كمبيوتر ثلاثية الأبعاد يتنبأ بتكوين النجوم أن السحب الدوارة للغاز والغبار المنهار قد تتفكك إلى نقطتين أو ثلاث نقاط مميزة. وهذا من شأنه أن يفسر سبب اقتران غالبية النجوم في مجرة درب التبانة أو في مجموعات من نجوم متعددة”.

مقالة ذات صلة: تلسكوب جيمس ويب الفضائي يرسل أول صوره من الفضاء السحيق

كيف يتكون السديم؟

سديم السلطعون
المصدر: Wikimedia Commons

في حين أن الفضاء قد يبدو وكأنه فراغ فارغ، إلا أن بعض المناطق تحتوي في الواقع على كمية لا بأس بها من الغاز والغبار. نشير إلى الفراغ بين النجوم بالوسط النجمي. بشكل عام، يُعتقد أن الغاز في الوسط النجمي يتكون من 75٪ هيدروجين وحوالي 25٪ هيليوم بكميات صغيرة جدًا (حوالي 0.1٪) من العناصر الثقيلة مثل الأكسجين والكربون والنيتروجين (وهي مهمة مكونات تكوين الحياة كما نعرفها).

وكما أنه من المعروف أيضًا أنها تحتوي على ذرات وجزيئات محايدة وجزيئات مشحونة، والعديد منها في شكل أيونات وإلكترونات. تميل الجسيمات إلى الانتشار على مساحة كبيرة بمتوسط ​​كثافة يبلغ حوالي ذرة واحدة لكل سنتيمتر مكعب.

بمرور الوقت، يمكن سحب الغاز والغبار معًا ببطء عن طريق الجاذبية، مما ينتج عنه “عقدة” كبيرة من المواد. ومع ذلك، فإن الجاذبية ليست الطريقة الوحيدة التي تتشكل بها السدم. يولد نوع واحد من السدم عندما يصل نجم كتلته أكبر بكثير من شمسنا إلى آلام الموت. عندما ينهار على نفسه، يتم نفخ غازه والمواد الأخرى في الفضاء لتشكيل سوبر نوفا. في بعض الأحيان، تكون الغازات المتأينة، التي تسمى بقايا المستعر الأعظم، مرئية من الأرض، لكنها في كثير من الحالات، تقوم فقط ببث الأشعة السينية وموجات الراديو، والتي لا يزال من الممكن اكتشافها باستخدام التلسكوبات المتخصصة.

بصرف النظر عن بقايا المستعر الأعظم، هناك أربعة أنواع أخرى من السدم. دعونا نلقي نظرة عليها ونناقش كيف كل شكل.

مقالة ذات صلة: مصاعد الفضاء هل يمكن أن تكون المستقبل

1. السدم الانبعاثية:

سديم الجبار الرائع
المصدر: ASA, ESA, M. Robberto Space Telescope Science Institute/ESA) and the Hubble Space Telescope Orion Treasury Project Team

للبدء، تعد السدم الانبعاثية من أكثر السدم روعة (والأكثر شيوعًا) في الكون. تتكون بشكل أساسي من سحب كبيرة من الغاز المتأين، والتي يمكنها في كثير من الأحيان إصدار ضوء بأطوال موجية بصرية (بمعنى، يمكننا رؤيتها بدون تلسكوبات متخصصة).

بالإضافة إلى أنها تتميز بكثافات متغيرة للغاية ويمكن أن تكون صغيرة نسبيًا في الكتلة أو هائلة تمامًا، وتتراوح من 100 إلى 10000 كتلة شمسية من المواد (كتلة شمسية واحدة تساوي كتلة الشمس) – جميعها منتشرة عبر حجم يتراوح من أقل من من سنة ضوئية إلى عدة مئات من السنين الضوئية.

تتشكل السدم الانبعاثية عندما تصادف المنطقة المحيطة بسحابة غازية أن تحتوي على تركيزات عالية من ذرات الهيدروجين المحايدة.

يمكن بعد ذلك أن تتأين ذرات الهيدروجين المحايدة بواسطة نجوم بيضاء مزرقة، من النوع O، من النوع B، ونجوم حديثة الولادة داخل الحضانة النجمية. إنها شديدة الحرارة، وتتراوح درجات حرارة سطحها بين 25000 إلى 500000 كلفن، وهي شديدة الحرارة والحيوية لدرجة أنها تنتج كميات كبيرة من الفوتونات عالية الطاقة، والتي تعمل بشكل أساسي على تجريد ذرات إلكتروناتها. عندما تتحد في النهاية، فإنها تصبح متأينة وتتوهج بشكل واضح للغاية.

من المحتمل أن يكون السديم الانبعاثي الأكثر شهرة هو سديم الجبار الخلاب (المعروف أيضًا باسم مسير42، أو أم42).

السدم الكوكبية هي شكل من أشكال السدم الانبعاثية. تتشكل عندما يصل نجم شبيه بالشمس إلى نهاية حياته. بعد أن يتضخم إلى عملاق أحمر يلتهم كل شيء في طريقه، سوف ينكمش. ستكتظ الكتلة المتبقية في جسم يسمى القزم الأبيض، بحوالي نصف كتلة الشمس. في هذه الحالة، تتأين الغازات التي ينبعث منها، والتي يمكن أن تحتوي على كميات كبيرة من الهيليوم والأكسجين، بواسطة القزم الأبيض، وهو ما يحدث عندما يتشكل سديم كوكبي. ومن أشهرها سديم اللولب، وسديم عين القط، وسديم الفراشة.

مقالة ذات صلة: أهم 5 عناصر قد تسبب فشل تلسكوب جيمس ويب.

2. السدم الإنعكاسية

على عكس النجوم الساطعة والساخنة التي تشكل سدمًا انبعاثية، توجد السدم الانعكاسية داخل سحب ضخمة من الغاز والغبار في الغالب. بالإضافة إلى ذلك، فإن السدم نفسها لا تصدر أي ضوء خاص بها. بدلاً من ذلك، يرتد الضوء القادم من النجوم القريبة وينتشر في النهاية ، مما يشكل سديمًا انعكاسيًا.

تشكل درجة الحرارة واللمعان للنجوم القريبة مدى سطوع هذه الأجسام. مثل السدم الانبعاثية، فإنها تضيء عادة بنجوم من النوع B. فهي ليست فقط ساطعة ولكن أيضًا أكثر برودة بكثير من تلك التي تنتج السدم الانبعاثية (يمكن أن تصل درجات حرارة إلى 25000 كلفن).

علاوة على ذلك، يصبح الضوء المشتت مستقطبًا قليلاً عندما تتماشى مركبات الكربون داخل الغبار، جنبًا إلى جنب مع عناصر إضافية مثل النيكل والحديد، مع “المجال المغناطيسي للمجرة”.

وبنفس الطريقة تكون سماء الأرض زرقاء لأن الأطوال الموجية الأقصر للضوء تنتشر بشكل أكبر بواسطة جزيئات النيتروجين والأكسجين في الغلاف الجوي، وتميل السدم الانعكاسية أيضًا إلى اللون الأزرق. في السدم الانعكاسية، يعني حجم حبيبات الغبار أن الضوء ينتشر بشكل أكثر كفاءة على الجانب الأزرق من الطيف الكهرومغناطيسي بدلاً من اللون الأحمر – ولهذا السبب تظهر معظم السدم الانعكاسية باللون الأزرق. ومع ذلك، فإن مدى سطوع السدم يتوقف على حجم وكثافة حبيبات الغبار، إلى جانب لون لمعان النجوم القريبة.

مقالة ذات صلة: جيمس ويب خليفة هابل بقيمة 10 مليار دولار

3. السدم المظلمة

يشبه الغبار نوعًا من السدم الانعكاسية، وهو عامل مساهم كبير في كيفية تشكل هذه الأشياء وكيف تبدو. في حالة السدم المظلمة، يكون تركيز الغبار كثيفًا للغاية، ويميل إلى امتصاص ضوء النجوم داخل الأطوال الموجية المرئية – مما يجعلها تبدو سوداء (ومن هنا جاءت التسمية). صدق أو لا تصدق، تحتوي هذه الأماكن على الكثير من الهيدروجين الجزيئي وهي عقارات رئيسية للمشاتل النجمية.

عادةً ما يكون من الصعب جدًا اكتشافها. ولكن يمكن رؤيتها عندما تكون على مقربة (أو خلف) السدم الانبعاثية أو النجوم الساطعة حقًا. إحدى الحقائق المثيرة للاهتمام هي أن السحب الهائلة للغاز والغبار التي تشكل السدم المظلمة باردة للغاية – مع درجات حرارة بالكاد تقابل أحيانًا 10 كلفن (كلفن). في الطرف الأعلى، تصل أحيانًا إلى 100 كلفن، ومن المثير للاهتمام، أن درجات الحرارة المنخفضة تجعل هذه السحب الجزيئية الضخمة أكثر ملاءمة لتكوين النجوم، حيث من المعروف أن درجات الحرارة تشجع تكوين الهيدروجين.

كريات بوك هي أنواع أصغر من السدم المظلمة. إنها سدم مظلمة، لكنها تميل إلى أن تكون أصغر بكثير وأكثر عزلة، حيث يبلغ عرضها أقل من ثلاث سنوات ضوئية وتحتوي على ما بين 0.1 و 2000 كتلة شمسية من الغاز والغبار.

تعتبر كريات بوك مثيرة للاهتمام بشكل خاص لعلماء الفلك حيث يُعتقد غالبًا أنها تحتوي على أجنة النجوم الجديدة. مما يسهل فحص المراحل المبكرة جدًا لتشكيل النجوم. وجدت الأبحاث التي أجريت على عدد من Bok Globules نشاطًا مستمرًا لتكوين النجوم يحدث داخلها، بما في ذلك دليل على وجود نجوم متعددة في أعمار مختلفة.

بعض الأمثلة الشهيرة للسدم المظلمة تشمل سديم كيس الفحم، المرئي في نصف الكرة الجنوبي، وسديم رأس الحصان.

إقرأ أيضاً: تلسكوب جيمس ويب، كل ما تحتاج معرفته عنه هنا

حقائق مثيرة للاهتمام حول السدم

أعمدة الخلق
المصدر: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team/Wikimedia Commons

فيما يلي بعض الحقائق المدهشة حول سحب الغبار في الفضاء الخارجي:

  • في عام 1786، اكتشف عالم الفلك فريدريك ويليام هيرشل سديمًا معقدًا يسمى عين القط (NGC 6543). تشتمل سحابة الغبار هذه على هالة تمتد على مدار ثلاث سنوات ضوئية. والعديد من الهياكل التي تشبه العقد، والفقاعات، والحلقات متحدة المركز، والحلقات، وما إلى ذلك. لقد كان أول سديم كوكبي يكتشفه العلماء، وحتى الآن، لم يتمكن علماء الفلك من فهمه تمامًا هيكلها.
  • قبل القرن العشرين، لم تكن فكرة “المجرة” كمفهوم منفصل معروفة. اعتبر علماء الفلك السدم والمجرات شيئًا واحدًا، ولهذا السبب تمت الإشارة سابقًا إلى أول مجرة ​​تم اكتشافها، المرأة المسلسلة، باسم سديم أندروميدا. ومع ذلك، نحن نعلم الآن أن المجرة والسديم شيئان مختلفان. الفرق الرئيسي بين الاثنين هو أن السديم ينشأ من الوسط النجمي، ويتكون بشكل أساسي من غاز الهيليوم والهيدروجين، وعمومًا، السدم لها أحجام تتراوح بين سنة ومائة سنة ضوئية. في حين أن المجرة أكبر بكثير، وتمتد ما بين مئات وآلاف السنين الضوئية، وتتكون من الغبار والنجوم والسدم والأنظمة الشمسية.
  • أكبر سديم، يسمى سديم الرتيلاء، يبلغ حجمه 1800 سنة ضوئية في أوسع امتداد له، ويقع على مسافة حوالي 170 ألف سنة ضوئية من كوكبنا. إنه سديم انبعاثي يقع في سحابة ماجلان الكبيرة. يُعتقد أن الرتيلاء يؤوي ما يصل إلى 800000 نجمة، وفي الوقت الحالي، يعتبر أكثر حضانات النجوم نشاطًا معروفًا.
  • بعض النجوم الأكثر سخونة في مجرتنا يمكن أن تصل درجة حرارتها إلى حوالي 250.000 درجة مئوية. وتوجد في سديم الفراشة (NGC 6302)، وهي سحابة غبار تنتشر على شكل أجنحة فراشة وتقع على بعد حوالي 4000 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة العقرب.
  • في عام 1995، التقط تلسكوب هابل الفضائي صورة يشار إليها باسم “أعمدة الخلق”. تُظهر الصورة محلاق شاهق من الغبار والغاز الكوني في قلب سديم النسر (NGC 6611). “الأعمدة” عبارة عن سحب من الغبار والغاز في منطقة نشطة لتشكيل النجوم في السديم. مع إخفاء النجوم حديثة الولادة في أعمدتها الضعيفة. زعمت دراسة لاحقة أجرتها وكالة ناسا أن مستعرًا أعظم داخل السديم قد دمر الأعمدة. ومع ذلك، تشير أدلة جديدة إلى أن الأعمدة لا تزال موجودة ومن المرجح أن تظل لبضع مئات الآلاف من السنين القادمة قبل أن تتبخر ببطء.

قد يعتقد الكثير من الناس أن السدم هي مجرد غيوم غبار ملونة يصورها علماء الفلك من خلال التلسكوبات (يمكن ملاحظة السدم شديدة السطوع مثل سديم الجبار حتى بالعين المجردة)، لكنها أكثر من ذلك بكثير. لم تولد فيها النجوم والأنظمة الشمسية فحسب، بل إن كوننا كله يتطور باستمرار عن طريق هذه السحب النجمية.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى